Лаборатория СХЕМОТЕХНИКИ И ТЕХНИЧЕСКОГО ЗРЕНИЯ
реклама
Российский университет дружбы народов Лаборатории СХЕМОТЕХНИКИ И ТЕХНИЧЕСКОГО ЗРЕНИЯ Российский университет дружбы народов Факультет физико-математических и естественных наук Кафедра экспериментальной физики ОПИСАНИЕ В рамках приоритетного национального проекта «Образование» в РУДН на кафедре экспериментальной физики факультета физикоматематических и естественных наук создается новая магистерская программа «Прикладная физика и физическая информатика» Одним из результатов реализации инновационной программы явилось создание новых лабораторий и коренное научно-техническое переоснащение ранее существовавших учебных и научноисследовательских лабораторий. С целью подготовки специалистов в области практической электроники созданы научно-учебные лаборатории «Схемотехники и технического зрения». Назначение лабораторий Создание лабораторий было обусловлено необходимостью поддержки лабораторными практикумами новых курсов по направлению «Прикладная физика и физическая информатика»: Аппаратные и программные средства современной схемотехники и программирование микроконтроллеров Системы технического зрения и обработка изображений Оснащение лабораторий позволяет выполнять НИРС и НИР по основному и наиболее перспективным направлениям научных исследований, а также проводить занятия по смежным дисциплинам физического, радиотехнического и инженерного профиля, а также выполнять работы курсового и дипломного проектирования. Научные разработки Автоматизированная установка для исследования свойств магнитотвердых материалов и ферросплавов Автоматизированная установка для измерения параметров микрорельефных периодических поверхностных структур Оптоэлектронное устройство измерение малых линейных и угловых перемещений Виртуальный компьютерный курс «Радиотехнические измерения» для дистантного обучения с возможностью удаленного доступа к лабораторным установкам Научные связи Научное направление исследований и совместные исследования позволили установить прочные связи с рядом ведущих научных центров и высших учебных заведений РФ, ближнего и дальнего зарубежья: Московский государственный университет (лазерный центр); Российский научный центр «Курчатовский институт»; Физический институт им. Лебедева РАН; Институт общей физики РАН; Институт общей неорганической химии РАН (центр ТЕЛАМ); Московский физико-технический институт (технический университет); Московский инженерно-физический институт; Институт металлургии и материаловедения им. А.А.Байкова РАН. Значимые публикации Комоцкий В.А., Корольков В.И., Соколов Ю.М. Исследование датчика малых линейных перемещений на основе двух фазовых дифракционных решеток. Автометрия, 2006, т.42, №6, с. 105-112. Комоцкий В.А., Окот С.М., Соколов Ю.М. Методика и результаты измерения коэффициентов отражения поверхностных акустических волн с применением лазерного зондирования. Радиотехника и электроника, 2007, №5, с. 932-937. Грошев И.В., Корольков В.И. Системы технического зрения и обработки изображений. – М.: Изд-во РУДН, 2008.- 229 с. Корольков В.И. Программные и аппаратные средства современной схемотехники и программирование микроконтроллеров. – М.: Изд-во РУДН, 2008.- 205 с. Корольков В.И., Кондарь М.А. Магнитометрический метод в дефектоскопии сварных швов металлоконструкций. Международная научно-практическая крнференция «Образовательные и инженерные приложения в среде LabVIEW и технологии National Instruments», 2007. Материалы конф., с. 68-69. Артемов О.И., Грошев И.В. Влияние весовых коэффициентов на точность вычисления характеристик спектральной чувствительности. Вестник РУДН, 1997, №4, вып. 2, с. 42-49. Грошев И.В., Мигель Ж. Исследование способов измерения характеристики спектральной чувствительности телевизионных систем с учетом нелинейности их энергетических характеристик. Вестник РУДН., 2000, №2, вып. 5, с. 16-22. Внешний вид и оснащение учебно-научной лаборатории Все рабочие места учебно-научной лаборатории оснащены современной компьютерной и измерительной техникой Техническое обеспечение лабораторий «Схемотехники и технического зрения» Компьютеризированное место преподавателя – Компьютеризированные лабораторные места – 1 шт. 12 шт. Включающие в себя: - Персональный компьютер; - Лабораторную станцию ELVIS; - Многофункциональную плату аналого-цифрового ввода-вывода NI PCI 6251; - Цветную цифровую видеокамеру CNB-MP 1310VD с набором тестовых картинок; - Плату аналогового видеовхода NI PCI 1405 в компьютер - Модуль для разработки и тестирования микроконтроллерных систем Рабочее место монтажника-наладчика – 2 шт. Все рабочие места подключены к Интернет через локальную сеть РУДН Математическое и программное обеспечение лабораторий На всех компьютеризированных рабочих местах лаборатории установлено лицензионное программное обеспечение: • операционная система Microsoft Windows; • офисный пакет Microsoft Office; • программный комплекс NI LabVIEW, включающий в себя • модуль NI Circuit Design Suite (Multisim); • модуль NI Vision. • программный пакет AVR Studio Инновационная составляющая организации учебного процесса и НИР В процессе обучения используется прогрессивная, революционная технология виртуальных и компьютерных приборов, серьезным образом изменившая подходы и методику проведения лабораторных и практических занятий, позволяющая в едином цикле и на одной платформе разрабатывать прототипы и создавать готовые устройства. Приборное оснащение лабораторий для поддержки учебных дисциплин и курсов Учебные лаборатории оснащены новейшим измерительным оборудованием широкого спектра применения от ведущих мировых производителей: National Instruments, Tektronix, Freescale, Atmel. Преимущества и новизна применения виртуальных и компьютерных технологий Компьютерное моделирование физического обязательного знания языка программирования; эксперимента без Возможность создания учебных и научно-исследовательских физических установок с широко варьируемыми параметрами и характеристиками; Автоматизация реального физического эксперимента; Легкость перепрограммирования и перенастройки измерительных установок и стендов; Возможность визуализированного и анимированного представления результатов эксперимента. Аппаратно-программное обеспечение учебных дисциплин NI ELVIS Кабель Персональный компьютер с предустановленной программой LabVIEW Многофункциональная плата ввода-вывода электрических сигналов Станция и монтажная панель Применяемый в лаборатории комплекс NI Circuit Design Suite (Multisim) позволяет работать не только с виртуальными, но и с реальными устройствами и объектами Особенности используемого аппаратно-программного комплекса Multisim является удобной и интуитивно понятной в работе Multisim и LabVIEW связывают процессы проектирования и платформой для полного цикла профессионального проектирования электронных устройств; тестирования, предоставляя разработчику электронного оборудования гибкие возможности компьютерных технологий виртуальных приборов; моделирование электрических цепей со средой разработки измерительных систем LabVIEW позволяет разработчикам электронной аппаратуры сравнивать теоретические данные с экспериментальными результатами непосредственно в процессе создания устройства, что снижает количество проектных итераций. Достоинства используемого аппаратно-программного комплекса Отличительной особенностью используемых в лаборатории аппаратно-программных средств является наличие в них набора контрольно-измерительных приборов, по внешнему виду, органам управления и характеристикам максимально приближенных к их промышленным аналогам. Это способствует одновременно с освоением программы схемотехнического моделирования приобретать практические навыки работы с современной измерительной аппаратурой. Непрерывный цикл разработки, испытания и внедрения электронных устройств Аппаратное и программное обеспечение лаборатории позволяет организовать непрерывный цикл разработки, создания и тестирования различных по функциональному назначению электронных устройств. При этом используются программные модули и управляющие оболочки, имеющие один и тот же интерфейс Типовые задачи, решаемые в лаборатории при прохождении курса «Основы электроники» Исследование основных параметров и характеристик источника постоянного напряжения; Исследование разветвленной электрической цепи постоянного тока с помощью закона Ома; Применение законов Кирхгофа и метода контурных токов для определения параметров разветвленной электрической цепи; Метод наложения для определения параметров разветвленной электрической цепи; Метод эквивалентного генератора для определения параметров разветвленной электрической цепи; Исследование амплитудно-частотных и фазо-частотных характеристик электрических цепей, состоящих из RC и RL элементов; Изучение последовательного и параллельного колебательного контура. Типовые задачи, решаемые при прохождении курса «Аналоговые и цифровые схемы и микроконтроллеры» Аппаратно-программный комплекс Circuit Design Suite (Multisim); Анализ электрических цепей с использованием виртуальных приборов и встроенных функций Multisim; Исследование основных схем включения операционных усилителей; Логические элементы цифровых схем; Исследование схем триггеров, построенных основе логических элементов; Исследование регистровых схем; Программирование и отладка схем на микроконтроллерах. Достоинства микроконтроллеров и программируемых логических схем С применением микроконтроллеров появляются практически безграничные возможности по улучшению и добавлению новых потребительских функций электронных устройств. Для этого достаточно просто переработать и поменять программу в микроконтроллере. В курсе изучаются особенности программирования микроконтроллеров фирмы Atmel, Microchip и Freescale. Задачи решаемые в курсе «Системы технического зрения и обработки изображений» Гистограммный анализ изображений Фильтрация изображений реальных объектов Преобразование полутоновых изображений Выделение и анализ связанных областей на изображении Корреляционный алгоритм обработки изображений Типовые задания по курсу «Системы технического зрения и обработки изображений» • Принципы построения систем технического зрения. • Методы цифровой обработки сигналов и изображений, включая ортогональные преобразования. • Методы и способы формирования цифрового видеосигнала. • Стандарты цифрового вещания в телевидение. • Цифровые преобразователи стандартов. • Методы компенсации движения и цифровая фильтрация телевизионного сигнала. • Методы сжатия изображений. Автоматизированный лабораторный практикум по основам электроники •исследование вольтамперных характеристик полупроводниковых приборов; •изучение электронных выпрямительных схем; •исследование характеристик стабилизаторов напряжений; •изучение электронных усилителей сигналов; •исследование нелинейных электрических цепей; •исследование температурных свойств и характеристик электронных элементов. Лекционные и практические занятия студентов в лаборатории Реализованные научные проекты и коммерческое использование оборудования •АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ СТЕНД «Изучение импульсных токов и магнитных полей, изучение скинэффекта» (Внедрен на портале автоматизированных лабораторных практикумов удаленного доступа) •Автоматизированная система распознавания маркировки (Внедрен ОАЗ «Монокристалл», концерн «Энергомера» г Ставрополь) Ведущие преподаватели лаборатории «Схемотехника и техническое зрение» ГРОШЕВ ИГОРЬ ВЛАДИМИРОВИЧ к.т.н., доцент кафедры радиофизики факультета физико-математических и естественных наук РУДН. Окончил Московский Электротехнический институт связи, получив квалификацию «Радиоинженера». В 1984 году защитил диссертацию на соискание ученой степени кандидата технических наук на тему: «Исследование и разработка методов спектрально-энергетической калибровки прецизионных телевизионных систем». Преподавательской деятельностью занимается с 1974 года сначала во Всесоюзном заочном электротехническом институте связи, а затем в Московском техническом университете связи и информатики. В РУДН преподает на кафедре радиофизики с 1992 года дисциплины «Основы электроники» и «Основы телевидения». Область научных интересов: метрологическая аттестация телевизионных систем прикладного назначения в широком оптическом диапазоне. Электронный почтовый адрес: e-mail: din-giv@yandex.ru КОРОЛЬКОВ ВЛАДИСЛАВ ИВАНОВИЧ к.ф-м.н., доцент кафедры радиофизики факультета физико-математических и естественных наук РУДН. Окончил Университет дружбы народов по специальности «Физика». В 1990 году защитил диссертацию на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук на тему: «Акустооптические взаимодействия в волноводных структурах на непьезоэлектрических подложках». В настоящее время работает заведующим лабораторией «Радиоаппаратура и радиоизмерения», доцент кафедры Радиофизики РУДН, преподает дисциплины «Основы электроники» и «Радиотехнические измерения». Является сертифицированным специалистом корпорации National Instruments. Область научных интересов: акусто и оптоэлектроника, датчики и измерительные системы, программирование на языке LabVIEW. Электронный почтовый адрес: e-mail: vkorolkov@sci.pfu.edu.ru Контактная информация 117 923, Москва, ул.Орджоникидзе , д.3, Российский университет дружбы народов кафедра экспериментальной физики Андреев Виктор Викторович, тел. (495) 955-08-27, E-mail: vvandreev@mail.ru Корольков Владислав Иванович, тел. (495) 955-07-85, E-mail: vkorolkov@sci.pfu.edu.ru
