Mô hình thực hành điện tử số
Việc tìm hiểu nghiên cứu về điện tử số đối với giảng viên, sinh viên ngành điện - điện tử ở các trường đại học, cao đẳng là một yêu cầu hết sức cần thiết và không thể thiếu trong quá trình đào tạo. Ưu điểm của công nghệ số: Các hệ thống số dễ thiết kế hơn, lưu trữ thông tin đễ dàng, độ chính xác cao hơn, các xử lý có thể lập trình được, ít bị ảnh hưởng bởi nhiễu và có thể chế tạo nhiều mạch trong các chip. Tuy nhiên, có hạn chế rõ nét đó là thế giới thực chủ yếu là tương tự.
Mô hình điện tử số cung cấp cho sinh viên bộ thiết bị thực hành thân thiện, dễ sử dụng mà lại đáp ứng được đầy đủ các nội dung trong học tập và nghiên cứu học phần Điện tử số. Giúp sinh viên nắm vững các nội dung cơ bản và chuyên sâu của điện tử số. Từ đó, có thể thiết kế các mạch điện tử số theo yêu cầu cũng như có thể tiếp cận với các kỹ thuật và công nghệ mới đáp ứng được yêu cầu của nhà tuyển dụng. Đồng thời, giúp giảng viên có điều kiện nghiên cứu sâu hơn, nâng cao năng lực chuyên môn tiến tới làm chủ được được công nghệ, tự tin hơn trong giảng dạy.
Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn, tác giả Đỗ Đắc Thiểm, Trường Đại học Thủ Dầu Một đã phát triển nghiên cứu Thiết kế - thi công mô hình thực hành điện tử số để phục vụ cho các bài thực hành điện tử số có trong chương trình đào tạo cao đẳng, đại học của trường. Để hoàn thành mục tiêu đề ra, đề tài đã sử dụng phương pháp tổng hợp lý thuyết, phân tích và chọn giải pháp thực hiện tối ưu; thực nghiệm mô phỏng mô hình, đưa ra mô hình hoàn chỉnh và phương pháp thực hành thực tiễn rút kết kinh nghiệm để thiết kế các bài thực hành kèm theo mô hình hoàn chỉnh để mô hình thiết bị thực hành điện tử số đáp ứng đủ các nội dung các bài thực hành như: Các cổng Logic, mạch tổ hợp, các mạch đếm không đồng bộ, các mạch đếm đồng bộ, mạch ghi dịch, mạch biến đổi ADC.
Theo báo cáo, hiện nay có một số công trình nghiên cứu liên quan đến mô hình thực hành điện tử số như: Mô hình của Lab-Volt, đây là một sản phẩm tốt và có độ tin cậy cao về các thông số kỹ thuật, bên cạnh đó tài liệu thực hành kèm theo của thiết bị cũng được thiết kế hoàn hảo. Sản phẩm này thực hiện trên hai bo mạch và cho phép thực hiện các bài thực hành sau: Thanh ghi dịch 4-bit, mạch đếm không đồng bộ, mạch đếm đồng bộ, mạch cộng 4-bit, mạch so sánh 4-bit, mạch mã hóa và giải mã BCD, mạch ghép kênh-phân kênh, mạch giải mã hiển thị led 7 đoạn, mạch kiểm tra chẵn lẻ. Tuy nhiên, khi so với nhu cầu sử dụng trong đào tạo của Trường thì sản phẩm này thiếu các cổng logic cơ bản và mạch đếm dung các IC chuyên dụng. Ngoài ra, các bo mạch chưa có nguồn vì vậy cần phải trang bị thêm bộ nguồn khi sử dụng.
Với thiết bị của Feedback thì đây cũng là một sản phẩm tốt và tin cậy về các thông số kỹ thuật cũng như tài liệu thực hành kèm theo được thiết kế hoàn hảo. Sản phẩm cho phép thực hiện các bài thực hành sau: Các cổng logic, mạch mã hóa, mạch hiển thị led bảy đoạn, mạch cộng, mạch ghép kênh-phân kênh, kiểm tra lỗi, các Flip-flop, mạch dao động, Schmitt kích, mạch chia tần số, mạch đếm, mạch ghi dịch, mạch chuyển đổi song song- nối tiếp. Tuy nhiên, khi so nội dung chương trình thừa phần mạch kích nhưng lại thiếu phần phần mạch đếm dung các IC chuyên dụng. Ngoài ra, các bo mạch chưa có nguồn vì vậy cần phải trang bị thêm bộ nguồn khi sử dụng.
Với thiết bị thực hành điện tử số của Đại học sư phạm kỹ thuật Vinh, giải pháp này được thực hiện trên một bo mạch và có phần nguồn. Các bài thực hành của mạch so với chương trình thiếu các nội dung về mạch mạch đếm nhưng lại thừa các nội dung về bộ nhớ và mạch kích.
Sản phẩm của Đại học Sư phạm kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh, Giải pháp này được thực hiện trên một bo mạch và có phần nguồn. Cho phép thực hiện các bài thực hành sau: Các cổng logic, mạch mã hóa, mạch hiển thị led bảy đoạn, mạch cộng, mạch ghép kênh-phân kênh, các Flip-flop, mạch dao động, mạch đếm, mạch ghi dịch. So với nội dung chương trình thiếu phần mạch đếm dùng các IC chuyên dụng và Mạch chuyển đổi qua lại giữa số và tương tự.
Từ các sản phẩm của các hãng Lab-Volt và Feedback cũng như của các trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Vinh và Đại học Sư phạm kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh, tác giả đã tiếp thu các ưu điểm của các sản phẩm và bổ sung các các mạch để đáp ứng tốt theo đề cương khi thiết kế mô hình thiết bị thực hành điện tử số của Trường đề ra.
Sản phẩm mới được thiết kế có bộ nguồn an toàn và tiện lợi cung cấp cho các mạch thực hành. Trang bị đầy đủ các mạch chức năng: Mạch tạo xung dao động, mạch hiển thị nhị phân, mạch hiển thị thập phân, mạch thiết lập các mức logic ngõ vào; các mạch thực hành theo yêu cầu: Các cổng Logic, mạch tổ hợp, mạch đếm không đồng bộ, mạch đếm đồng bộ, mạch ghi dịch, mạch chuyển đổi qua lại giữa số và tương tự.
Điện tử số là một trong những lĩnh vực kỹ thuật - công nghệ làm thay đổi chất lượng cuộc sống của loài người hiện đại. Thông qua đề tài, mô hình thiết bị thực hành Điện tử số giúp sinh viên nâng cao kiến thức và kỹ năng về trong lĩnh vực Điện tử số. Từ đó, người học tự tin ứng dụng và sáng tạo để cho ra các sản phẩm phục vụ tốt hơn các nhu cầu không giới hạn của con người. Mô hình thực hành Điện tử số hoàn toàn có thể thương mại hóa. Cung cấp cho các trường cao đẳng và đại học có đào tạo ngành kỹ thuật điện - điện tử từ đó mang lại lợi ích kinh tế không nhỏ cho đơn vị sử dụng kết quả của đề tài. Tác giả đã thực hiện thành công đề tài “Mô hình thiết bị thực hành Điện tử số” và ứng dụng nó để triển khai trang bị cho phòng Thực hành Điện tử cơ bản của Trường sẽ mang lại lợi ích không nhỏ trong lĩnh vực công nghệ và kinh tế.
Thy Diễm