Přehled existujících aplikací simulujících návrh elektronických obvodů včetně možností využití ve výuce ve formě pohledu učitele z praxe.
O cloud computingu bylo v poslední době napsáno mnoho. Často se mluví i o jeho využití ve školství. Bohužel jsem se v českém prostředí ještě nesetkal s článkem zaměřeným na využití cloud computingu v odborném vzdělávání, tedy pokud pominu využití cloudových úložišť a online kancelářských balíků, například pro zpracování a ukládání protokolů z měření online. Rozhodl jsem se proto zaměřit na poněkud jinou oblast a podělit se s vámi o své zkušenosti se simulátory elektronických obvodů.
Pracuji na střední odborné škole. V době psaní článku jsem potřeboval akutně vyřešit problém s výukou elektroniky a elektrického měření v podmínkách, kdy se měnily třídy, skupiny i hodiny. Jednak pod tlakem nových trendů v rámci úspor, jako je rušení některých předmětů, anebo z důvodů slučování žáků z různých tříd a různého zaměření do jedné vyučovací hodiny. Ale také proto, že se rozběhl každoroční kolotoč závěrečných a maturitních zkoušek. Stává se tedy, že buď nejsem s žáky v odborné učebně, kde je vše potřebné, nebo že je žáků v učebně více nežli pomůcek. A já žáky elektroniku naučit musím!
Archivní diskuze převzatá z rvp.cz. Přidávání nových komentářů není k dispozici.
Pavlína Hublová30. 6. 2015
Z modulu Diskuze (http://spomocnik.rvp.cz/clanek/20105/diskuze.rvp.cz/viewtopic.php?p=84503#p84503):
Mnohé jsou sice placené nebo omezené, ale přesto jsou dobrou variantou k oficiálním školním licencím oblíbených a i na některých českých školách používaných simulačních programech, například Tina nebo excelentrního NI Multisim, ke kterým autoři na některých školách vydali volně přístupná skripta.
Simulační obvody výborně a časově efektivně doplňují výuku s použitím reálných součástek a obvodů, včetně rychlých variací hodnot nebo změn zapojení obvodů, měření v různých bodech obvodů, opět s použití simulovaných měřicích přístrojů. Kdo zná, ví jaké to má výhody, kdo nemá, může se poučit.
Náhodný komentátor
Jaroslav Žákech30. 6. 2015
Já děkuji za předání komentáře a zároveň autorovi komentáře za názor. NI Multisim je skutečně skvělý profesionální nástroj, bohužel poměrně drahý a zároveň závislý na platformě, proto také vznikl tento článek, bylo třeba hledat alternativu Multisimu, použitelnou, pokud možno, kdykoliv a v jakékoliv učebně. Poměrně nedávno jsem však zjistil, že ve spolupráci s mouser.com byla vypuštěna verze MultiSIM BLUE, která by měla být dostupná zdarma. Zatím jsem se však nedostal k testování. Pro zájemce zasílám odkaz na MultiSIM BLUE (http://cz.mouser.com/multisimblue/).
Než jsem začal pátrat po cloudovém řešení nějakého simulátoru elektronických obvodů, pokusil jsem se využít toho, že žáci mají svá zařízení a zkusili jsme v rámci BYOD pracovat každý na svém zařízení s nainstalovanou aplikací. Našel jsem aplikaci
, která, má, až na poněkud netradiční ovládání, vše potřebné. Ve volné verzi je omezena jen počtem součástek. Bohužel jsme často bojovali s tím, že někdo vlastní „chytré“ zařízení nemá (aplikace je multiplatformní), případně ho má vybité, anebo že mu aplikace nefunguje. To mě přimělo zapátrat ve vodách aplikací cloudových. Zde je výsledek:
Zdarma s omezením na 10 stáhnutí již předpřipravených hotových schémat. Možnost sdílení, online spolupráce a zasílání zpráv. Umožňuje tvorbu schémat i simulaci obvodů. Pro simulaci obvod staví na nepájivém poli, což mi vyhovuje, protože to věrně napodobuje prostředí praktických cvičení s reálnými součástkami. Je možné samozřejmě přepnout i do režimu klasického schématu. Zde je výhodou, že tato aplikace podporuje „evropské“ značky normy IEC 60617. Někomu se může hodit i funkce automatického generování soupisky součástek. Aplikace patří do produktového portfolia společnosti Autodesk.
Placená aplikace, s cenami 1200 USD za semestr v případě multilicence pro školu, jinak 12 USD za semestr pro jednotlivce. Zdarma je dostupné pouze demo bez možnosti uložení schématu. V nabídce je uložení do cloudového úložiště aplikace a schémata je možné sdílet. Chybí možnost, nastavit značky součástek dle normy IEC 60617. Je možný export do několika formátů, včetně souborů s příponou pdf a png.
Velmi pěkně zpracovaná aplikace po vizuální stránce, ale bohužel opět placená, s cenou 15 USD za semestr nebo 5 USD za měsíc pro učitele a studenty. Zdarma je dostupné pouze demo. V případě plného placeného účtu nabízí i možnost sdílení vlastních obvodů. Chybí možnost nastavit schematické značky součástek dle normy IEC 60617.
Zdarma s omezeními (10 součástek, 50 simulací za měsíc, 5 uložení na cloudové úložiště). Samotný editor schémat nenabízí možnost přepnutí na značky normy IEC 60617. Je však možné přepínat mezi značkami součástek a jejich vyobrazením v reálné podobě. Schémata je možné i sdílet. K dispozici je několik již sestavených ukázek, které lze otevřít a dle vlastních potřeb dále editovat. Jako jediný nabízí možnost uložení výstupu do souboru.
Také zdarma. V českém prostředí to zřejmě není velká výhoda, ale katalog součástek je propojen s katalogem prodejce součástek DigiKey. Je tedy možno po sestavení obvodu přímo odeslat objednávku uvedenému prodejci. K dispozici je velká paleta pasivních i aktivních součástek, včetně integrovaných obvodů. Umožňuje ukládání do vlastního cloudového úložiště, export je možný jen jako *.png či *.pdf. V nabídce možností není sdílení vytvořených schémat s ostatními uživateli. Pro ty, kteří požadují pokročilé simulace, bude jistě zajímavou informací, že tento simulátor obsahuje podporu SPICE.
Pro české odborné školy může být problém, že žádná z aplikací nemá prostředí počeštěné, což může především v počátcích činit žákům potíže s orientací. Většina také neumožňuje přepnout schematické značky do podoby dle normy IEC 60617, která se užívá v Evropě. Mojí oblíbenou se stala aplikace 123D Circuit, která nabízí příjemné uživatelské prostředí a ovládání je intuitivní. K dispozici je možnost sdílení a učitelé mohou navíc využít volbu Learn, pod kterou se ukrývají výuková schémata. Výběr součástek není tak bohatý jako u konkurenčních aplikací, ale podle mého názoru pro výuku základů elektroniky dostačuje.
Bohužel, žádná z uvedených cloudových aplikací nefunguje korektně na dotykových zařízeních s OS Android, ať už jde o mobilní telefon nebo tablet. Většinou jsou reakce aplikace velmi pomalé, ovládání nepraktické a prostředí není uzpůsobeno dotykovému ovládání a malému displeji.
V praxi tedy výuka vypadá tak, že většina žáků pracuje na svých zařízeních, ať už telefonech, tabletech či noteboocích, někteří využívají standardní aplikace, nainstalované na vlastních přístrojích, jiní aplikace cloudové. Ti, kteří nemají žádné své zařízení, se buď k někomu připojí, anebo když máme štěstí na volnou učebnu, využijí volné počítače v učebně s nainstalovaným „krabicovým“ SW nebo si na počítačích spustí v internetovém prohlížeči aplikaci cloudovou.
Ideální by byl takový cloudový simulátor elektronických obvodů, který by korektně fungovat i na dotykových zařízeních s menšími rozměry, nebyl by závislý na platformě (internetovém prohlížeči) a byl by přizpůsoben pro výuku, což je podle mého velmi důležité. A měl by mít též počeštěné prostředí. Nástroje, se kterými jsem se do dnešních dnů seznámil, jsou určené spíše pro vývojáře a tomu je přizpůsobeno i prostředí a možnosti aplikace. Ve vodách cloudových aplikací se hodlám plavit i nadále, takže pokud se setkám s něčím zajímavým, třeba i z jiné oblasti, samozřejmě vás budu informovat.
A co vy? Vyzkoušeli jste některý z cloudových simulátorů elektronických obvodů, pracujete snad s některým z nich dlouhodobě? Budu rád, když se podělíte o své zkušenosti.
