LaboREM: laboratoire flexible pour TP distant ... · flexible pour TP distant instrumentation...
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LaboREM: laboratoire flexible pour TP distant instrumentation déportée
E.A. Petre F. Luthon, B. Larroque,
P. Dibon, J.M. Fiton
IUT Bayonne-Pays Basque
Dept. Génie Industriel et Maintenance
Université de Pau et Pays de l’Adour, Anglet, France
REAL 2010 LaboREM Luthon et al. 2
Introduction: contexte
� enseignement à distance, e-learning
� technologie web, connectivité => labos en
réseau
� englobe tout le processus d’apprentissage:
�cours CM, travaux dirigés TD, simulations, TP
� 3 types de labos: présentiel, virtuel, distant
� éducation Bac.L2 en signal, circuits et
systèmes électriques
�mais aussi: robotique, mécanique …
REAL 2010 LaboREM Luthon et al. 3
Etat de l’art des e-labs� Pour
�argent: mutualisation
�espace: à domicile, universitiés à l’Etranger
� temps: 24h/24, 7j/7, répétition, autonomie
�complémentarité des 3 types de labos
�étudiants handicapés, ou non-affiliés
� Contre
�prérequis, préparation incomplète
�non réaliste : modèle
�Communication indirecte, temps-réel ? async.
�efficacité pédagogique ? évaluation
LaboREM Luthon et al. 4
Objectifs
� Réduire les coûts: investissement, faciliter la maintenance
� Aider les tuteurs pour ajouterfacilement de nouveaux TP
� => extensivité, flexibilité
� étudiants de niveau L (licence)
� coopération internationale
� => démocratisation du savoir technologique
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Contribution� Concept de plug-in :
�modèles pour connecter facilement
de nouvelles manips (Instruments Virtuels : VIs complexes)
� Approche de type jeu:
�« GBL » game-based learning
� Conception d’une séquence de jeu:
�étudiant = DUT Device Under Test
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Architecture ouverte� Architecture client-serveur
� 2 serveurs: web + expériences
� Modèle de plug-ins pour expériences: client, serveur
web server
lab server Gimbay
INSTR DAQElectronicProtoboard
client
intranet
tutor
internetTCP/IP
client
switchingmatrix
GPIB / USB / PCI bus
D.U.T.
camera
LabVIEWMultisim
TestStandMatlab ...
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Plate-forme Prototype
� Implantation: LabVIEW, GPIB,
Internet Toolkit lib, TCP/IP
� matériel:
� instruments de T&M (oscilloscope…)
�Carte DAQ, platine de câblage
�Matrice de commutation
� logiciel:
�Multisim
�TestStand
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Côté Serveur� Matériel: serveur et appareils de mesure
� logiciel: centre de contrôle
� IHM de gestion, chien de garde (watchdog)
LaboREM Luthon et al. 9
Côté Client
� IHM (login sur le web)
� Choix de la manip
� Envoi du paramètrage
� Téléchargement des résultats
� Retour vidéo (webcam)
� questionnaires
IHM client : menu d’intro
Courbe de Bode – Filtre passif
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Séquence de labo� niveaux (difficulté)
� vies (répétitions)
� Temps limité
� score (note /20)
Organigramme de séquence
Organigramme du TP
GOTO END
BD Doc Cours
pdf, html...
png, mpeg...
Prerequis
Filtre Actif
GPIB
README Appli
...
=> 30/100
Eval du produit => 100/100
=> 80/100
serveur manips
DIO Elvis.vi
Bode4.vi
multisim.vi
plugins.vi
...
étape E1
TP Présentiel
encadré
en salle Elec
étape E2
TP distant
non encadré
en salle Info
étape E3
libre
HLM
étape E0
CM-TD
encadré
classic
Commentaires
C.R. du TP
auto-Rapport
STOP ?
Questionnaire Final
échelle Likert 5 nivos
> Saisie text littéraire
QCM6
interprétation
Multisim
appli
Audio (HP / écouteur)
QCM5
Temporel+spécif actif
Elvis ?
choix
1 filtre
QCM4
interprétation
résultats
affichage
matrice
remote lab
Instrum GPIB + webcam
matrice commut
D.U.T (divers filtres)
QCM3
Interprétation
matrice
résultats
manip
hands-on : VI/manuel
QCM2
AOP
QCM1
filtrage
DOC ?
Prerequis, Cours, Appli etc
Intro
Texte
Img - Film - Son
TP conçu comme Jeu de pistePREREQUIS
TEMPOREL
RLC
TD...
CCLS
EVAL
QCM
AOP
idéal
QCM
CARACT. FREQ
.RAPIDE : qlq mesures
F.P.Bas
F. P Haut
F ?
Réjecteur
50Hz
Ou P.Haut
Q ? :
Fc
Gmax
dB/oct
Interperet :
Type Filtre
AIDE
TUTEUR
BODE intensif
sallenkey
butterworth
PARAMs
-wc
-G0
pentes
type…
Choisir
1 filtre
Effet lin :
Decal, A
Saturation
NL tempo
SPECIF ACTIF
NL freq
Z infini
Amplification
transf. puissance
APPLI son
Voir signal
Voir spectre, harmonic
F audio
Ecouter
INTRO
objectif
Rauch
Tchebychev
Double T ponté
COURS
Topo
Filtres
Actifs
…
Gabarits
Rappels :
Pb, PB, PH
2e Ordre
canonic
Bessel
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Exemple 1: test de circuit � caractérisation d’un transistor MOS
� Pour activité de recherche ou d’enseignement
Alimentation
Hameg HM8142
Dispositifsous test
Multimètre
Multimètre
Multimètre
Philips PM2525
Fluke 45
Fluke 8842A
BUS
GPIB
Carte contrôleurGPIB
MicroordinateurPC
PériphériqueSortie graphique
Adr
7
Adr
22
Adr
1
Adr
23
V
A
V
G
S
D
VD
VG
ID
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Exemple 2: TP Filtres actifs - AOP
� Pilotage à distance des
appareils de mesure
�Courbe de Bode de filtres actifs
� quiz en temps limité
� simulation:
�Multisim (conception de
circuit)
�Matlab (traitement de
signal)
� En présentiel: comparer
Oscilloscope
Waveform
Genarator
D.U.T.
LabVIEW
G W S
CH1 CH2 CH3 CH4
Output
TTL Out
VIN VOUT
GPIB Bus IEEE-488
Internet
Web
browser
Exemple 3: acquisition de données – Analyse spectrale
� Acquisition Temps-réel
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Evaluation statistique
(1=tout à fait, 2=d’accord, 3=neutre, 4=pas d’accord, 5=pas du tout)
Exemple of questions
I liked to do labwork from anywhere and anytime 1 2 3 4 5
I liked to control remotely real instruments 1 2 3 4 5
I was motivated by the game-like lab sequence 1 2 3 4 5
I need more preparation to LaboREM 1 2 3 4 5
I need a remote control of the camera 1 2 3 4 5
Evaluated issue Mean Std.dev Assessment
Technical quality of platform 2.9 2.67 ±
Preparation, Docs & Prerequisites 3 2.67 ±
Interest of game concept 2.3 2.16 +
Quality of interaction with HMI 2.3 1.96 +
Interest for remote control of devices 2.2 3.57 +
Release from space-time constraints 1.9 2.9 ++
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Evaluation des résultats
� technique:
�30 connections simultanées
� IHM: richesse du media non critique
� pédagogique
� questionnaire: échelle à 5 niveaux
�+ n’importe où ni quand, répétable
�+ comme un jeu, caméra, contrôledistant
� - besoin de plus de préparation
� - plus de travail collaboratif
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Discussion� intégration dans un LMS (Moodle, Dokeos)
� Technologie web : VPN au lieu de reverse proxy
� Travail collaboratif:
�media riche, chat, audio, communication synchrone
� Pilotage d’une caméra motorisée (selon requête du client) + caméra fixe grand angle sur le labo
� Application en mécanique : analyse vibratoire, robotique, traitement d’image etc.
� Projet ouvert à la collaboration internationale ...
� Muchas gracias por su atencion