Cómo posibilitar el acceso remoto a un laboratorio local de electrónica

1. Cómo posibilitar el acceso remoto a un laboratorio local de electrónica Tutorial sobre la Plataforma VISIR Open Lab e invitación para unirse al VISIR Group ICBL 2008

2. Índice del Tutorial ICBL 2008

3. Índice de la presentación de la Plataforma VISIR Open Lab Platform • Introducción y antecedentes del VISIR • Demonstración de un laboratorio VISIR • Objetivos del proyecto VISIR • Visión de la Plataforma Open Lab • Cómo unirse al proyecto VISIR • Conclusiones y desarrollo futuro ICBL 2008

4. Laboratorio local de electrónica para la educación universitaria en el BTH Mesa del profesor • Abierto únicamente durante sesiones de laboratorio supervisadas de 4 horas • 8 puestos de trabajo idénticos • 2 estudiantes comparten un puesto de trabajo ICBL 2008

5. Puesto de trabajo en el laboratorio local para experimentos electrónicos Osciloscopio Fte. alimentación Placa sin soldadura Generador funciones Multímetro Set de componentes para el estudiante ICBL 2008

6. Antecendentes del proyecto VISIR • En 1999, se inició el proyecto de un laboratorio remoto como complemento a los laboratorios locales y proporcionar acceso gratuito a costosos equipamientos • Hoy en día, laboratorios de electrónica, seguridad, radio y procesamiento de señal están disponibles online y son usados en los cursos por los alumnos, tanto desde el campus como desde fuera de él. • A finales del 2006, el proyecto VISIR comenzó a expandirse ICBL 2008

7. ¿Por qué comenzar a utilizar laboratorios de electrónic abiertos? • Los laboratorios para experimentación electrónica contienen los mismos equipos en la mayoría de las universidades – un estándar de facto. • Hay un gran número de laboratorios a lo largo del mundo • Es fácil hacerlos accesibles online preservando el contexto ICBL 2008

8. The VISIR Open Electronics Lab Web Server Client PC Demostraciones Op amp Resistencia Client PC ICBL 2008

9. El puesto de trabajo emula un laboratorio completo de tiempo compartido • Cada usuario cablea un circuito y configura los equipos localmente en su ordenador. • Cuando está preparado, pulsa el botón “Perform Experiments” de modo que se envían las configuraciones del circuito y los equipos al puesto de trabajo • El experimento (creación del circuito, config. de los equipos y medidas) se realizan en el puesto de trabajo en menos de 0.1s o menos. ICBL 2008

10. El Laboratorio Abierto VISIR • Proporciona un equipo físico de laboratorio complementario al laboratorio local. • Puede ser usado 24/7 por los estudiantes matriculados. • Se puede utilizar el material de aprendizaje existente. • Ofrece un interfaz y contexto conocido tanto para el estudiante como para el profesor. • El interfaz web soporta multi lenguage ICBL 2008

11. Distribución software VISIR • Todos los módulos software se encuentran en un repositorio público (http://svn.openlabs.bth.se/trac/) • A los miembros del grupo VISIR se les concederá acceso de escritura en la branches del repositorio. • La escritura en el trunk está limitada y requerirá revisión del código • Se utiliza el proyecto de gestión software Trac (http://trac.edgewall.org)

12. Beneficios • Estudiantes • pueden utilizar el puesto de trabajo ellos solos o junto a otros estudiantes cuando ellos quieran, por ejemplo, para preparar las sesiones de laboratorio supervisadas • Universidades y otras organizaciones de enseñanza • pueden producir ingenieros con más experiencia en laboratorios sin un incremento significativo del coste por estudiante • pueden ofrecer sesiones de laboratorio desde fuera del campus • la colaboración en los laboratorios puede tener como consecuencia la colaboración en el material de aprendizaje ICBL 2008

13. Beneficios (cont.) • Las sesiones en el lab local pueden ser más efectivas porque: • Los estudiantes pueden aprender cosas triviales, como el triggering del osciloscopio, por ellos mismos. • Las sesiones en el lab. local se pueden dedicar a temas más complicados, como los ploblemas de EMC ICBL 2008

14. El propósito del proyecto VISIR • Es formar un grupo de universidades cooperantes y otras organizaciones • El grupo desarrollará más adelante la plataforma • Los laboratorios distribuidos serán creados donde los puestos de trabajo sean instalados por miembros del grupo. ICBL 2008

15. El objetivo del proyecto VISIR • Es proporcionar acceso libre a equipos experimentales sin un incremento significativo del coste por estudiante de las universidades. • Acceso al público en general cuando no se esté usando en un curso regular. ICBL 2008

16. VISIR Open Lab Platform ICBL 2008

17. Administración de un curso Se definen diferentes roles, tales como administrador, profesor y estudiante, teniendo cada uno diferentes permisos de acceso. Se proporciona un sistema de reserva de tiempo para acceder al laboratorio El interfaz web se usa para introducir los cursos, sesiones de laboratorio y cuentas personales. ICBL 2008

18. Puesto de trabajo Online ICBL 2008

19. Instrumentos Distribuidos IVI compliant driver XML, TCP/IP, port 2324 Equipment Server side Client computer side Es posible utilizar un panel frontal virtual, que represente el modelo de un instrumento, para controlar diferentes modelos de instrumentos, siempre y cuando el funcionamiento del instrumento real sea igual o mejor que el funcionamiento del instrumento representado. ICBL 2008

20. Funcionalidades de los instrumentos definidas por IVI Foundation • Capacidades básicas de las clases • Comunes entre la mayoría de los instrumentos de cada clase • Capacidades adicionales de las clases • Grupos de funciones, atributos, y valores de los atributos que representan características más especializadas de los instrumentos en una clase. ICBL 2008

21. Drivers de Instrumentos • VISIR recomienda IVI drivers • El estándar VISA también es aceptado, pero las funciones de los instrumentos deben ser definidas según el estándar IVI ICBL 2008

22. Plataforma de instrumentos virtuales • Una plataforma de instrumentos virtuales es necesaria ya que otras universidades utilizan otros modelos de instrumentos en sus laboratorios o bien, quieren utilizar paneles frontales al estilo de LabVIEW • Debería ser posible que los estudiantes eleigieran el modelo virtual del instrumento con el que más familiaridad sientan. ICBL 2008

23. Aprensiones comunes hacia las matrices de conmutación en general • La complejidad se incrementa rápidamente con el número de componentes. • La señal debe pasar a través de diversos interruptores. • Se pueden crear circuitos peligrosos ICBL 2008

24. The VISIR switching matrix supports lab sessions where • Los alumnos principiantes realizan simples experimentos descritos en el manual de instrucciones del laboratorio • Alumnos avanzados realizan circuitos complejos y usan la matriz de conmutación para tomar medidas en distintos puntos del circuito ICBL 2008

25. La matriz de conmutación es una pila de tarjetas ICBL 2008

26. Funcionamiento de la matriz de conmutación El generador de funciones NI PXI-5402 genera una onda cuadrada de 1 MHz El osciloscopio NI PXI-5112 muestra el dato Test de ancho de banda en una matriz de 8 tarjetas. ICBL 2008

27. Cómo unirse al grupo VISIR e instalar un puesto de trabajo • Descargar el software y las instrucciones publicadas en http://svn.openlabs.bth.se/trac • Comprar el hardware PXI de National Instruments • La nueva versión de la matriz de conmutación será lanzada después del verano del 2008 y será posible comprarla. ICBL 2008

28. Requisitos necesarios para implementar un puesto de trabajo VISIR online • Experiencia en electrónica analógica, PXI y LabVIEW • Experiencia en Web, PHP, MySQL, XML, C++, FLASH etc. ICBL 2008

29. Desarrollo futuro de la plataforma VISIR • Paneles virtuales representando modelos de instrumentos usados en la comunidad del VISIR • Introducción a los laboratorios existentes en otras universidades • Interface de gestión del aprendizaje, p.e. Moodle • Añadir nuevas herrramientas de comunicación entre los usuarios del laboratorio • Un laboratorio VISIR distribuido basado en servicios Web ICBL 2008