LabsLand คือเครือข่ายห้องปฏิบัติการจริงระดับโลกที่ใช้งานออนไลน์ได้ นักเรียน (ในโรงเรียน มหาวิทยาลัย และแพลตฟอร์มการเรียนรู้ตลอดชีวิต) เข้าถึงห้องปฏิบัติการจริงผ่านอินเทอร์เน็ตโดยใช้แล็ปท็อป แท็บเล็ต หรือโทรศัพท์ได้

ห้องปฏิบัติการเป็นแบบเรียลไทม์ (Arduino, FPGA...) ซึ่งตั้งอยู่ในมหาวิทยาลัยหลายแห่งทั่วโลก หรือในบางสาขา (ฟิสิกส์ ชีววิทยา เคมี) เป็นห้องปฏิบัติการ LabsLand Ultraconcurrent ซึ่งมหาวิทยาลัยบันทึกชุดการดำเนินการที่เป็นไปได้ทั้งหมดในห้องปฏิบัติการไว้ (บางกรณีมีหลายพันชุด) และเปิดให้ใช้งานแบบโต้ตอบได้

ไม่ว่าในกรณีใด ห้องปฏิบัติการเป็นของจริงเสมอ (ไม่ใช่การจำลอง) และใช้งานผ่านเว็บได้ (คุณไม่ต้องหาอุปกรณ์หรือจัดการเรื่องการจัดส่ง เป็นต้น)

ดูวิธีการทำงานของเซสชันผู้ใช้ทั่วไปในวิดีโอต่อไปนี้:

สรุป

สำหรับการทดลองกับวงจรแอนะล็อก คุณจะสามารถเข้าถึงห้องปฏิบัติการอิเล็กทรอนิกส์ของคุณเองได้ด้วยเครื่องมือนี้ ด้วยอินเทอร์เฟซแบบโต้ตอบ คุณสามารถใช้บอร์ดต้นแบบเพื่อเชื่อมต่อส่วนประกอบและสายไฟได้ คุณยังสามารถเชื่อมต่อและกำหนดค่าเครื่องกำเนิดฟังก์ชันและแหล่งจ่ายไฟได้ เมื่อออกแบบวงจรแล้ว คุณยังสามารถทำการวัดโดยใช้มัลติมิเตอร์หรือออสซิลโลสโคปได้ ทั้งวงจรและการวัดถูกสร้างขึ้นและนำไปใช้จริง นี่ไม่ใช่การจำลอง ระบบที่ใช้รีเลย์จะเชื่อมต่อส่วนประกอบตามที่คุณกำหนดไว้ ส่งผลให้เกิดสัญญาณจริงและ การวัด มีประโยชน์สำหรับกิจกรรมในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบแอนะล็อก เช่น กฎของโอห์ม กฎของเคอร์ชอฟ การแสดงคุณลักษณะของส่วนประกอบ การเรียนรู้เกี่ยวกับเครื่องมือวัด ประเภทของวงจร ฯลฯ

 

การใช้และเครื่องมือ

LabsLand Electronics Lab มีประสิทธิภาพมากและมีพื้นฐานมาจากอินเทอร์เฟซแบบโต้ตอบที่มีรูปลักษณ์เสมือนจริง เช่นเดียวกับในห้องปฏิบัติการอิเล็กทรอนิกส์แบบแอนะล็อกแบบดั้งเดิม นักเรียนสามารถเข้าถึงและควบคุมชุดเครื่องมือต่างๆ ดังต่อไปนี้: บอร์ดต้นแบบ เครื่องกำเนิดฟังก์ชัน แหล่งจ่ายไฟ มัลติมิเตอร์ ออสซิลโลสโคป พวกเขายังสามารถเข้าถึงถาดส่วนประกอบซึ่งสามารถรวมเข้ากับวงจรได้

องค์ประกอบหลักคือบอร์ดต้นแบบ นักเรียนมักจะเริ่มต้นด้วยการสร้างวงจรที่นี่ ในการสร้างวงจร ส่วนประกอบต่างๆ จะถูกลากจากถาด (ที่ด้านบนของหน้าจอ) ไปยังบอร์ดต้นแบบ และจะเชื่อมต่อกันโดยใช้สายไฟ ซึ่งสามารถเข้าถึงได้ผ่านแถบเครื่องมือด้านขวาบน อินเทอร์เฟซเป็นแบบโต้ตอบได้มาก ทำให้คุณสามารถเพิ่ม ย้าย และลบส่วนประกอบและสายไฟได้อย่างอิสระ

ระบบยังช่วยให้คุณสามารถโหลดและบันทึกวงจรที่ออกแบบไว้แล้วได้ คุณลักษณะนี้จะช่วยให้คุณใช้วงจรที่ซับซ้อนเป็นจุดเริ่มต้นได้หากกิจกรรมได้รับการออกแบบในลักษณะนั้น หรือบันทึกวงจรไว้หรือส่งเมื่อสิ้นสุดกิจกรรม

จากบอร์ดต้นแบบ คุณจะเห็นขั้วต่อหลายตัวที่ด้านข้าง ซึ่งเชื่อมต่อวงจรกับเครื่องมือส่วนที่เหลือได้อย่างแม่นยำ ป้ายบนขั้วต่อเหล่านี้ค่อนข้างสื่อความหมาย แต่ตัวอย่างเช่น ขั้วต่อที่ด้านบนซ้ายซึ่งจัดกลุ่มเป็น "แหล่งจ่ายไฟ DC" โดยมีข้อความว่า +5V, GND, -5V เชื่อมต่อวงจรเข้ากับแหล่งจ่ายไฟ

หากต้องการสังเกตและกำหนดค่าเครื่องมือ เพียงเลือกจากเมนูด้านล่าง ตัวอย่างเช่นโดยการคลิกที่ "แหล่งจ่ายไฟ DC" เราจะเข้าถึงแหล่งจ่ายไฟ เราสามารถดำเนินการควบคุมส่วนใหญ่ได้ และจะมีผลโดยตรงต่อวงจรและการวัด (สมมติว่าเราเชื่อมต่อวงจรอย่างถูกต้อง)

เมื่อเราออกแบบและสร้างวงจรอย่างถูกต้อง และกำหนดค่าเครื่องมือแล้ว เพื่อทำการวัด เราจะกดปุ่ม "ทำการวัด" ที่มุมขวาล่าง หากวงจรได้รับการออกแบบอย่างถูกต้อง หลังจากเวลาผ่านไปสั้นๆ เราจะเห็นผลการวัดในเครื่องมือ หากเราทำผิดพลาดหรือไม่สามารถสร้างวงจรได้ด้วยเหตุผลด้านความปลอดภัยหรือเพราะไม่รองรับ เราจะเห็นข้อความแสดงข้อผิดพลาด

เมื่อทำการวัดวงจร เราจะเห็นรูปถ่ายแบบเรียลไทม์ของอุปกรณ์สองภาพใต้อินเทอร์เฟซในขณะที่ทำการวัด ในช่วงเวลาที่ผ่านไป วงจรจะถูกกำหนดค่าทางกายภาพโดยใช้รีเลย์ บางครั้งสามารถสังเกตสถานะได้ผ่านไฟ LED แสดงสถานะ

 

แคตตาล็อกวงจร

คุณลักษณะสำคัญของ Electronics Lab ของ LabsLand คือไม่ใช่การจำลอง วงจรถูกสร้างขึ้นอย่างแท้จริงโดยใช้รีเลย์ ส่วนประกอบทั้งหมดที่รวมอยู่ในวงจร (ตัวต้านทาน ไดโอด ตัวเก็บประจุ...) เป็นของจริง และการวัดจะดำเนินการโดยใช้เครื่องมือจริง สิ่งนี้ทำให้เป็นห้องปฏิบัติการที่สมจริงและทรงพลังอย่างยิ่ง แต่ในขณะเดียวกัน ก็เกี่ยวข้องกับข้อจำกัดบางอย่างที่หลีกเลี่ยงไม่ได้

ในการเริ่มต้น ห้องปฏิบัติการจะต้องสนับสนุน (รวมทางกายภาพ) ส่วนประกอบเฉพาะที่จะใช้ คุณสามารถดูได้ว่าส่วนประกอบใดบ้างที่รวมอยู่ในถาดส่วนประกอบ นอกจากนี้ หากคุณต้องการใช้ส่วนประกอบประเภทเดียวกันมากกว่าหนึ่งรายการ ระบบจะต้องมีจำนวนที่เพียงพอ นอกจากนี้เพื่อความปลอดภัย ระบบยังได้รับการออกแบบไม่ให้มีการเชื่อมต่อโครงข่ายใดๆ ทั้งสิ้น ไม่สามารถสร้างการลัดวงจรหรือวงจรที่จะเกินกำลังที่ส่วนประกอบรองรับได้ วงจรที่ไม่ได้รับการรับรองด้านความปลอดภัยก็ไม่สามารถสร้างได้

ด้วยเหตุนี้ เพื่อให้สามารถออกแบบกิจกรรมในชั้นเรียนและใช้ห้องปฏิบัติการอิเล็กทรอนิกส์เชิงปฏิบัติในทางปฏิบัติได้ เราจึงจัดเตรียมและแนะนำให้ใช้ Circuit Catalog ที่เราจัดเตรียมไว้ให้ แค็ตตาล็อกวงจร LabsLand แสดงรายการวงจรชุดใหญ่ที่เรารับประกันว่าสามารถสร้างและใช้งานได้อย่างปลอดภัย และมักจะมีประโยชน์ในหลักสูตรต่างๆ ที่ใช้ห้องปฏิบัติการอิเล็กทรอนิกส์

ด้วยการออกแบบกิจกรรมของชั้นเรียนรอบวงจรจากแค็ตตาล็อก เราจะหลีกเลี่ยงปัญหาที่อาจเกิดขึ้นจากการไม่รองรับวงจรตามอำเภอใจ ไม่ว่าจะเนื่องมาจากปัญหาด้านความปลอดภัย ความพร้อมใช้งานของส่วนประกอบ หรือเพียงเพราะไม่สามารถตรวจสอบได้ว่าจะสร้างได้หรือไม่

คุณสามารถเข้าถึงแคตตาล็อกผ่านลิงค์นี้: https://labsland.com/pub/docs/experiments/hive/en/index.html และยังแสดงอยู่ในส่วนเนื้อหาด้วย

แค็ตตาล็อกประกอบด้วยส่วนต่างๆ ที่มีวงจรสำหรับ:

• ตัวต้านทาน
• ไดโอด
• วงจรอาร์ซี
• วงจร RLC
• เครื่องขยายสัญญาณปฏิบัติการ
• ทรานซิสเตอร์

เรากำลังขยายแคตตาล็อกอย่างต่อเนื่อง หากคุณสนใจวงจรประเภทใดที่คุณเชื่อว่าอาจมีประโยชน์ อย่าลังเลที่จะติดต่อเรา แม้ว่าเราไม่สามารถรับประกันได้ว่าจะเพิ่มข้อมูลดังกล่าว แต่เราสามารถวิเคราะห์และอาจรวมไว้ในการแก้ไขในอนาคต

 

การดำเนินงานภายใน

LabsLand Electronics Laboratory ประกอบด้วย "ไฮฟ์" หลายแห่งที่กระจายอยู่ในสถาบันต่างๆ ทั่วโลก โดยทำงานเป็น "คลัสเตอร์" เพื่อจัดเตรียมวงจรและการวัดผลให้กับผู้ใช้

เมื่อออกแบบวงจร วงจรไม่ได้ถูกสร้างขึ้นทางกายภาพ และจะไม่มีการวัดค่าจนกว่าจะกดปุ่ม ทำการวัด ในขณะนั้น มีการกำหนดโหนดแบบกระจายตัวใดตัวหนึ่ง ซึ่งจะสร้างวงจรทันที ทำการวัดที่จำเป็น และส่งกลับผลลัพธ์ โหนดเฉพาะที่ทำการวัดสามารถสังเกตได้ในส่วนต่อประสานผ่านภาพถ่ายแบบเรียลไทม์สองภาพ การวัดแต่ละครั้งสามารถกำหนดเส้นทางไปยังโหนดที่แตกต่างกันได้ ด้วยเหตุนี้บางครั้งคุณจะเห็นภาพและผู้ให้บริการของการวัดครั้งล่าสุดแตกต่างกันไปบ่อยครั้งหากทำการวัดหลายครั้ง

ภายใน แต่ละโหนดจะเป็นกล่องที่ประกอบด้วยเครื่องมือหลายอย่างและบอร์ดหลายตัวที่ออกแบบโดย LabsLand พร้อมด้วยรีเลย์และส่วนประกอบที่จะสร้างวงจร เอกสาร "เอกสารอ้างอิงโหนดไฮฟ์" อธิบายรายละเอียดการทำงานภายในของโหนด ตลอดจนวัตถุประสงค์ของบอร์ดภายในแต่ละประเภท

โหนดได้รับการออกแบบเพื่อให้สถาบันที่โฮสต์โหนดสามารถเพิ่มวงจรใหม่ได้หากต้องการและปรับแต่งได้ นี่คือรายละเอียดในคู่มือด้วย

 

อุปกรณ์

อุปกรณ์สำหรับห้องปฏิบัติการนี้ (เช่น โหนดที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้) ได้รับการออกแบบโดย LabsLand และมีวางจำหน่ายเพื่อนำไปใช้ในสถาบันต่างๆ สถาบันต่างๆ โดยการซื้อและปรับใช้อุปกรณ์ในโรงงานของตนเอง จะได้รับสิทธิประโยชน์ต่างๆ ในหมู่พวกเขาความสามารถในการดำเนินการวิจัยโดยใช้พวกเขาและความสามารถในการสร้างและปรับแต่งวงจร

สำหรับข้อมูลเกี่ยวกับวิธีการซื้อฮาร์ดแวร์ คุณสามารถเยี่ยมชมหน้าของเรา: https://labsland.com/en/hardware

 

การประยุกต์ใช้ในการศึกษาระดับมัธยมศึกษาและมหาวิทยาลัย

LabsLand Electronics Laboratory เป็นทรัพยากรทางการศึกษาที่มีคุณค่าอย่างยิ่งสำหรับการศึกษาระดับมัธยมศึกษาและมหาวิทยาลัย

ห้องปฏิบัติการนี้เป็นแพลตฟอร์มที่ปลอดภัยและโต้ตอบได้สำหรับการสำรวจพื้นฐานของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบแอนะล็อก นักเรียนสามารถเรียนรู้เกี่ยวกับแนวคิดพื้นฐาน เช่น กฎของโอห์ม และกฎของเคอร์ชอฟ ผ่านการทดลองกับวงจรจริง ซึ่งเป็นสิ่งที่โดยปกติแล้วจะถูกจำกัดหรือแม้กระทั่งอยู่นอกขอบเขต พวกเขายังสามารถได้รับประสบการณ์ตรงเกี่ยวกับเครื่องมือในห้องปฏิบัติการ เช่น ออสซิลโลสโคปและมัลติมิเตอร์ ซึ่งจำเป็นในด้านวิศวกรรมไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์

ห้องปฏิบัติการสามารถใช้เพื่อเสริมและขยายแนวคิดที่แนะนำในชั้นเรียนอิเล็กทรอนิกส์ และทดลองกับส่วนประกอบที่ซับซ้อนมากขึ้น เช่น ออปแอมป์และทรานซิสเตอร์ และออกแบบวงจรของตนเองสำหรับการวิเคราะห์และการจำลอง