NI ELVIS II를 사용하여 연습문제를 만들고 마이크로컨트롤러 개념 교육하기

연습문제 만들기

기초 마이크로컨트롤러 실험 교육과정을 위해 새로운 연습문제를 개발할 때 발생하는 중요한 문제 중 하나는 전자공학 실험 및 테스트 장비에 대한 접근이 제한된다는 것입니다. 이러한 기기는 여러 실험실에 분산되어 있어, 특정 시간에 적절한 도구를 사용하기가 어렵습니다. 대부분의 전자공학 실험실은 수업용으로 예약이 꽉 차있으므로 실험 교육과정에서 테스트 및 개발을 하기가 어렵습니다.

작년에 기술 학과의 전기, 전자 및 ICT 부문은 10개의 NI ELVIS II 플랫폼을 구매했습니다. 우리는 이미 NI Multisim 소프트웨어를 사용하여 다양한 전자공학 교육과정에서 회로도를 그리고 시뮬레이션을 수행했습니다. 따라서 하드웨어 개발에 NI ELVIS 플랫폼을 사용하는 것이 전자공학 교육과정 개발의 다음 단계로 논리적이라고 우리 교수진은 파악했습니다.

플랫폼은 우리 부서에 새로운 연습문제와 새로운 실험을 개발할 수 있도록 창의적인 힘을 불어넣었습니다. NI ELVIS 플랫폼을 사용하면 학생들은 더 이상 전자공학 실험실에 얽매일 필요가 없습니다. 플랫폼에는 모든 계측기가 사용하기 쉬운 하나의 소형 형태로 제공되며 브레드보드를 사용하면 처음부터 회로를 쉽게 구현할 수 있고, 각 하위 회로를 단계별로 테스트할 수 있습니다. 또한 테스트 신호는 어떤 형태로도 생성될 수 있으며 신호 측정도 매우 쉽습니다.

이 플랫폼은 연습문제와 실험을 만드는 데 필요한 시간을 줄여 연습문제의 질을 향상시키는 데 더 많은 시간을 할애할 수 있게 합니다. NI ELVIS는 빠르고 유연하며 이동성이 좋기 때문에 고속 소프트웨어 개발을 지원하는 소프트웨어 개발 시스템을 하드웨어로 구현한 것과 같습니다.

하드웨어 디버깅에서 신호 시각화하기

마이크로컨트롤러 입문 실험 교육과정의 핵심 과제 중 하나는 디버깅 과정입니다. 학생은 하드웨어의 동작만을 볼 수 있으므로 근본적인 문제의 위치는 추론에 의지할 수 밖에 없습니다. 이는 항상 간단한 것은 아닙니다. 문제는 하드웨어(끊어지거나 잘못된 연결) 또는 소프트웨어(잘못된 프로그래밍)에서 발생할 수 있습니다. 끊어지거나 잘못된 연결을 테스트하는 것은 브레드보드에서는 쉽기 때문에 대부분의 문제가 빨리 해결됩니다. 훨씬 어려운 것은 소프트웨어 문제를 찾는 과정입니다. 때로 학생이 볼 수 있는 유일한 것은 회로의 "이상한" 동작뿐입니다. 즉, 회로가 정상적으로 동작하지 않는 것만 볼 수 있습니다. 이 경우 온보드 LED를 사용하여 프로그램의 일부가 이미 실행되었는지 여부를 나타내는 것이 해결책이 될 수 있습니다. 이렇게 하면 프로그램의 흐름을 시각화할 수 있습니다.

올해 학생들은 주파수가 50Hz이고 가변 펄스 폭이 1에서 2ms로 제한된 PWM 신호를 사용하여 R/C 서보 모터를 프로그래밍해야 했습니다. 너무 많은 펄스, 너무 적은 펄스, 잘못된 신호 레벨, 신호 반전, 너무 넓은 펄스 또는 너무 작은 펄스 등, 이 과정에는 여러 가지 문제가 발생할 수 있습니다. 하드웨어 동작을 보고 문제의 위치를 찾는 것은 매우 어려울 수 있습니다. NI ELVIS 플랫폼을 사용하면 학생들은 신호를 시각화하여 이상 징후를 찾을 수 있습니다. 다양한 장치의 측정값과 이미지를 PC로 저장하고 조작할 수 있으므로 더 나은 보고서를 만들 수 있고, 더 중요한 것은 문제 해결 기술을 더 잘 이해할 수 있습니다.

NI ELVIS 플랫폼은 많은 실험실 과제를 해결했습니다. NI ELVIS 플랫폼은 학생들에게 전자 회로를 체계적으로 설계하고 테스트하는 데 필요한 모든 도구를 제공합니다. 모든 도구를 쉽게 사용할 수 있도록 함으로써 교육과정은 내용에 집중할 수 있습니다.

저자 정보:

Frank Sierens
겐트 대학교(University College Ghent), 기술 학과(Department of Technology)
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