Установка Uдиода

переменным резистором R .

Измерение значения напряжения на диоде и значения тока при данном напряжении производится при помощи встроенного цифрового комбинированного «ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ПРИБОРА».

Рис. 7. Упрощенная принципиальная электрическая схема для снятия ВАХ туннельного диода.

Для переключения между объектами исследования (образцами туннельных диодов) служит многофункциональная кнопка «START USB/ОБРАЗЕЦ». Переключение образцов также может производиться из лабораторной среды LabVisual, в программе управления установкой. Для этого в программу введен специальный переключатель и кнопка.

Программная часть. Подготовка к работе.

Для сопряжения работы учебной установки с персональным компьютером используется специально разработанный протокол передачи данных LabVisual, разделяющий байты управления и байты данных. Для визуализации принятых данных служит программа-оболочка LabVisual для ФКЛ-5К. Установка подключается к USB порту компьютера при помощи специального соединительного кабеля.

Программа LabVisual может успешно работать как на компьютерах под управлением ОС Windows так и на компьютерах под управлением ОС Linux при помощи эмулятора среды окружения VirtualBox. На прилагаемых дисках в соответствующих папках содержатся сборки программ для установки и работы в этих операционных системах.

Подробная инструкция по установке среды LabVisual 2.5 содержится в прилагаемом руководстве к программе.

В комплекте с лабораторной установкой поставляется ПЭВМ с предустановленным дистрибутивом среды LabVisual 2.5 и установленным и настроенным программным обеспечением (всё предустановленное программное обеспечение поставляется согласно лицензии GNU GPL v2 и является свободным и бесплатным, если не оговорено обратное; подробно см. п. 1.1 и пп. 4 — 5 Руководства к среде LabVisual 2.5).

После загрузки программной среды (~ 1 мин.) автоматически запуститься программа оболочка LabVisual для работы с экспериментальной установкой. Если программа не запустилась автоматически, на виртуальном рабочем столе следует дважды щелкнуть левой кнопкой мыши на ярлык LabVisual. При этом должно открыться главное окно программы-оболочки LabVisual для работы с экспериментальной установкой (рис. 8). Программа LabVisual имеет интуитивно понятный, дружественный пользователю интерфейс.

После включения лабораторной установки в сеть и до выполнения конфигурации USB-передатчика учебного прибора, устройство должно быть отключено от USB – порта ПК до соответствующего приглашения пользователя, высвечиваемого на LCD ЖКД дисплее:

1.Connect usb

2.Press button

После появления данного сообщения на ЖКД LCD дисплее учебного прибора, можно подключить прибор к USB – порту ПК и однократно нажать многофункциональную кнопку «START USB/ОБРАЗЕЦ» (кнопка используется для конфигурации устройства сразу после включения). Для надежного срабатывания кнопку необходимо удерживать нажатой в течение ~ 1 секунды.

В противном случае, возможна некорректная работа USB протокола и работа устройства. Если планируется работа в ручном режиме (без использования ПК), то для продолжения работы прибора также после включения необходимо однократно нажать кнопку «START USB/ОБРАЗЕЦ», при этом USB шнур можно не подключать. После соединения прибора с USB – портом ПК, при запущенной среде LabVisual, необходимая подпрограмма для измерения должна запуститься автоматически рис. 8.

Для ознакомления с программой в отсутствии учебной установки, можно воспользоваться демонстрационным режимом. Для этого в главном окне программы, при отключенном от USB-порта ПК приборе, установите галочку «Демонстрационный режим» и нажмите на кнопку «Переключить». Появится меню, содержащие наименования экспериментов и позволяющее переключаться между ними для ознакомления с интерфейсом программы — оболочки.

Для выхода их демонстрационного режима, в главном окне программы снимите соответствующий флажок и нажмите кнопку «ПЕРЕКЛЮЧИТЬ».

Рис. 8. Главное окно программы-оболочки LabVisual для работы с экспериментальной установкой ФКЛ-5К.

Демонстрационный режим доступен только в том случае, если прибор отключен от USB – порта ПК, в противном случае переключение режимов блокируется.

После запуска программы автоматически включается рабочий режим и ожидается подключение к USB-порту ПЭВМ.

Программа LabVisual 2.5 предусматривает возможность сохранения избранного набора данных файл для последующей визуализации и, при необходимости, обработки. Данные, которые необходимо сохранить, вводятся в поле «ДАННЫЕ ДЛЯ СОХРАНЕНИЯ».

Например, для сохранения данных о зависимости тока p-n перехода, регистрируемого миллиамперметром от напряжения, вводим в текстовое поле значение напряжения и через пробел значение тока, соответствующее этому напряжению. Это действие выполняется автоматически при нажатии кнопки «КОПИРОВАТЬ ПОКАЗАНИЯ». Если установлен флажок «Показать график», то во всплывающем окне выводится график текущей зависимости, который обновляется при нажатии кнопки «КОПИРОВАТЬ ПОКАЗАНИЯ». При переключении между образцами текстовое поле и график очищаются для введения новых данных. Для очистки данных в программе также предусмотрена кнопка «ОЧИСТИТЬ ДАННЫЕ».

Перемещение между ячейками данных осуществляется стандартными клавишами-стрелками с клавиатуры. В качестве отделения целой части от дробной используйте «,» (запятая).

Рис. 9. Эксперимент по изучению вольтамперных характеристик туннельных диодов, проводимый с помощью среды LabVisual 2.5.

В данной версии ПО, среда LabVisual позволяет управлять параметрами эксперимента и учебной установкой непосредственно из окна программы – оболочки рис. 9. Например, для переключения между объектами исследования, используйте клавишу, расположенную на переключателе «ОБРАЗЕЦ1 – ОБРАЗЕЦ2». Для включения виртуального мультиметра поставьте переключатель на мультиметре в окне управления в программе в положение ON, mV.

После заполнения текстового поля данными, нажимаем кнопку «СОХРАНИТЬ ДАННЫЕ» и в стандартном диалоговом окне задаем имя файла для сохранения результатов опыта. При работе в OC Linux в эмуляторе программного кода VirtualBox данные рекомендуется сохранять на виртуальный диск Z:\, последующий доступ к этому виртуальному диску из операционной системы осуществляется как к папке /home/имя_пользователя/LabVisual/DISK_Z, где имя_пользователя по умолчанию pankov. Для обзора папок рекомендуется пользоваться программой Krusader.

Для визуализации сохраненных данных можно использовать компонент LabVisual Data Analizer, вызываемый нажатием кнопки «ВИЗУАЛИЗИРОВАТЬ» из главного окна программы-оболочки и из любой подпрограммы см рис. 10.

Рис. 10. Компонент для визуализации данных среды LabVisual 2.5.

Для загрузки какого-либо файла данных служит кнопка «ЗАГРУЗИТЬ», для отображения загруженных данных, а также после каких-либо внесенных изменений в график (цвет, символы для отображения и т. д.) следует нажимать кнопку «ОТОБРАЗИТЬ» для перерисовки. Открыв несколько вкладок данных нажатием на вкладку «+» и, загрузив в каждую вкладку данные из сохраненных файлов-данных, можно отобразить на рабочем поле семейство характеристик, так как это представлено на рис. 10. Вкладка «+» для графиков служит для создание нескольких рабочих областей графиков, в каждую из которых также можно загрузить данные.

Для анализа экспериментальных данных и построения графиков также можно воспользоваться специальным компонентом LabVisual «MagicPlot», вызываемым нажатием кнопки «АНАЛИЗИРОВАТЬ» рис. 11.

ВНИМАНИЕ! Для работы компонента MagicPlot для анализа данных необходимо установить последнюю версию исполняющей среды Java 6 (Runtime библиотеки виртуальной машины Java).

Рис. 11. Расширенный компонент для анализа данных, получаемых на лабораторной установке.