Использование программной среды LabVIEW в проектной деятельности учащихся

Программная среда LabVIEW компании National Instruments [1] стала стандартом для разработки систем управления, сбора и обработки данных, поличив широкое распространение в высших учебных заведениях, исследовательских институтах и производственных компаниях. В школах эта среда известна под названием Robolab; ее упрощенная версия используется для програмирования контроллеров RCX и NXT роботехнических конструкторов Lego Mindstorms в школьных курсах потехнологии и робототехнике.

В нашей школе, специализирующейся на работе с одаренными детьми, много лет существует кружок по Роботехнике, где дети приобретают опыт программирования на LabVIEW уже в младших классах. В предлагаемом сообщении рассмотрен опыт лаборатории по использованию LabVIEW в ее традиционных сферах применения, а именно в построении разнообразных систем сбора и обработки данных в рамках школьной проектной деятельности.

Интуитивно понятный графический интерфейс программы, подход к програмированию на основе понятий виртуальных  приборов и потоков данных, огромный выбор встроенных в LabVIEW модулей для обработки информации делают среду идеальной для изучения програмирования, начиная с 5- 6-го класса, параллельно с изучением классических языков программирования (Pascal, C) и базовых предметов по информатике. В школе читаются спецкурсы по программировани на Labview, где изучаются не только основы программирования, но и принципы построения измерительных систем и обработки экспериментальных данных. Дополнительно учащиеся могут посещать занятия по основам радиоэлектроники. Все это формирует у школьников базу для дальнейшей экспериментальной деятельности.

Премущества LabVIEW становятся очевидными при переходе от "виртуального" (классического) программирования к программированию реальных систем. Возможность использования для измерения сигналов от датчиков устройств: от звуковой карты компьютера и Lego контроллеров RCX и NXT до систем сбора данных производства National Instruments позволяет ставить полноценные эксперименты по физике или химии, строить сложные роботехнические системы.

Для этих целей была разработана низкобюджетная универсальная платформа, содержащая: - блок питания, - универсальную монтажную плату для радио компонентов, - коммутационную панель и интерфейс датчиков лаборатории "Архимед". Получившая название "мини-Элвис", платформа комплектовалась платой сбора данных с USB интерфейсом NI USB-6008/6009.

Работа с одаренными детьми предполагает регулярное выполнение исследовательских работ с их последующей защитой. В рамках лаборатории учащимися 7-10 классов была выполнена серия проектов с использованием LabVIEW, наиболее интересные из которых перечислены ниже.

•  Автоматизированния метеостанция [2],
• Экспериментальный стенд для измерения ВАХ солнечных элементов [3],
• Турель с оптическим наведением на цель,
• Учебный комплекс ГЛОНАСС/GPS Explorer [4],
• Акустические измерения в простейших механизмах.

Работы неоднократно участвовали в выставках, результаты докладывались на образовательных конференциях National Instruments.