Виртуальный лабораторный макет для изучения

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ

 

ГАЯЗОВ Р.Р., ГАФУТДИНОВ Р.Ш., КГЭУ, г. Казань

Науч. рук. канд. пед. наук, доцент АХМЕТВАЛЕЕВА Л.В.

 

В данной работе рассматривается виртуальный лабораторный макет для изучения и исследования режимов работы полупроводниковых приборов, в частности биполярных и полевых транзисторов. Данный макет был создан в программной среде LabVIEW. Исследование характеристик проводилось в программной среде Multisim10.

В среде разработки Multisim10проводились построение схем с полевым и биполярным транзистором и последующий их анализ.
Вольт-амперные характеристики, полученные в ходе выполнения работы, были обработаны и записаны в виде таблицы (рис. 1) для дальнейшего интегрирования их в среду LabVIEW.

 

Рис. 1. Массив данных на примере биполярного транзистора

 

Среда разработки LabVIEW используется для выполнения программ, а также в системах сбора и обработки данных, для управления техническими объектами и технологическими процессами. В нашей работе данная среда необходима для отображения результатов исследования. Для этого используется обширная библиотека компонентов, среди которых есть функция чтения и обработки внешних файлов. Блок-диаграмма лабораторного макета показана на рис. 2.

 

Рис. 2. Блок-диаграмма лабораторного макета в LabVIEW

 

Лабораторный комплекс состоит из четырех лабораторных работ, необходимых для изучения транзисторов. Каждая работа предназначена для выполнения и исследования той или иной функций: получение вольт-амперных характеристик и нахождения рабочей точки, исследование усилительного каскада и т.д.

Лицевая панель данного виртуального лабораторного макета имеет: графическое окно для отображения ВАХ транзистора, возможность выбора транзистора из списка, шкалу для выбора значений тока и напряжения, а также кнопки для сохранения графика. Интерфейс данного макета приятен для восприятия и прост в использовании. Все это позволяет использовать данный лабораторный макет как альтернативную замену уже существующим стендам.

Применение данного лабораторного макета в вузе открывает новые возможности экспериментального исследования при проведении лабораторных работ. Данный макет позволит упростить изучение студентами основ электроники, используя при этом только персональный компьютер с данным лабораторным макетом.

 

УДК 681.518.3

 

БЕСПИЛОТНЫЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ

ДЛЯ ОБСЛЕДОВАНИЯ ВОЗДУШНЫХ

ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

 

ГОРЯЧЕВ М.П., ГАЙНУТДИНОВ А.Р., КИРЕЕВ Н.М., КГЭУ, г. Казань

Науч. рук. канд. физ.-мат. наук, доцент САДЫКОВ М.Ф.

 

В настоящее время остро стоит проблема своевременного обнаружения дефектов и факторов внешних воздействий на протяженных объектах энергетики, осуществляющих транспорт электроэнергии (воздушные линии электропередачи). Существующие методы обследо-вания весьма затратны как по времени, так и по финансовым вложениям. Наиболее перспективным методом обследования является применение беспилотного летательного аппарата (БПЛА), однако широкого распространения он так и не получил по причине дороговизны.

При применении БПЛА в целях обследования значительное внимание уделяется функциональности, автоматизации процесса пилотирования, автоматизации процесса обработки данных и минимизации стоимости программной и аппаратной составляющих.

В настоящее время коллективом НИЛ «СТиВПС» при ФГБОУ ВПО «КГЭУ» ведется разработка БПЛА самолетного типа, который превосходит по соотношению цены и качества существующие комплексы БПЛА и имеет большой потенциал как в области применения, так и в коммерческом отношении. Расширению его функциональных возможностей способствует разработка и установка новых приборов диагностики (например, акустические датчики). Автоматизация процесса пилотирования достигается разработкой собственного автопилота с отстройкой по высоте с помощью лазерного дальномера. Низкая себестоимость и широкий спектр задач, решаемых разрабатываемым БПЛА, являются основными преимуществами проекта и определяют его коммерческую привлекательность и потенциал к расширению клиентской базы. На данный момент обоснована общая концепцияпрограммно-аппаратного комплекса на базе БПЛА для обследования протяженных объектов энергетики. Проведена патентно-исследовательская работа, в результате которой проверена патентоспособность решения. Разработан прототип БПЛА. Выполнены первые облеты воздушных линий электропередачи. Разработан прототип лазерного дальномера.

Основные технические характеристики разработанного БПЛА:

– продолжительность полета – не менее 1 часа;

– скорость – 40–65 км/ч;

– масса целевой нагрузки – до 2,5 кг;

– тип двигателя – электрический (планируется установка бензинового);

– диапазон рабочих температур – от –30 до +40 °C;

– максимально допустимая скорость ветра – 7 м/с;

– взлет – с руки;

– посадка – на «брюхо».

Внедрение данного средства ревизии принесет значительный экономический эффект при небольших финансовых затратах, которые позволят увеличить частоту автоматизированных осмотров, что положительно скажется на надежности работы воздушных линий электрических сетей.

 

УДК 621.315.1