ЛОГИКО-ТРЕНИРОВОЧНЫЙ СТЕНД

Полезная модель относится к области радиоэлектроники и электротехники и может быть использована при закреплении полученных обучающимися знаний, а также в ходе самостоятельной работы по изучению различных учебных дисциплин.
Известен учебно-тренировочный стенд /1/. Стенд представляет собой основание, на котором размещены группы контактов. На лицевой части стенда размещены световая и звуковая сигнализации с разорванной цепью питания, два щупа, подключенных к точкам разрыва питания сигнализации, для выбора вопросов и ответов и гнезда под щупы. На задней стороне стенда контакты каждой группы вопросов и ответов соединены металлическими проводниками. Стенд предназначен для работы с тестовыми заданиями, размещенными на перфокартах. Тестовые задания представляются в виде групп вопросов и соответствующих им ответов, разрабатываемых по материалам учебных дисциплин.
Недостатками данной модели являются инициирование световой и звуковой индикации только правильных ответов, малое количество комбинаций вопросов и ответов.
Целью создания предлагаемой полезной модели является расширение возможностей применения электронного обучающего стендового устройства.
Для достижения поставленной цели решается задача - создание электронного обучающего стендового устройства, обладающего большим количество комбинаций вопросов и ответов, сигнализирующим световым и звуковым оповещением выбор не только правильных, но и неправильных ответов для возможности контроля попыток ответов и ограничения возможности подбора правильного ответа без решения тестового задания.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на:
- фиг.1 представлен общий вид стенда;
- фиг.2 - структурная схема стенда;
- фиг.3 - принципиальная электрическая схема.
Стенд представляет собой основание 1, на котором размещены группы контактов 2. Контакты выполнены из алюминиевых заклепок, что обеспечивает высокую износостойкость и ремонтопригодность контактных групп.
На лицевой части стенда размещены световая 3 и звуковая 4 сигнализации с разорванной цепью питания, два щупа, подключенных к блоку батарей, для выбора вопросов и ответов путем периодического электрического соединения контактов различных групп (вопросов и ответов) с источником питания и гнезда 5 под щупы.
На задней стороне стенда контакты каждой группы ответов соединены металлическими проводниками, а контакты вопросов имеют отдельный контакт.
Стенд предназначен для работы с тестовыми заданиями, размещенными, например, на перфокартах. Тестовые задания представляются в виде групп вопросов и соответствующих им ответов, разрабатываемых по материалам учебных дисциплин.
Для крепления тестовых заданий с лицевой стороны стенда натянуты нити 6. Задание, размещенное на перфокарте, помещается под нити и плотно прижимается к лицевой панели стенда. При смене задания перфокарта вынимается, а вместо нее устанавливается другая. Такое крепление для заданий позволяет устанавливать стенд в произвольное положение (например, подвешивать его на стену).
Структурная схема (фиг.2) логико-тренировочного стенда состоит из четырех элементов:
1. Схема выбора «Вопроса» и «Ответа», предназначенная для выбора правильной пары вопросов и ответов и выполненная в виде групп контактов вопросов и параллельно соединенных ответов, выводимых на перфокарту.
2. Схема обработки, предназначенная для обработки выбранных пар вопросов и ответов. При правильном сопоставлении вопроса и ответа на выходе схемы формируется напряжение, соответствующее уровню логической «I», а при неправильном выборе формируется напряжение, соответствующее уровню логического «О». Схема выполнена на основе трех микросхем, построенных на базе логических элементов, формирующих напряжение, соответствующее уровню логической «1» и «0».
3. Схема световой индикации и звуковой сигнализации, предназначенная для отображения и звукового сопровождения при правильной и неправильной комбинации вопросов и ответов. Схема выполнена на основе транзисторных ключей со светодиодными модулями и звуковыми пьезокерамическими генераторами.
4. Система питания предназначена для запитывания микросхем в схеме обработки, а также для питания схемы световой индикации и звуковой сигнализации и работает только во время решения тестовых заданий. Схема питания выполнена на основе двух групп полупроводниковых диодов - для подачи питания на схему обработки и схему световой индикации и звуковой сигнализации. Аноды полупроводниковых диодов подключены к контактам вопросов и ответов, а катоды каждой группы полупроводниковых диодов соединены вместе и подключены к выводам питания микросхем схемы обработки и схемы световой индикации и звуковой сигнализации соответственно. При выборе соответствующего вопроса и ответа питание поступает на схему обработки и схему световой индикации и звуковой сигнализации.
Логико-тренировочный стенд работает следующим образом.
Схема логико-тренировочного стенда (фиг.3) построена на основе двух микросхем (И, ИЛИ-НЕ) типа К555 ЛР1 и одного элемента (И-НЕ) типа К555 ЛА1. На микросхеме К555 ЛР1 входы 1-13, 2-3, 4-5, 9-10 и 11-12 являются парными.
В схеме также имеются токоограничивающие сопротивления R1-R10, R11-R20, R21-R30 и R31-R40, которые образуют делитель напряжения. При касании щупом одного из контактов вопроса или ответа на входе микросхем DD1, DD2 ЛР1 образуется напряжение, соответствующее логическому «0».
б
При подаче на пары входов микросхемы К555 ЛР1 формируется напряжение, соответствующее уровню логической «1», на выходе микросхемы формируется напряжение, соответствующее логическому «0», которое подается на вход микросхемы К555 ЛА1 DD3.1. На выходе DD3.1 формируется напряжение, соответствующее логической «1». Через токоограничивающее сопротивление R41 напряжение, соответствующее логической «1», попадает на транзисторный ключ VT1, который работает в ключевом режиме и открывается подаваемым на него напряжением базы U. При этом светодиодный индикатор HL1 зеленого цвета загорается, и срабатывает звуковая сигнализация НА1, сигнализируя правильный ответ.
б
При подаче на контакты разных пар входов напряжения, соответствующего уровню логической «I», щупами ХР1 и ХР2 на выходе ЛР1 формируется напряжение, соответствующее уровню логической «1», поступающее на вход элемента ЛА1. На выходе ЛА1 DD3.1 формируется напряжение, соответствующее уровню логического «0», поступающее далее на ЛА1 DD3.2. На выходе DD3.2 формируется напряжение, соответствующее уровню логической «1», поступающее на базу транзистора VT2 через токоограничивающее сопротивление R42, который работает в ключевом режиме. Транзистор VT2 открывается подаваемым на него напряжением базы U. При этом светодиодный индикатор HL2 красного цвета загорается, и срабатывает звуковая сигнализация НА2, сигнализируя неправильный ответ.
Диоды VD17 и VD18 предназначены для ограничения тока обратной связи при включении транзисторных ключей VT1 и VT2.
В дежурном режиме в схеме отсутствует питание, так как питание схемы и выбор вопросов и ответов осуществляется от касания щупов контактов на перфокарте.
При выборе вопроса щупом через один из диодов VD1-VD8 подается питание на микросхемы DD1, DD2, DD3. Диоды VD1-VD8 предназначены для ограничения токов обратной связи в цепи питания микросхем. При выборе ответа щупом через один из диодов VD9-VD16 запитывается схема световой и звуковой сигнализации. Диоды VD9-VD16 также предназначены для ограничения тока обратной связи. Таким образом, индикация ответов осуществляется только после выбора и вопроса, и ответа. При выборе же только вопроса или только ответа принципиальная схема остается в дежурном режиме.
Таким образом, логико-тренировочный стенд за счет световой и звуковой сигнализации не только правильных, но и неправильных ответов позволяет осуществлять контроль попыток ответов и существенно ограничивать возможности подбора правильного ответа без решения тестового задания. Энергопотребление стенда минимальное, так как цепь питания замыкается только при касании щупами на панели контактов «вопроса» и «ответа». Стенд также обладает высокой износостойкостью и ремонтопригодностью, имеет надежное крепление для тестовых заданий, что позволяет размещать его в произвольном положении, и может быть установлен в местах с большой людской проходимостью.