Desarrollo de una aplicación software para laboratorios remotos

Abstract

Las prácticas en laboratorios forman una parte muy importante de la formación en todos los programas docentes. A pesar de esta importancia, la creación de un laboratorio no es una tarea fácil, ya que el hecho de equipar un laboratorio puede suponer un gran gasto económico, tanto inicial como posterior.
Como solución, surge la educación a distancia, y en concreto los laboratorios virtuales, es decir, simulaciones de un laboratorio real utilizando modelos matemáticos.
Por sus características y flexibilidad se han ido desarrollando laboratorios virtuales en el ámbito docente, pero no todas las áreas cuentan con tantas posibilidades o
facilidades como en la electrónica.
La mayoría de los laboratorios accesibles desde Internet que hay en la actualidad dentro de la enseñanza a distancia o formación online, son virtuales. El laboratorio que se ha desarrollado tiene como principal ventaja la realización de prácticas controlando instrumentos y circuitos reales de forma remota.
El proyecto consiste en realizar un sistema software para implementar un laboratorio remoto en el área de la electrónica analógica, que pueda ser utilizado como
complemento a las actividades formativas que se realizan en los laboratorios de los centros de enseñanza.
El sistema completo también consta de un hardware controlado mediante buses de comunicación estándar, que permite la implementación de distintos circuitos analógicos, de tal forma que se pueda realizar prácticas sobre circuitos físicos reales.
Para desarrollar un laboratorio lo más real posible, la aplicación que maneja el estudiante es un visor 3D.
Con la utilización de un visor 3D lo que se pretende es tener un aumento de la realidad a la hora de realizar las prácticas de laboratorio remotamente.
El sistema desarrollado cuenta con un sistema de comunicación basado en un modelo cliente-servidor:
• Servidor: se encarga de procesar las acciones que realiza el cliente y controla y monitoriza los instrumentos y dispositivos del sistema hardware.
• Cliente: sería el usuario final, que mediante un visor 3D comunica las acciones a realizar al servidor para que éste las procese.
Practices in laboratories are a very important part of training in all educational programs. Despite this importance, the establishment of a laboratory is not an easy
task, since the fact of equipping a laboratory can be a great economic budget, both initial and subsequent spending.
As a solution, appears the education at distance (online), and in particular the virtual labs, namely simulations of a real laboratory by using mathematical models.
Virtual laboratories in the field of teaching have been developed for its features and flexibility, but not all areas have so many possibilities or facilities as in electronics.
The most accessible laboratories from the Internet that are currently accessible within the distance or e-learning (on-line) are virtual. The laboratory which has been
developed has as a main advantage to make practices or exercises in the fact of controlling instruments and real circuits remotely.
The project consists of making a software system in order to implement a remote laboratory in the area of analog electronics that can be used as a complement to the
others training activities to be carried out.
The complete system also consists of a controlled hardware by standard communication buses that allow the implementation of several analog circuits, in such
a way that practices can control real physical circuits.
To develop a laboratory as more realistic as possible, the application that manages the student is a 3D viewer.
With the use of a 3D viewer, is intended to have an increase in reality when any student wants to access to laboratory practices remotely.
The developed system has a communication system based on a model Client/Server:
• Server: The system that handles actions provided by the client and controls and monitors the instruments and devices in the hardware system.
• Client: The end user, which using a 3D viewer, communicates the actions to be performed at the server so that it will process them.