Biblioteka pomocy multimedialnych w nauczaniu urządzeń automatyki

Biblioteka pomocy multimedialnych
w nauczaniu urządzeń automatyki

 

Paweł Skarpetowski – Politechnika Białostocka

Dariusz Surmasiewicz – Politechnika Białostocka

Streszczenie

W Politechnice Białostockiej na kierunku Automatyka i Robotyka prowadzony jest przedmiot Urządzenia Automatyki. W ramach przedmiotu prowadzone są ćwiczenia laboratoryjne. Zajęcia laboratoryjne obejmują część zagadnień przedstawionych na wykładzie, nie wszystkie jednak mogą być zrealizowane w formie ćwiczeniowej ze względu na ograniczone możliwości sprzętowe laboratorium. Trudno jest zrozumieć i wyobrazić sobie zasadę działania niektórych urządzeń i dlatego powstał pomysł opracowania biblioteki pomocy multimedialnych. Biblioteka pomocy składa się z części stworzonej w programie Microsoft PowerPoint® oraz części stworzonej w programie Macromedia Flash MX 2004®, które są umieszczone na stronie WWW Koła.

1.        Wstęp

Wykład z przedmiotu Urządzenia Automatyki obejmuje:

–  przedstawienie budowy i zasady działania przemysłowych urządzeń pomiarowych,

– prezentację wybranych rozwiązań najczęściej spotykanych u producentów, oraz sposób ich funkcjonowania w przemysłowych układach sterowania i regulacji.

W ramach przedmiotu prowadzone są ćwiczenia laboratoryjne. Zajęcia laboratoryjne obejmują część zagadnień przedstawionych na wykładzie, nie wszystkie jednak mogą być zrealizowane w formie ćwiczeniowej ze względu na ograniczone możliwości sprzętowe laboratorium. Trudno, więc jest zrozumieć i wyobrazić sobie zasadę działania niektórych przetworników i dlatego powstał pomysł opracowania biblioteki pomocy multimedialnych.

Warto zauważyć, że w dzisiejszych czasach studenci w celu zdobycia wiedzy wykorzystują różne media. Istnieje wiele witryn internetowych, dzięki którym można taką wiedzę nabyć. Są to przeważnie fora internetowe, bądź strony w całości poświęcone danemu zagadnieniu. Ostatnio coraz więcej zwolenników zdobywa tak zwany e-learning. Jest to technika szkolenia wykorzystująca wszelkie dostępne media takie jak: Internet, przekazy satelitarne, taśmy audio/wideo. Zaletą tworzenia tego typu pomocy naukowych jest łatwość ich modyfikowania, w zależności od bieżących potrzeb oraz to, że każdy korzystający z Internetu ma do nich dostęp.

2.        Założenia i cel projektu

Podstawowym założeniem projektu było stworzenie biblioteki multimedialnej wspomagającej wykłady z przedmiotu Urządzenia Automatyki.

Biblioteka pomocy multimedialnych składa się z części stworzonej w programie Microsoft PowerPoint® oraz części stworzonej w programie Macromedia Flash MX 2004®. Obecnie część opracowana w programie PowerPoint obejmuje około 20 statycznych slajdów, a część stworzona w programie Flash – 7 animacji demonstrujących zasadę działania i sposób podłączenia przetworników pomiarowych. Obsługa obu części odbywa się w sposób prosty i intuicyjny.

Projektując bibliotekę pomocy multimedialnych przyjęto, że będzie ona miała:

–         możliwość udostępnienia prezentacji w sieci Internet,

–         możliwość rozbudowywania jej o kolejne prezentacje na temat urządzeń,

–         możliwość pobrania plików SWF i PPS ze strony naszego Koła.

3.        Opis animacji wykonanych w programie Macromedia Flash MX 2004®

Część stworzona w programie Macromedia Flash MX 2004® wykonana jest w rozdzielczości 1024×768 i odtwarzana z szybkością 24 ramki na sekundę. Składa się z okna głównego, w którym znajduje się tytuł projektu oraz spis literatury na podstawie, której została wykonana merytoryczna część animacji, co przedstawia rys. 1.

image002 (4)

image004

Jak wynika z rysunku 1 animacje obejmują zasadę działania między innymi:

–         przetwornika kompensacyjnego ciśnienia, wraz z animowanym ruchem czujnika indukcyjnego i membrany sprężystej,

–         przetwornika ciśnienia z rurką Bourdona, wraz z przedstawionym odkształcaniem się tego elementu,

–         chromatografu gazowego, wraz z animowanym jednym cyklem pracy urządzenia,

–         pirometru częściowego promieniowania, wraz z możliwością zasymulowania obsługi rezystora suwakowego,

Nazwy poszczególnych przetworników są jednocześnie przyciskami przełączającymi do okien, w których są one omówione.

Schemat przedstawiony na rysunku 1pokazuje, że okno główne jest elementem wiążącym wszystkie animacje. Zbudowane jest ono tak, jak klasyczne menu, tzn. składa się tylko z odpowiednich przycisków i podpisów, trwa dokładnie jedną ramkę, a dodatkowo do ramki jest przypisana akcja: stop(), co sprawia, że animacja nie biegnie dalej.

Ważne jest, aby każdą część animacji wykonywać w oddzielnej warstwie, gdyż to właśnie warstwom przypisywane są odpowiednie akcje za pomocą narzędzia ActionScript. Każda animacja omawiająca zasadę działania poszczególnych przetworników umieszczona jest w oddzielnej scenie, każdy przycisk korzysta z narzędzia ActionScript, dzięki czemu można mu przypisać odpowiednie działanie. Obiekt (tekst, bądź rysunek) należy skonwertować do odpowiedniego symbolu (w tym przypadkuModify/Convert to Symbol/Button), a następnie w zakładce Actions przypisać mu odpowiednią akcję. Dla przyciskuPrzetworniki ciśnienia kompensacyjne wygląda to w sposób przedstawiony na rysunku 2.

image006 (1)

Rys. 2 Przycisk wraz z przypisanym mu ActionScript’em

Kliknięcie na nazwę przetwornika, powoduje przejście do okna, w którym to urządzenie jest omówione. Każde okno oprócz właściwej sobie animacji posiada również w środkowej, górnej części przycisk Wykonaj do zatwierdzania poleceń pojawiających się w opisie. W lewym dolnym rogu umieszczony jest przycisk Powrót, który pozwala użytkownikowi powrócić do okna głównego.

Po przejściu do okna animacji wyświetlany jest opis zasady działania, oraz nazwy ważniejszych elementów, z których przetwornik jest zbudowany. Następnie, gdy klikniemy przycisk Wykonaj zatwierdzając daną operację, znika spis elementów pozostawiając animację i sam opis zasady działania. Na rysunku 3 przedstawiono okno z animacją przetwornika kompensacyjnego ciśnienia. Animacja ta jest dość złożona i składa się z 20 warstw.

image008 (1)

 Rys. 3 Okno z animacją przetwornika kompensacyjnego ciśnienia

  Do stworzenia tej animacji zostało użytych wiele narzędzi służących nadawaniu ruchu obiektom. Każdy animowany element został umieszczony w oddzielnej warstwie. Oznaczona na rysunku 3 numerem 3 membrana składa się z trzech warstw, dzięki czemu możliwe było zasymulowanie ruchu sztywnika tej membrany. Na animacji możemy zaobserwować, że ruch membrany 3 jest przekazywany na czujnik indukcyjny 1 za pomocą systemu dźwigni. Ta część została zrealizowana za pomocą prostych narzędzi typu: transformacja (obrót) i przesunięcie. Jednej z dźwigni został przypisany ruch po określonym torze, co uczyniło całość bardziej realistyczną. Działanie animacji opiera się na sterowaniu pojawianiem się odpowiednich efektów i czasem ich trwania. Pierwszej ramce jest przypisana akcja stop(), dzięki czemu nie odtwarza się ona samoczynnie, a dopiero po wciśnięciu przyciskuWykonaj.

We wszystkich animacjach zostało zastosowane to samo stonowane tło, co ma skupić uwagę użytkownika na zrozumieniu zasady działania każdego urządzenia. Dobranie takiej kompozycji całej animacji zwiększa jej przejrzystość i czytelność.

5.        Opis pokazu slajdów wykonanego w programie Microsoft PowerPoint®

Drugą część projektu stanowi pokaz slajdów wykonanych w programie Microsoft PowerPoint. Omówione są w tu m.in.: przetworniki ciśnienia pojemnościowe, przepływomierze zwężkowe, przetworniki poziomu i wilgotności. Prezentację tworzy 15 slajdów. Pierwszy z nich to tytuł pokazu. Na kolejnym znajduje się podział przetworników ze względu na mierzone czynniki.

Dalej została omówiona zasady działania poszczególnych czujników, np. pojemnościowego przetwornika ciśnienia. Na pierwszym slajdzie został przedstawiony schemat budowy, a na kolejnym schemat elektryczny urządzenia (rys. 4).

image010 (1)

image012 (1)

Rys. 4 Czujniki poziomu ciśnienia (budowa, schemat elektryczny)

Rysunki urządzeń zostały wykonane z użyciem programu CORELDraw®, co umożliwia ich skalowanie do wymagań prezentacji.

Wszystkie slajdy zostały poddane animacji, za pomocą opcji Animacje Niestandardowe. Polegała ono na tym, iż określamy sposób ukazywania się poszczególnych elementów na slajdach (kierunek przylotu, rodzaj wyświetlenia), a także ustawiamy czas, określający pokaz kolejnych slajdów. Prezentacja po uruchomieniu odtwarzana jest automatycznie, bez konieczności ręcznego przechodzenia do kolejnych slajdów.

6.        Wnioski

Wszystkie informacje przedstawione w animacji i prezentacji są w postaci graficznej, co sprawia, że są łatwe do przyswojenia. Obie części projektu nie zajmują dużo miejsca, dzięki czemu animacja nie obciąża zbytnio strony WWW i nie wydłuża czasu jej ładowania, a pokaz slajdów jest łatwy do pobrania. Sposób realizacji projektu umożliwia dosyć łatwe rozszerzenie go o nowe elementy. Mam nadzieję, że stworzona przez nas praca umożliwi łatwiejsze zapoznanie się z tematyką urządzeń automatyki.

7.        Literatura

[1]   Altman R.B.: PowerPoint dla Windows 95/NT, Helion, Gliwice 1997.

[2]   Bargieł D.: Flash MX.Ćwiczenia zaawansowane, Helion, Gliwice 2003.

[3]   Turkowski M.: Przemysłowe sensory i przetworniki pomiarowe, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2000.

The Library of Multimedia Modules for Automatisation Devices Course

Summary

In Bialystok Technical University at the Faculty of Automatics and Robotics there is the Automatisation Devices course which consists of the lecture and laboratory excercises. During the exercises students can see how some of these autmatisation devices operate in practice. Unfortunatelly, not all devices wich are taking into consideration during the lecture, can be presented in practice because of the limited equipment capabilities of the laboratory. The principle of working of some of the devices could be hard to imagine. Thus the idea of creating the library of multimedia modules for this course has emerged. The library consists of the two parts created in Microsoft PowerPoint® and Macromedia Flash MX®. The whole project is placed at the http://knapp.pb.edu.pl/ web.

Dodaj komentarz