Аннотация 2
Введение 5
1 Состояние вопроса 7
1.1 Анализ исходных данных и известных решений 7
1.2 Формулировка актуальности, цели и задачи работы 10
2 Механическая часть стенда 18
3 Электрическая часть стенда 19
3.1 Обзор вариантов 19
3.2 Разработка электрической схемы 21
4 Программная часть 28
4.1 Общая блок-схема программы 28
4.2 Подпрограмма идентификации задаваемых параметров 30
4.3 Подпрограмма вывода задаваемых параметров 35
4.4 Подпрограмма управления поворотом ствола 38
4.5 Вспомогательные подпрограммы 40
5 Математическое моделирование 41
Заключение 51
Список используемой литературы 52
Приложение А. Текст программы 55
Приложение Б Перечень элементов 70
Учебные стенды - это специализированные учебные пособия, предназначенные для проведения практических занятий.
Учебные стенды играют важную роль в вопросах повышения качества образования.
Из всего многообразия учебных стендов был выбран стенд для изучения полета тела, так как он является наглядным и интересным.
В последствии речь пойдет именно о таких стендах.
Эволюция стендов вобрала в себя массу достижений в части конструирования и дизайна.
Существуют механические (баллистический пистолет), электрические (пушка Гаусса) стенды.
Одной из систем, предназначенной для проведения практических работ, является система электромеханическая.
Система основана на следующем принципе действия: обучаемому человеку (группе лиц) предлагается выполнение задач, по учебной программе (задачи зависят от учебной программы). Перечень задач, выполняемых с помощью данной системы:
- Выполнение физических опытов по изучению полета тела при различных начальных параметрах (школа предмет Физика)
- Программирование устройства системы с целью практического освоения программирования (ВУЗ предмет ОМПТ или подобный)
- Выполнение опытов по прогнозированию полета тела при различных начальных параметрах (ВУЗ предмет Физика)
Эта система может пригодиться там, где необходимо продемонстрировать работы, выполняемые студентами в ходе обучения (День открытых дверей). Применение этой системы приведет к дополнительным удобствам, например, отпадает необходимость приобретения нескольких устройств, используемых для повышения наглядности обучения.
Эти удобства обеспечиваются универсальностью системы, каждому обучаемому выдается персональное задание, выполнение которого дает ему возможность лучше понять и глубже освоить предмет учебной программы. Проанализировав основной недостаток механических стендов - низкая степень точности измерений(при достижении высокой точности расходуется много сил и времени), предполагается установить специальную панель, позволяющую человеку с высокой точностью вводить задаваемые параметры и контролировать правильность введенных параметров на протяжении всего времени их ввода и после него.
В данной ВКР была проведена разработка учебного стенда с микроконтроллерным управлением. Разработана система управления стендом, на основе микроконтроллера АТ8988252.
Достигнута поставленная цель работы: разработка стенда для изучения свободного полета тела.
Выполнены запланированные задачи:
1. Обзор состояния вопроса
2. Разработка электрической части стенда
3. Разработка программы для микроконтроллера
4. Математическое моделирование
Степень внедрения: теоретически рассчитаны параметры системы, разработаны схемы и выбраны элементы, написана программа для микроконтроллера.
В данной работе произведена разработка стенда для изучения свободного полета тела. Выполнен обзор состояния вопроса, расчет электрической схемы, разработка печатной платы и программы для микроконтроллера. Разработанный стенд позволяет изучать свободный полет тела. Стенд может быть применен в школе в качестве лабораторного стенда по физике или в ВУЗе в качестве стенда по программированию.
В ВКР было приведено большое количество иллюстраций, позволяющих глубоко вникнуть в суть изучаемой проблемы.
В результате проделанной работы можно сделать следующие выводы:
1) поставленные задачи успешно выполнены, цель работы достигнута;
2) предложенные решения поставленных проблем позволяют достигать заданных результатов.