МКОУ "СОШ с. Псыншоко"

МКОУ "СОШ с. Псыншоко"

Добро пожаловать на наш сайт!

Плоскостное конструирование: Плоскостное конструирование — Сайт детского сада №422 «Лорик»

Фатихова Л.Ф. Содержание работы по обучению конструированию дошкольников с нарушением интеллекта

Аннотация

В статье представлена разработанная и апробированная автором методика обучения конструированию детей старшего дошкольного возраста (6–8 лет) с нарушением интеллекта (умственной отсталостью). Конструирование является одним из наиболее доступных для дошкольника с нарушением интеллекта видов деятельности. Методика основана на теории поэтапного формирования умственных действий П.Я. Гальперина и предполагает формирование умственной деятельности в процессе плоскостного и объемного конструирования, которые, в свою очередь, включают формирование умений строить как предметные фигуры, так и сюжетные конструкции. Основными направлениями коррекционно-педагогической работы при этом являются обучение плоскостному и объемному, предметному и сюжетному конструированию. В статье приводится подробное описание методики обучения объемному конструированию на примере формирования двух конструктивных умений – умения конструировать объемные предметные фигуры и умения строить объемные сюжетные конструкции.

Фрагмент статьи

Такое направление коррекционно-педагогической работы с дошкольниками, имеющими нарушения интеллекта, как обучение конструированию, разработано и освещено в работах О. П. Гаврилушкиной и Н. Д. Соколовой. Конструирование является одним из наиболее доступных для дошкольника с нарушением интеллекта видов деятельности. Авторами-разработчиками программ воспитания и обучения детей с нарушением интеллекта в детском саду (Баряева Л. Б., Гаврилушкина О. П., Зарин А. П., Соколова Н. Д.; Екжанова Е. А.,Стребеле­ва Е. А.) занятиям по конструированию отводится роль формирования предметно-практиче­ской деятельности ребенка, развития у него наглядно-действенного мышления. В связи с этим целесообразным является взгляд на конст­руирование как на вид умственной деятельности ребенка с нарушением интеллекта, способ познания окружающей действительности и, в соответствии с этим взглядом, формирование данного вида деятельности и действий, в нее входящих, как приемов познавательной деятельности, предполагающих развитие преимущественно перцептивной и мыслительной деятельности.

Формирование умственной деятельности (в данном случае конструирования) ребенка с нарушением интеллекта, по нашему мнению, должно подчиняться строгой последовательности, наиболее четко определенной П. Я. Гальпериным, согласно которому любое умственное действие в своем формировании проходит ряд этапов: этапы формирования ориентировочной основы действия, выполнения действия во внешнем предметно-практическом плане, выполнения действия во внешней речи, затем в громкой речи «про себя» и, наконец, во внутренней речи. Выделенные П. Я. Гальпериным этапы являются «генеральными». При формировании умственной деятельности дошкольников с нарушением интеллекта под ними предполагается целая серия под­этапов – большая развернутость каждого этапа во времени, большая детализированность процесса формирования умственного дейст­вия. Кроме того, в процессе обучения конст­руированию не предполагается прохождение дошкольником с нарушением интеллекта всех этапов формирования умственного действия, выделенных П. Я.
 Гальпериным, а достижение им, в лучшем случае, этапа выполнения действия во внешней речи. Этот и все предыдущие этапы включают несколько подэтапов.

Полный текст статьи читайте в журнале «СДО»

Список литературы

1. Баряева Л. Б., Гаврилушкина О. П., Зарин А. П., Соколова Н. Д. Программа во­спитания и обучения дошкольников с интеллектуальной недостаточностью. – СПб.: СОЮЗ, 2003. – 320 с.

2. Гаврилушкина О. П. Обучение конструированию в дошкольных учреждениях для умственно отсталых детей. – М.: Просвеще­ние, 1991. – 94 с.

3. Гаврилушкина О. П., Соколова Н. Д. Вос­питание и обучение умственно отсталых дошкольников. Кн. для воспитателя. – М.: Просвещение, 1985. – 72 с.

4. Гаврилушкина О. П. Особенности кон­ст­руктивной деятельности дошкольников со сниженным интеллектом // Дефектология. – 1987. – № 5. – С. 48.

5. Гальперин П. Я. Методы обучения и умственного развития ребенка. – М.: Изд-во МГУ, 1985. – 45 с.

6. Екжанова Е. А., Стребелева Е. А. Кор­рек­ционно-развивающее обучение и воспитание: Программа дошкольных образовательных учреждений компенсирующего вида для детей с нарушением интеллекта. – М.: Просвещение, 2009. – 175 с.

Правила использования
Правообладателем настоящей статьи разрешается её использование только для личного некоммерческого использования в образовательных целях. Издатель не несёт ответственности за содержание материалов статьи.

Государственное бюджетное дошкольное образовательное учреждение детский сад № 41 Невского района Санкт-Петербурга

Уважаемые родители!

С наступлением весенне-летнего периода отмечается рост несчастных случаев, которые связаны с выпадением детей из окон. Причинами, как правило, становятся неограниченный доступ детей к открытым окнам, незакрепленные москитные сетки, а также отсутствие надзора за детьми со стороны взрослых.

Ознакомьтесь с подробной информацией — инструмкциями!

ПАМЯТКА РОДИТЕЛЯМ о профилактике случаев выпадения детей из окон

Уважаемые родители!

            Ежегодно с началом летне-весеннего сезона регистрируются случаи гибели детей при выпадении из окна! Как правило, во всех случаях падения дети самостоятельно забирались
на подоконник, используя в качестве подставки различные предметы мебели, и, опираясь
на противомоскитную сетку, выпадали из окна вместе с ней. При этом подавляющее большинство падений происходили из-за недостатка контроля взрослыми за поведением детей, рассеянностью родных и близких, забывающих закрывать окна, отсутствие на окнах блокираторов или оконных ручек-замков, неправильной расстановкой мебели, дающей возможность детям самостоятельно забираться на подоконники, и наличие москитных сеток, создающих иллюзию закрытого окна.

Безопасность ребёнка напрямую зависит от осторожности и ответственности взрослых. Случаи выпадения малолетних детей из окон в отсутствие опеки родителей подпадают
по действие ст.125 УК РФ («оставление в опасности»). Максимальное наказание за данное преступление составляет один год лишения свободы.

              Рекомендации родителям: «Угроза выпадения ребенка из окна»

            Не оставлять окна открытыми, если дома маленький ребенок, поскольку достаточно отвлечься на секунду, которая может стать последним мгновением в жизни ребенка
или искалечить её навсегда.

            Не использовать москитные сетки без соответствующей защиты окна – дети любят опираться на них, воспринимая как надёжную опору, а потом выпадают вместе с ними наружу.

Не оставлять ребенка без присмотра, особенно играющего возле окон и стеклянных дверей.

            Не ставить мебель поблизости окон, чтобы ребёнок не взобрался на подоконник и не упал вниз.

            Не следует позволять детям прыгать на кровати или другой мебели, расположенной вблизи окон.

            Не следует класть вещи в беспорядке в процессе уборки возле балконных
или межкомнатных остеклённых дверей, так как ребёнок может споткнуться и нанести себе травму. Преподавать детям уроки безопасности. Учить старших детей присматривать за младшими.

            Тщательно подобрать аксессуары на окна для детской комнаты. В частности, средства солнцезащиты, такие как жалюзи и рулонные шторы должные быть без свисающих шнуров
и цепочек. Ребёнок может в них запутаться и спровоцировать удушье.

            Посадить под окнами зелёные насаждения, особенно, если вы живёте в частном доме, которые смогут смягчить приземление в случае выпадения ребёнка из окна.

            Установить на окна блокираторы или оконные ручки-замки с ключом препятствующие открытию окна ребёнком самостоятельно.

            Но всё же, уважаемые родители, гораздо спокойнее и безопаснее, по возможности,
не оставлять маленького ребёнка одного, а брать с собой. В крайнем случае, договариваться
со знакомыми, родственниками и оставлять ребёнка у них или приглашать «свободных» родственников к себе, чтобы они посидели с ребёнком. Конечно, от всего не застрахуешься,

но сделать то, что в наших силах, чтобы обезопасить ребёнка, мы обязаны.

Памятка для родителей по профилактике выпадения детей из окна

ВНИМАНИЕ РОДИТЕЛИ!

            Падение из окна — является одной из основных причин детского травматизма
и смертности, особенно в городах. Дети очень уязвимы перед раскрытым окном
из-за естественной любознательности.

            Чтобы избежать несчастного случая, связанного с падением ребенка из окна, необходимо придерживаться следующих правил:

            Открывая окна в квартире и проветривая помещение, убедитесь, что ребенок
при этом находится под присмотром.

            Во время проветривания открывайте фрамуги и форточки. Если Вы все же открываете окно, то не открывайте его больше чем на 10 см, для этой цели поставьте ограничители.
            Не разрешайте ребенку выходить на балкон без сопровождения взрослых.
            Никогда не оставляйте спящего ребенка одного в квартире. Малыш может проснуться
и полезть к открытому окну.

            Отодвиньте всю мебель, включая кровати, от окон. Это поможет предотвратить случайное попадание малыша на подоконник.

            Не показывайте ребенку, как открывается окно. Чем позднее он научиться открывать окно самостоятельно, тем более безопасным будет его пребывание в квартире.
            Не учите ребенка подставлять под ноги стул или иное приспособление, чтобы выглянуть
в окно или заглянуть на улицу с балкона. Впоследствии, действуя подобным образом, он может слишком сильно высунуться наружу и выпасть из окна (с балкона).

            Большую опасность представляют москитные сетки: ребенок видит некое препятствие впереди, уверенно опирается на него, и в результате может выпасть вместе
с сеткой, которая не рассчитана на вес даже самого крохотного годовалого малыша.

            Если ребенок 5-7 лет боится оставаться в квартире один, не оставляйте его даже
на короткое время. Зачастую, чувствуя страх, дети выглядывают в окно или с балкона, надеясь увидеть родителей, что может повлечь их падение с балкона.

Набор фигур из мягкого полимера для плоскостного конструирования

Стенды для школьных кабинетов

Цифровые лаборатории и датчики для учебных кабинетов

Робототехника

Общее и вспомогательное оборудование для учебных кабинетов

Кабинет начальной школы

Кабинет физики

Кабинет химии

Кабинет биологии

Кабинет русского языка и литературы

Кабинет математики

Кабинет истории

Кабинет географии

Кабинет английского языка

Кабинет немецкого языка

Кабинет французского языка

Кабинет информатики

Кабинет черчения и ИЗО

Кабинет музыки

Кабинет астрономии

Кабинет технологии для девочек

Кабинет технологии для мальчиков

Кабинет ОБЖ

Кабинет НВП

Кабинет ПДД

Кабинет психолога

Кабинет логопеда

Медицинский кабинет

Школьная мебель эконом класса

Школьная мебель класса стандарт

Школьные доски, классные доски, мольберты

Бытовая техника

Актовый зал для школы

Шторы и жалюзи для школы

Посуда

Постельные принадлежности

Хозяйственный инвентарь

Металлические стеллажи, шкафы, сейфы

ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКТИВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ В РАННЕМ ВОЗРАСТЕ

Кондратьева Татьяна Сергеевна,

воспитатель МБДОУ «Детский сад №15»

 

ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКТИВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ В РАННЕМ ВОЗРАСТЕ

 

Одним из важных направлений развития малыша является развитие его мышления. Такой важный вид деятельности как конструирование не только помогает развить практическое мышление ребенка, но и является стимулом для развития детского  творчества. 

В раннем возраста конструирование слито с сюжетно-отобразительной игрой. Именно поэтому оно называется «сюжетным конструированием».

2Занятия конструированием очень важны для малыша. Этот вид деятельности не только доставляет ребенку удовольствие, но и способствует его всестороннему развитию – малыш учится различать признаки предмета (цвет, форму, величину, фактуру), у него формируются познавательные и практические действия. Кроме этого, занятия конструированием учат ребенка быть любознательным в познании нового, развивают внимание, мышление и творческое начало личности, учат искать разные пути решения практической задачи, находить и исправлять ошибки, благотворно влияют на развитие мелкой моторики рук. Конструирование – это созидание. Поэтому, занимаясь конструированием, ребенок может видеть результат своих усилий, что для него особенно важно, так как дарит ощущение собственной значительности и компетентности (Я сумел! У меня получилось!), вдохновляет на новые свершения.

3Вот сколько пользы дают занятия конструированием маленькому ребенку:  

 

РАЗВИТИЕ РЕЧИ

 

РАЗВИТИЕ МЫШЛЕНИЯ

 

НАВЫКИ

КОНСТРУИРОВАНИЯ

 

РАЗВИТИЕ МЕЛКОЙ МОТОРИКИ

 

РАЗВИТИЕ КРЕАТИВНОСТИ

 

РАЗВИТИЕ УВЕРЕННОСТИ

 

 

РАЗВИТИЕ ВНИМАНИЯ

 

РАЗВИТИЕ НАСТОЙЧИВОСТИ

Игры со строительным материалом организуют детей, дают возможность проявить самостоятельность. Дети приучаются аккуратно пользоваться строительным материалом, бережно относиться к постройке, сооруженной им самим или товарищем. Для того, чтобы поддержать интерес детей к конструированию необходимо его разнообразие.4

5 -6 Учитывая особенности детей раннего возраста мы выбрали для развития конструктивной деятельности детей следующие материалы:

— строительный материал (деревянные кубики, кубики «ЛЕГО»)

— счетные палочки

— геометрические формы (плоскостное конструирование)

— шнурки

Эффективность занятий по конструированию в раннем возрасте тесно зависит от эмоциональности их проведения. В раннем возрасте дети еще в очень незначительной степени способны к произвольным, волевым усилиям, иначе говоря, не могут еще заставить себя делать то, что не вызывает их интереса. Они быстрее овладевают доступными им умениями, если этот процесс вызывает у них положительное отношение, чувство радости, удовольствия.

7Поэтому наиболее эффективная форма подачи материала – сюжетно-игровая: мы используем интересные ребенку сюжеты, а выполнение задания становится необходимым и важным для достижения результата в ходе интересной игры. Такой подход позволяет создать устойчивый мотив деятельности, побуждая малыша прилагать усилия и помогая ему добиться результата.

8Еще одним обязательным условием проведения занятий по конструированию с детьми является применение наглядности в сочетании со словом.

9Использование готовой картинки-основы для выполнения заданий по плоскостному конструированию позволяет сочетать наглядные приемы с действиями самих детей. Такие картинки-основы используются нами в процессе конструирования из шнурком, счетных палочек и геометрических форм.

10Учитывая приоритетную предметную деятельность детей раннего возраста, нельзя не использовать такой вид конструирования как конструирование из строительных материалов – деревянных конструкторов и конструкторов «ЛЕГО». При организации конструирования важно помнить о сюжетном характере конструирования, поэтому на таких занятиях обязательно используются различные мелкие игрушки. Очень удачно будет разыграть целую сюжетную игру с дошкольниками, которая превратит их сначала в шоферов, доставляющих строительный материал, а затем в строителей, которые будут строить домик для зайчика, кровать для мишки и т. д.

11-12На занятиях по конструированию с детьми раннего возраста необходимо сочетать наглядность со словом. Это значит показ способа конструирования обязательно комментируется словом педагога (беру красный кубик и кладу его на синий, получился домик).

Таким образом, успех занятий по конструированию зависит от умения педагога разными способами поддержать заинтересованность участников занятия, стремления вызвать у них положительные эмоции. Необходимо помнить о культуре проведения занятий, важным компонентом которой является эстетика и разнообразие материалов, которые предлагаются детям. Дети будут заниматься охотно и с удовольствием, если все, что им показывают, имеет привлекательный вид: картинки цветные; игрушки целые, несломанные; кирпичики, кубики, шарики чистые, хорошо окрашенные. Рассматривание их доставляет ребенку радость, и он с большей эмоциональностью реагирует на получаемые впечатления. Эмоциональность восприятия у детей усиливается, когда предметы, игрушки показывают им в действии, в движении: кукла пляшет, собачка бегает, лает, из кирпичиков строят ворота, мостик.

 


 

Планар | SEGD

Planar Systems Inc. — мировой лидер в области технологий цифровых дисплеев, предлагающий первоклассные решения, начиная от настольных мониторов и заканчивая видеостенами и интерактивными визуальными эффектами. Будь то отображение информации или вдохновение, лидеры отрасли полагаются на дифференцированную технологию цифровых дисплеев Planar для целого ряда приложений. Розничные продавцы, образовательные учреждения, государственные учреждения, предприятия, коммунальные и энергетические компании, а также любители домашних кинотеатров — все они полагаются на Planar, чтобы обеспечить превосходную производительность, когда качество изображения имеет первостепенное значение.Компания Planar, основанная в 1983 году, имеет штаб-квартиру в Орегоне, США, офисы, производственных партнеров и клиентов по всему миру.

Planar Systems, Inc. является поставщиком специализированных дисплеев для клиентов на различных рынках. Продукты включают в себя компоненты дисплея, готовые дисплеи, а также решения и системы отображения, основанные на различных плоскопанельных технологиях и технологиях прямой и обратной проекции. Компания имеет глобальный охват с офисами продаж в Северной Америке, Европе и Азии.

Индустрия электронных специализированных дисплеев развивается благодаря быстрому увеличению количества дисплеев, как за счет увеличения количества «умных» устройств, так и за счет доступности и универсальности плоскопанельных дисплеев на жидких кристаллах (ЖК-дисплеях) по все более низкой цене; постоянная потребность поставщиков систем и интеграторов полагаться на экспертов по дисплеям для предоставления индивидуальных решений; и от роста рынка целевого маркетинга и обмена сообщениями для потребителей, использующих цифровые вывески в различных форм-факторах как для внутреннего, так и для наружного применения

Стратегия компании
Уже более четверти века Planar разрабатывает и выводит на рынок инновационные решения для дисплеев.Компания фокусируется на специализированных дисплеях и специализированных продуктах и ​​системах, как правило, на нишевых рынках дисплеев, где требования более строгие, инновации ценятся, а заказчик не обслуживается или недостаточно обслуживается поставщиками массовых дисплеев. Компания добавляет ресурсы, чтобы еще больше ориентироваться на растущий рынок дисплеев для цифровых вывесок, где множество ее клиентов используют видеостены компании и нестандартные продукты для приложений цифровых вывесок в розничной торговле, аэропортах, спортивных аренах и стадионах, гостиничном бизнесе, ресторанах быстрого обслуживания, корпоративные и высшие учебные заведения.

Продукция компании
Компания Planar поставляет продукцию для самых разных областей применения и вертикальных рынков. Он классифицирует продукты на Digital Signage и Non-Signage.

Digital Signage
В последние годы рынок Digital Signage переживает стремительный рост, и ожидается, что в следующие три-пять лет его рост будет выражаться двузначными числами. Digital Signage быстро становится опорой для торговых точек, аэропортов, спортивных арен и ресторанов быстрого обслуживания.Planar участвует в большинстве приложений для отображения на рынке цифровых вывесок, используя различные технологии и продукты.

  • Clarity™ Matrix: ЖК-продукты Planar со сверхтонкой рамкой позволяют клиентам создавать видеостены для создания атмосферы, рекламы и продвижения бренда. Продаваемый под торговой маркой Clarity, Matrix хорошо подходит для этих приложений, поскольку он разработан с учетом простых функций установки и обслуживания.
  • Коммерческие ЖК-дисплеи: Planar предлагает линейку коммерческих ЖК-дисплеев, подходящих для широкого спектра применений.
  • Индивидуальные вывески: Planar также производит широкий спектр индивидуальных ЖК-решений для клиентов с требованиями, которые выходят за рамки стандартных продуктов. В эту категорию входит линейка продуктов для наружной рекламы, которые идеально подходят для сложных условий окружающей среды в критически важных приложениях, таких как рестораны быстрого обслуживания.
  • Коммерческий и промышленный
  • Кубы для видеостен
  • : рынок решений для видеостен для диспетчерских обусловлен развитием, расширением и модернизацией промышленной инфраструктуры, такой как электростанции, транспортные системы, системы связи и системы мониторинга безопасности. Planar предлагает дисплеи высочайшего качества, отвечающие потребностям клиентов в практически бесшовных видеостенах, поддерживающих работу в режиме 24×7.
  • Сенсорные мониторы
  • : Planar продает широкий спектр сенсорных продуктов для использования в киосках и торговых точках. По мере того, как сенсорные и интерактивные дисплеи становятся все более распространенными, Компания рассчитывает на будущие возможности для роста в этой категории продуктов.
  • Custom Commercial and Industrial: Planar разрабатывает и производит нестандартные ЖК-продукты, которые обычно ориентированы на транспортные, военные и медицинские вертикальные рынки.Эти дисплеи, как правило, защищены от экстремальных погодных условий, влаги, пыли и вибрации.
  • High-End Home: Planar предлагает широкий выбор высокопроизводительных систем прямой проекции для домашнего кинотеатра, оборудования для обработки видео, широкоформатных тонких дисплеев и аксессуаров, в основном предназначенных для домашнего рынка высокого класса. Компания продает эти продукты под брендом Runco с мая 2007 года, когда она приобрела Runco International, лидера отрасли в области высококачественных видеопродуктов класса люкс. Продукция Planar Runco в основном продается через установленную сеть дилеров по индивидуальной установке в США.
  • Настольные мониторы: Planar извлекает выгоду из своей надежной цепочки поставок, логистики и партнерских отношений по сбыту для продажи различных дисплеев, в основном на основе ЖК-дисплеев.

Контактное лицо
Дженнифер Дэвис

Контактный адрес электронной почты
[электронная почта защищена]

Контактный телефон
1.855.748.8199

Планарное строительство — фундаментальные исследования

«Цель этого упражнения — получить представление о характеристиках самолетов и о том, как они соотносятся друг с другом в космосе.В этой задаче вам предлагается создать красивую конструкцию, используя различные плоскости».

Плоскость — это элемент, который имеет направление поверхности и наклон, не сопровождаемый массой. Существуют двух- и трехмерные плоскости.

Двумерные (плоские) плоскости характеризуются своими осями:

  • В Straight Axis Planes ось движется по прямой через плоскость. Ребра плоскости выражают направление оси.
  • В Bent Axis Planes ось перемещается по поверхности плоскости в одном направлении, а затем меняет направление.Плоскость плоская, но ось изогнута.
  • В изогнутых осевых плоскостях края изогнуты, что приводит к искривлению оси. Плоскость остается двухмерной.
  • В Complex Axis Planes ось меняет направление (возможности безграничны), но каким бы сложным ни был ее маршрут, внешние края плоскости визуально «складываются» в ход движений самолета.

Как правило, края плоскости должны выражать ось. Если намерение состоит в том, чтобы максимизировать силу «плоскости», глаз должен двигаться по поверхности плоскости, а не вокруг ее внешнего края. Визуальная непрерывность в пространстве основана на наклоне поверхностей. Края плоскостей никогда не должны быть формами (движениями) сами по себе. Они должны относиться к целому.

Когда одна кромка плоскости вырезается, это влияет на все остальные кромки, таким образом влияя на движение оси. Наша задача — увидеть, насколько хорошо мы можем контролировать визуальный опыт.

Трехмерные плоскости бывают четырех типов:

  • В криволинейной плоскости поверхность изгибается более чем в одну плоскость, но не скручивается при переходе.Это простая изогнутая поверхность.
  • В Broken Plane плоскость изгибается в пространстве на жестком краю через переход.
  • В Twisted Plane , когда самолет движется в пространстве, он скручивается, смещая ось на своей поверхности.
  • В Сгруппированных плоскостях три или более плоскостей создают групповое движение или жест. (Плоские плоскости также могут образовывать группу. )

Начните с создания серии двух- и трехмерных плоскостей. Для набросков используйте картон, бристольский картон, плотную бумагу, дубовую бирку, ленту, степлер, клеевой пистолет и гранулы, а также проволоку, если это необходимо для поддержки.Поэкспериментируйте с пропорциями и характером, чтобы ощутить бесконечный потенциал этих форм. Во всех случаях края должны визуально выражать желаемую ось и качество плоскости.

Примечание. При обрезке внешних краев плоскостей, чтобы сделать их изогнутыми в пространстве, не рисуйте кривые линии на бумаге, чтобы представить желаемую кривую. Забудьте о контуре. Начните с в основном прямолинейной поверхности и изогните ее до желаемой формы руками. Просто сделайте красивый жест. Задержитесь в положении и карандашом внесите изменения.Срезайте по чуть-чуть.

Затем сделайте несколько трехмерных набросков идей для интересных форм, которые могут быть созданы плоскостями, меняющими направление и наклоняющимися в пространстве. Работайте с комбинацией прямых, изогнутых, изогнутых, сломанных и скрученных плоскостей. Вы можете заклеить их скотчем, приклеить, сделать надрезы, прикрепить их крошечными проводами и оставить некоторые стоять отдельно. Поэкспериментируйте с вертикальной и горизонтальной ориентацией. Развивайте отношения между плоскостями через негативное пространство.

Здесь вы создаете описание проекта, которое будет держать вас в курсе при разработке конструкции.Если в начале у вас нет сильного дизайнерского заявления, анализ, а не ваше визуальное намерение, доминирует над идеей. Это «страстная» фаза. Делайте это быстро, спонтанно, быстрее, чем может уловить ваше сознание. После этого мы рассмотрим идеи и доработаем их.

Это очень сложная проблема. Но это дает вам возможность визуально выразить что-то свое. Он будет опираться на ваш талант и творческий потенциал. Потерпи. Вам может потребоваться много часов, чтобы создать сборку самолетов, которая выглядит как нечто большее, чем стопка бумаги. Продолжайте, пока у вас не будет нескольких примеров, выражающих жизненную силу, четкое утверждение.

На этом этапе вы можете сделать несколько набросков пропорций, чтобы оценить и скорректировать общую дизайнерскую идею.

Теперь вы готовы разработать и усовершенствовать свой дизайн. Сосредоточьтесь на создании двух или трех групповых движений. Попробуйте активировать отрицательное пространство между группами самолетов и вокруг них. Установите напряженные отношения между группами плоскостей.

Ваша плоская конструкция должна выражать:

  • Дополнительный контраст в типах плоскостей
  • Дополнительный контраст в пропорции
  • Гармония между краями плоскостей и их осями: Края должны отражать движение плоскостей.
  • Зависимый баланс: положения отдельных плоскостей и групп плоскостей должны «складываться», чтобы создать ощущение визуального баланса со всех сторон.
  • Пространство как положение: Каждая плоскость должна иметь четкое направление в пространстве. Количество позиций должно равняться количеству отдельных плоскостей.
  • Пространство как оппозиция: Когда плоскости имеют прерывистые оси (т. е. ось одной не ведет к оси другой), визуальная непрерывность в пространстве достигается за счет того, что наклоны поверхностей «складываются».
  • Групповое движение: Направление, ось и наклон (наклон поверхности) плоскости продолжаются за счет изменения оси и наклона другой плоскости. Визуальный характер перехода определяется углом линии пересечения двух плоскостей. Пересечение должно происходить в месте, которое кажется естественным в пространстве — оно не должно ощущаться как произвольный изгиб.

Перед выполнением планарной конструкции из окончательных материалов сделайте эскиз помещения.Для этого опыта мы делаем набросок, делая контур коробки с помощью палочек и клея. Сделайте свою открытую коробку в пропорции, которая лучше всего соответствует вашему заявлению о дизайне. Теперь сделайте сокращенную версию вашего дизайна внутри коробки, используя всего несколько плоскостей и включив основные движения. Изучите пространство внутри и вокруг вашей планарной конструкции. Обратите внимание, что поскольку плоскости наклонены и опрокинуты в пространстве, сдвиги влияют на пространство — они могут либо убить его, либо оживить.

После того, как вы создали набросок, в котором пропорции, положение, движения и края плоскостей выглядят удовлетворительно, создайте дизайн в окончательной форме, используя 3-слойный бристольский картон или музейный картон (2 или 3 слоя) и дополнительно металл и/или стирол. .

Проектирование и применение планарных антенн | Инженерные программы | Добавочный номер

Калифорнийского университета в Сан-Диего
Изучите конструкцию планарной антенны для беспроводной связи

Новая и постоянно растущая потребность в беспроводных системах, таких как те, которые используются для связи 5G, беспилотных систем и Интернета вещей, требует разработки усовершенствованных антенн, которые можно интегрировать в небольшие электронные платы. В этих случаях обычно выбирают планарные антенны, поскольку их легко изготовить и интегрировать в интегральные схемы.Этот курс дает понимание навыков и концепций проектирования планарных антенн в таких приложениях.

Будут обсуждаться некоторые аспекты планарных антенн, такие как типы антенн, подходящие для интеграции в микросхемы, выбор материалов, эффекты упаковки и аспекты измерения. Будет дано введение в массивы и то, как они используются для создания карандашных лучей. Будет обсуждаться концепция многолучевого распространения и многоантенных систем, а также адаптивного формирования луча.Практические задания и проекты помогут отработать понятия. Будет представлено программное обеспечение для моделирования антенн, такое как ANSYS HFSS, CST Microwave Studio, Cadence AWR и FEKO. Задания и проекты будут основаны на бесплатных студенческих версиях этих программных пакетов.

Основные моменты курса:

  • Обзор основных концепций антенны и беспроводной связи
  • Типы планарных антенн Введение и методы проектирования
  • Электромагнитное моделирование антенн
  • Пример конструкции плоской антенны
  • Практические соображения
  • Введение в формирование луча антенны
  • Многоантенные системы и решетки

Преимущества курса:

  • Изучите практические методы проектирования планарных антенн и решеток, моделирования и формирования диаграммы направленности.
  • Изучите практические аспекты, такие как выбор материала, изготовление и размеры

Обычно предлагаемый курс: Онлайн в весенний квартал

Требования: Базовые знания электротехники и математики.

Следующие шаги:  После завершения этого курса рассмотрите возможность прохождения других курсов в сертификате RF Engineering Certificate

.

Дополнительная информация : Свяжитесь с [email protected], чтобы узнать больше о RF Engineering и предлагаемых курсах.

Номер курса: EE-40183
Кредит: 3,00 ед.

11.01.2022 — 08.03.2022

$775

Онлайн

Закрыто

В настоящее время нет запланированных разделов этого курса. Пожалуйста, свяжитесь с отделом науки и технологий по телефону 858-534-3229 или по электронной почте [email protected] для получения информации о том, когда этот курс будет снова предлагаться.

Проектирование специальных плоских рычагов

‘) var buybox = документ. querySelector(«[data-id=id_»+ метка времени +»]»).parentNode ;[].slice.call(buybox.querySelectorAll(«.вариант-покупки»)).forEach(initCollapsibles) функция initCollapsibles(подписка, индекс) { var toggle = подписка.querySelector(«.цена-варианта-покупки») подписка.classList.remove(«расширенный») var form = подписка.querySelector(«.форма-варианта-покупки») если (форма) { var formAction = форма.получить атрибут («действие») form.setAttribute(«действие», formAction.replace(«/checkout», «/cart»)) document.querySelector(«#ecommerce-scripts»).addEventListener(«load», bindModal(form, formAction, timestamp, index), false) } var priceInfo = подписка.querySelector(«.Информация о цене») var PurchaseOption = toggle. parentElement если (переключить && форма && priceInfo) { переключать.setAttribute(«роль», «кнопка») toggle.setAttribute(«tabindex», «0») toggle.addEventListener («щелчок», функция (событие) { var expand = toggle.getAttribute(«aria-expanded») === «true» || ложный toggle.setAttribute(«aria-expanded», !expanded) form.hidden = расширенный если (! расширено) { покупкаВариант.classList.add («расширенный») } еще { покупкаOption.classList.remove(«расширенный») } priceInfo.hidden = расширенный }, ложный) } } функция bindModal (форма, formAction, метка времени, индекс) { var weHasBrowserSupport = window. fetch && Array.from функция возврата () { var Buybox = EcommScripts ? EcommScripts.Ящик для покупок: ноль var Modal = EcommScripts ? EcommScripts.Modal : ноль if (weHasBrowserSupport && Buybox && Modal) { var modalID = «ecomm-modal_» + метка времени + «_» + индекс var modal = новый модальный (modalID) modal.domEl.addEventListener («закрыть», закрыть) функция закрыть () { форма.querySelector(«кнопка[тип=отправить]»).фокус() } форма.setAttribute( «действие», formAction.replace(«/checkout», «/cart?messageOnly=1») ) form. addEventListener( «представить», Buybox.interceptFormSubmit( Буйбокс.fetchFormAction(окно.fetch), Buybox.triggerModalAfterAddToCartSuccess(модальный), консоль.лог, ), ложный ) document.body.appendChild(modal.domEl) } } } функция initKeyControls() { документ.addEventListener(«keydown», функция (событие) { if (document.activeElement.classList.contains(«цена-варианта-покупки») && (event.code === «Пробел» || event.code === «Enter»)) { если (document.activeElement) { событие. preventDefault() документ.activeElement.click() } } }, ложный) } функция InitialStateOpen() { var узкаяBuyboxArea = покупная коробка.смещениеШирина -1 ;[].slice.call(buybox.querySelectorAll(«.опция покупки»)).forEach(функция (опция, индекс) { var toggle = option.querySelector(«.цена-варианта-покупки») var form = option.querySelector(«.форма-варианта-покупки») var priceInfo = option.querySelector(«.Информация о цене») если (allOptionsInitiallyCollapsed || узкаяBuyboxArea && индекс > 0) { переключать.setAttribute («ария-расширенная», «ложь») form.hidden = «скрытый» priceInfo.hidden = «скрытый» } еще { переключить. щелчок() } }) } начальное состояниеОткрыть() если (window.buyboxInitialized) вернуть window.buyboxInitialized = истина initKeyControls() })()

Проектирование и анализ механизмов: планарный подход

Предисловие viii

1 Введение в механизмы 1

1.1 Введение 1

1.2 Кинематические диаграммы 2

1,2 кинематические диаграммы 2

1,3 градуса свободы или мобильности 5

1.4 Уравнение Grashof 7

1.5 Угол передачи 7

1.6 Женевский механизм 10

Проблемы 12

Ссылка 15

2 Анализ положения плоских связей 16

2.1 Введение 16

2.2 Графический анализ положения 17

2.2.1 Графический анализ положения для 4-х стержня 17

2. 2.2 Графический анализ положения кривошипно-ползунковой связи 19

2.3 Анализ положения векторного контура 20

2.3.1 Что такое вектор? 20

2.3.2 Нахождение компонент вектора M∠θ 21

2.3.3 Анализ положения 4-звенного рычажного механизма 23

2.3.4 Анализ положения ползунково-кривошипного соединения 36

2.3.5 Анализ положения 6- Стержневая связь 47

Задачи 49

Упражнения по программированию 63

3 Графический дизайн планарных связей 66

3.1 Введение 66

3.2 Двухпозиционный синтез для четырехзвенного рычажного механизма 67

3.3 Двухпозиционный синтез для четырехзвенного рычажного механизма с быстрым возвратом 69

3.4 Двухпозиционный соединительный элемент 72

3.5 Трехпозиционный Звено сцепки 72

3.6 Точка сцепки проходит через три точки 75

3.7 Точка сцепки проходит через три точки с фиксированными шарнирами и синхронизацией 78

3.8 Двухпозиционный синтез кривошипно-ползункового механизма 82

3. 9 Разработка механизма кривошипла 84

Проблемы 88

4 аналитический синтез связи 95

4.1 Введение 95

4,2 ВВЕДЕНИЕ 95

4.2 Chebyshev Spacing 95

4.3 Генерация функций с использованием 4-х баровных соединений 98

4,4 Трихточка Метод согласования для 4-звенного рычажного механизма 100

4.5 Проектирование 4-звенного рычажного механизма для управления телом 103

4.6 Генерация функций для кривошипно-ползунковых механизмов 106

4.7 Метод трехточечного согласования для кривошипно-ползункового механизма 108

Задачи

Дополнительная литература 114

5 Скоростной анализ 115

5.1 ВВЕДЕНИЕ 115

5.2 Относительный метод скорости 116

5.3 Мгновенный центр метода 123

5.4 Способ 123

5.4 Способ 137

56

Упражнения по программированию 146

6 Ускорение 159

6.1 Введение 159

6.2 Относительное ускорение 160

6. 3 Кривошипно-ползунковый механизм с горизонтальным движением 161

6.4 Ускорение центров масс кривошипно-ползункового механизма 164

6.5 четвероположная связь 165

6.6 Ускорение массовых центров для 4-барных соединений 170

6.7 Coriolis ускорения 171

Проблемы 176

Программирование упражнений 184

7 Анализ статического усилия 187

7.1 Введение 187

7.2 Силы, моменты и свободные телословные диаграммы 188

7.3 Multiforce Member 192

7,4 момента расчетов Упрощенные 19803

Проблемы 1999 гг.

Программирование упражнений 204

8 Анализ динамической силы 207

8.1 ВВЕДЕНИЕ 207

8.2 Ссылка, вращающаяся о фиксированной повороте Динамический анализ силы 209

8.3 Двухслойковый механизм Динамический анализ силы 211

Проблемы 214

9000

72

9.1 Введение 219

9.2 Другие виды передач 219

9.3 Основной закон зацепления 220

9. 4 Номенклатура 223

9.5 Система зубьев 225

9.6 Зацепление шестерен 226

9.6.2

9.6.2 Угол рабочего давления6.2 Контактное соотношение 227

9.7 Nonterterferference зубчатых зубьев 228

9.8 шестережные стойки 231

9.9 шестеренные поезда 232

9.9.1 Простой шестеренный поездок 233

9.9.2 Составная шестеренка 233

9.9.3 Перевернутый состав Поезд 236

9.9.4 Кинетическая энергия передач 238

9.10 Планетарные передач Системы 240

9.10.1 Дифференциал 242

9.10.2 Сцепление 243

9.10.3 Трансмиссия 243

9.10.4 Формула метод 245

9.10.5 Способ таблицы 248

Проблемы 248

249

1029

10 Planar Cams и Cam подписчики 255

10.1 Введение 255

10.2 Достопримечательности 255

10.2 Дополнительные диаграммы смещения 257

10.3 Гармоническое движение 259

10,4 циклоидальное движение 260

10. 5 5-4-3 Полиномиальное движение 262

10.6 Полиномиальное движение пятого порядка 263

10.7 Кулачок с поступательным поступательным толкателем ножевого лезвия 265

10.8 Кулачок с поступательным толкателем с поступательным роликом 266

10.9 Кулачок со смещенным опорным роликом с поступательным движением 272

10.10 Кулачок с поступательным толкателем с плоской поверхностью 273

Задачи 277

296

Дополнительная литература 306

Индекс 307

Проектирование, изготовление и метрология многоплоскостных интегрированных фотонных маршрутизирующих коллекторов размером 10 × 100 для нейронных сетей: APL Photonics: Vol 3, No 10

B.Характеристика

Каждый рассматриваемый коллектор имеет 10 входных портов и 100 выходных портов. Несмотря на то, что можно измерять эти устройства с помощью обычного подхода, заключающегося в выравнивании оптических волокон по решетчатым ответвителям или волноводам с фасетным окончанием, этот метод измерения имеет существенные ограничения. Во-первых, воспроизводимость сильно зависит от способности оператора постоянно оптимизировать положение волокна на обоих концах с помощью столиков микропозиционирования. Во-вторых, дрейф положения образца и волокна, вероятно, нарушит любую нормализацию мощности к моменту измерения всех выходных портов.Массивы волокон с V-образными канавками могут облегчить проблему, но не могут вместить плотно упакованные структуры, а расстояние между волокнами нельзя легко отрегулировать для различных конфигураций устройства. Точное выравнивание оптоволоконных массивов на уровне менее дБ является сложной задачей.

Здесь мы применяем альтернативный метод измерения пропускания для этого эксперимента: изображение сверху с помощью микроскопа и камеры. Мы направляем поперечно-электрический (TE) поляризованный лазерный свет с длиной волны около 90 518 λ 90 519 = 1320 нм на чип через волоконно-волноводный решетчатый соединитель, а свет выводится через один или несколько решетчатых соединителей, предназначенных для вертикального излучения (ширина 6 мк м). Вместо того, чтобы собирать свет с помощью волокон, мы фокусируем его на массив датчиков изображения из арсенида индия-галлия с разрешением 640 × 512 пикселей и глубиной 12 бит (примерно до 36 дБ динамического диапазона при одной экспозиции) через объектив микроскопа. Свет от каждого выходного порта интегрируется в маленькое окно и нормализуется к самому яркому порту в кадре, что позволяет одновременно получать множество выходных сигналов. Для большинства устройств эталонный порт находится рядом с входом, чтобы обеспечить прямую нормализацию входной мощности.Изображение in situ этого устройства показано на рис. 3(а). Чтобы получить воспроизводимые измерения с низким уровнем шума, мы стараемся соблюдать несколько условий во время всех измерений: (1) гамма камеры (кривая интенсивности) всегда фиксируется на уровне 1,0, чтобы обеспечить линейную зависимость от мощности, и усиление не применяется, (2) Маска коррекции пикселей применяется для удаления ярких пикселей и неоднородностей, (3) фоновый свет отфильтровывается с помощью длиннопроходного фильтра 1150 нм, вставленного в тубус микроскопа, и (4) все выходные порты имеют одинаковую конструкцию и ориентацию решетки. Коррекция эффекта близости применяется во время литографии, чтобы предотвратить искажение решеток в плотно загруженных областях. Любые измерения с насыщенными пикселями отбрасываются и повторяются с меньшим временем экспозиции. Точно так же измерения, которые слишком близки к минимальному уровню шума, повторяются с более высоким временем экспозиции. Эффективность решетчатого ответвителя не охарактеризована, но ее более чем достаточно для проведения измерений с высоким отношением сигнал/шум (SNR). Большинство измерений проводилось при мощности лазера всего несколько сотен микроватт на выходе из входного волокна.

Изображения с камеры анализируются с помощью собственного программного обеспечения, которое определяет оптические моды выходных портов и извлекает из комплекта измерения относительной мощности. Анализ данных происходит следующим образом: (1) пиксели, соответствующие рассеянному свету от входного волокна, обнуляются; (2) средняя интенсивность фона (рассчитанная по площади, удаленной от портов) вычитается из всех пикселей; (3) пиксели с отрицательными значениями устанавливаются равными нулю; (4) сверточный фильтр с окном размером шесть на шесть пикселей применяется для обнаружения ярких пятен; и (5) мощность интегрируется рядом с каждым портом, и прямоугольное окно интегрирования расширяется в обоих измерениях до тех пор, пока не будет достигнута сходимость к заданному остатку или не будет достигнута максимальная ширина (обычно 20 пикселей или до половины расстояния между портами, если они находятся близко друг к другу). Однако измерения обычно нечувствительны к размеру окна; например, изменение ширины с 12 до 20 пикселей обычно приводило к относительной ошибке мощности 1% или меньше. Мы также отмечаем, что порты всегда были разнесены друг от друга достаточно далеко, чтобы не было заметных перекрестных помех. Результатом работы скрипта является массив значений мощности, нормализованных к наибольшему значению в наборе.

Этот метод измерения позволяет проводить параллельный анализ многих фотонных устройств с высокой точностью.В этой работе мы исследуем до 10 портов одновременно, но можно проанализировать гораздо больше портов, что ограничивается, главным образом, характеристиками изображения оптики и камеры, которые определяют минимальное расстояние между портами. Рассмотрим тестовое устройство на рис. 3(а), которое начинается с входного решетчатого ответвителя. Затем свет разделяется на два пути в делителе мощности 50:50 (на основе соединения Y ). Путь слева ведет к ответвителю эталонной выходной решетки. Справа путь ведет к тестируемому устройству, в данном случае к ответвителю луча.Коэффициент связи ответвителя луча представляет собой просто отношение выходной мощности ответвителя к мощности эталонного порта. Потери ответвителей решетки, входной секции волновода и делителя 50:50 нормированы. Следовательно, измерение имеет высокую пропускную способность (полностью параллельное измерение многих портов) и устойчиво к ошибкам выравнивания. Большинство структур, описанных в этой работе, за исключением коллекторов, были спроектированы с этой конфигурацией. В случае коллекторов выходные порты (синапсы) для данного входа измеряются относительно друг друга.

1. Пассивные компоненты

Сначала мы охарактеризовали характеристики различных пассивных компонентов, используемых в коллекторе. Наиболее важной особенностью является система распределения мощности с широким динамическим диапазоном. Чтобы проанализировать составляющие компоненты, мы измеряем набор тестовых устройств для отводов луча. В массиве реализованы три зазора связи 300 нм, 400 нм и 500 нм с различной длиной связи. Каждое тестовое устройство состоит из разветвителя 50:50 и эталонного порта, за которым следуют два выходных порта устройства: выход ответвления и выход сброса (указывающий неиспользованную мощность).Измеренные данные представлены на рис. 3(f) вместе с синусоидальной зависимостью коэффициента связи от длины связи. Для всех трех соединительных зазоров наблюдается плотное прилегание, что обеспечивает надежную модель для будущих конструкций маршрутных коллекторов на той же платформе. Распределение этих пересечений неравномерно в конструкции коллектора, представленной здесь, поэтому некоторые волноводы имеют больше потерь на пересечение, чем другие.Шинный волновод T 1 [рис. 1(a) и 1(c)] встречает 81 пересечение, максимум в этой схеме. Тестовая структура для пересечения волноводов показана на рис. 3 (d). Он состоит из меандрированного волновода P 1 , проходящего под группой волноводов P 2 выше. Всего он пересекает волноводный кластер P 2 8 раз. Были измерены тестовые структуры с общим числом пересечений 200, 400, 600 и 800 [рис. 3(г)]. Волноводы P 2 имеют ширину 800 нм (такую ​​же ширину, что и волноводы P 1 ) и разнесены на номинальный период 4 µ м со случайным отклонением в пределах ±400 нм, чтобы гарантировать отсутствие эффекта решетки. вводятся.Данные соответствуют линейной регрессии к потерям 6 ± 1 мдБ на пересечение. Учитывая наихудший случай 81 пересечения (тракт S 1,10 ), это составляет максимальный вклад потерь в линии 0,49 дБ. В многообразиях, представленных позже в этой работе, пересечения волноводов происходят между волноводами шириной 1500 нм, которые могут иметь несколько меньшие потери при пересечении из-за более жесткого оптического ограничения; тем не менее, это измерение накладывает консервативную границу на значение потерь. Потери при распространении в волноводе также важно учитывать при попытке изготовить прецизионные направляющие коллекторы.Тестовые конструкции Cutback показаны на рис. 3(e). Были протестированы восемь различных длин пути от 1,2 до 13,0 мм, и для обеих плоскостей P 1 и P 2 были изготовлены идентичные структуры. Данные показаны на рис. 3(h). Снова наблюдается хорошее соответствие с помощью линейной регрессии, что указывает на потери при распространении 6,5 ± 0,4 и 3,9 ± 0,4 дБ/см для волноводов P 1 и P 2 соответственно. Более высокие потери P 1 могут быть вызваны механическим разрушением его верхней оксидной оболочки на последовательных этапах обработки, что можно устранить с помощью плотных и прочных напыленных оксидных пленок.Примечательно, что потери при распространении в волноводе P 2 ниже, чем ранее измеренные потери в пластине. Это может быть вызвано двумя эффектами: (1) изменчивостью потери материала от цикла к циклу (наблюдается порядка 1 дБ/см) или (2) изменением свойств материала, вызванным последующими этапами обработки. Будущие исследования будут включать в себя совместную оптимизацию оптических и материальных свойств пленки SiN, чтобы обеспечить масштабирование до большего количества волноводных плоскостей. Наконец, мы обсудим характеристики IPC.На этой маске тестовые структуры IPC были размещены слишком далеко от оптимальной зоны в середине пластины (где планаризация была целевой), что увеличило межплоскостной шаг и, возможно, увеличило потери. Из-за неидеальной планаризации толщина промежуточного слоя SiO 2 увеличилась примерно на 80 нм на радиальном расстоянии 1 см от центра пластины, при этом некоторые локальные изменения произошли вблизи плотных элементов. Поскольку было 64 IPC вплотную друг к другу, общие потери превышали динамический диапазон, возможный при измерении.К счастью, производительность IPC все еще можно было прямо охарактеризовать путем сравнения передачи энергии через два конкретных синапса на коллекторах: S 1,2 и S 2,2 . Отличие между ними только в том, что S 2,2 имеет два МПК и 180 мк м дополнительной длины распространения P 1 . Мы тщательно совместили волокно с каждым из двух входов и записали мощность, передаваемую через соответствующий синапс. При λ = 1320 нм (номинальная длина волны для большинства тестов в этой работе) измеряется значение 0,6 дБ на IPC (после вычитания потерь 0,1 дБ, полученных из дополнительной длины распространения). Это достаточно низкие потери, чтобы обеспечить хорошую однородность мощности, поскольку любые два синапса могут отличаться не более чем на два IPC на своих маршрутизируемых путях. Тем не менее, потери выше, чем ожидалось, вероятно, из-за отклонения изготовленных размеров от проектных. В будущей работе мы ожидаем, что информация о предварительной компенсации улучшит это до уровней, аналогичных нашей предыдущей работе с аморфным кремнием. 17 17. J. Chiles, S. Buckley, N. Nader, S. W. Nam, R. P. Mirin, and J. M. Shainline, APL Photonics 2 , 116101 (2017). https://doi.org/10.1063/1.5000384 На этом этапе мы также можем сделать обоснованную оценку общей потери связи на двух репрезентативных путях через коллектор. Сначала рассмотрим путь S 2,9 (рис. 1), который имеет относительно большие потери по сравнению с другими соединениями. Он имеет большую длину распространения (2,9 мм, все на P 1 ), 72 волноводных пересечения и 2 МПК.Используя информацию, полученную из пассивных измерений ранее в этом разделе, мы оцениваем потери канала S 2,9 в 3,5 дБ. Наименьшие потери в линии происходят на S 1,1 , который состоит из 1,1 мм длины распространения P 1 , что приводит к потерям 0,7 дБ. Однако следует отметить, что эти потери, вероятно, больше, чем фактические значения, поскольку мы использовали значение потерь при распространении для волновода шириной 800 нм. Из-за сужающихся прямых участков распространения в коллекторах используются волноводы шириной 1500 нм на большей части длины распространения, что может уменьшить потери в линии в случае S 2,9 .

2. Равномерно-распределительный коллектор

Первый тип маршрутизирующего коллектора, который мы анализируем, — это шаблон равномерного распределения. Для любого заданного входа мощность, подаваемая на каждый подключенный выходной синапс, должна быть одинаковой; Например, после применения входного света в порт T x , мы должны наблюдать распределение мощности S , x , 1 = S , 2 = S х ,3 ⋯ = S х ,10 .Чтобы удовлетворить это требование, коэффициенты отвода находятся в диапазоне от 0,1 до 0,5. Инфракрасное изображение тестируемого коллектора показано на рис. 3(b), на котором виден свет, выходящий из выходных портов. Измеренные интенсивности (нормализованные для каждого входного случая) нанесены вместе на рис. 4(а), а ошибки — на рис. 4(б). Хотя есть несколько выбросов, подавляющее большинство синапсов демонстрируют хорошую однородность. Измеренная равномерность мощности выходов для входа T 8 показана на рис.4(c) в качестве репрезентативного случая. Ошибка рассчитывается как отклонение каждой точки от среднего значения этого набора. На рис. 4(d) среднее значение вычисляется для абсолютного значения ошибок в каждой строке на рис. 4(b). Общее среднее этих данных дает общую среднюю ошибку 0,7 дБ. Далее мы рассмотрим спектральную зависимость универсального многообразия маршрутизации. Для этого исследования мы подключаемся к одному входному узлу T 8 и наблюдаем за изменениями однородности вывода при сканировании длины волны.Зависимость мощности от длины волны представлена ​​на рис. 5(а), а ошибка – на рис. 5(б). Наименьшая средняя ошибка 0,46 дБ наблюдается на длине волны 1320 нм [рис. 5(c)], и значение остается ниже 1 дБ в полосе шириной не менее 50 нм, что обеспечивает достаточную устойчивость для многих приложений. Отметим, что среднее значение ошибки отличается только на 0,1 дБ при измерении того же узла, T 8 , в более ранней серии измерений [см. рис. 4(d), входной номер 8].Это указывает на высокую воспроизводимость подхода к измерению.

3. Коллектор с гауссовским распределением

Мы продолжаем анализ с магистральным коллектором с гауссовым распределением. Этот коллектор разработан таким образом, что синапсы получают энергию в соответствии с огибающей Гаусса. Разработанная огибающая нанесена поверх экспериментально измеренного распределения синаптической мощности для входного узла 8 на рис. 6 (с), что свидетельствует о хорошем согласии. Остальная часть анализа следует той же схеме, что и для однородного случая.Измеренные интенсивности нанесены вместе на рис. 6(а), а также ошибки на рис. 6(б). Для этого многообразия нормализация для каждого входа выполняется методом наименьших квадратов амплитуды a гауссовой огибающей мощности P ( k ) согласно
P(k)=ae−(4 ln (2)(k−b)2)w2, (1)
, где k — индекс выходного синапса, b — индекс пикового значения, w — полуширина Гауссова огибающая (оба b и w равны 6 и не подгоняются при анализе).После установки и выходные мощности нормализуются к этой амплитуде, поэтому огибающие остаются на одной линии, несмотря на случайные яркие или темные синапсы. На рис. 6(d) среднее значение вычисляется для абсолютного значения ошибок в каждой строке на рис. 6(b). Общее среднее значение ошибок дает общую среднюю ошибку 0,9 дБ. Спектральная зависимость многообразия гауссовой маршрутизации анализируется методом, аналогичным методу однородного многообразия. Как и раньше, свет подключается исключительно к T 8 .Зависимость мощности от длины волны представлена ​​на рис. 7(а), а ошибка на рис. 7(б). На рис. 7(а) видна тенденция движения центроида оболочки к синапсам с меньшим номером по мере увеличения длины волны. Это согласуется с ожиданием того, что коэффициенты связи ответвителей луча обычно будут увеличиваться в одном и том же направлении. Наименьшая ошибка 0,42 дБ наблюдается на длине волны 1310 нм [рис. 7(с)]. Поскольку равномерное и гауссово многообразия имеют наименьшую ошибку вблизи аналогичной длины волны, можно сделать вывод, что коэффициенты отвода луча хорошо откалиброваны в области 1310-1320 нм.

4. Обсуждение измерений многообразия

Теперь мы кратко обсудим некоторые наблюдения, сделанные на основе характеристики многообразий фотонной маршрутизации в подразделах и . Сравнивая карты ошибок рис. 4(b) и 6(b), мы видим, что выходные порты с более высокими номерами имеют тенденцию демонстрировать дефицит мощности, особенно порты, подключенные к входным портам с более низкими номерами. Вероятным объяснением этой ошибки является то, что эти конкретные волноводные пути имеют большее количество пересечений, что увеличивает общие потери по сравнению с другими путями.Кроме того, на самых длинных трассах накапливаются потери при распространении (порядка 1 дБ), что также влияет на равномерность мощности. Эти механизмы потерь не учитывались при проектировании сети отводов луча. Другой тип наблюдаемой экспериментальной ошибки — наличие нескольких ярких и темных синапсов, видимых как резкое изменение в распределении ошибок. Одним из примеров является синапс S 2,7 в случае гауссова многообразия [рис. 6(б)]. Вероятно, они возникают из-за механического повреждения небольшого количества выходных решеток, которое произошло на этапе планаризации.

Следует отметить, что с данными, полученными в этом исследовании, ошибки, связанные с пересечениями и потерями при распространении, могут быть легко компенсированы в конструкции коллектора путем изменения коэффициентов отвода луча для распределения большего количества света на внешние синапсы по мере необходимости. Это может значительно улучшить точность распределения мощности коллекторов. В этот момент основным источником ошибки, вероятно, будут случайные дефекты в волноводах, которые добавляют потери или систематическая ошибка в коэффициентах отвода луча из-за вариаций размеров.

В зависимости от приложения ошибки интенсивности могут повлиять на энергоэффективность системы, не влияя на обработку информации. Например, в нейроморфном приложении каждому синапсу потребуется определенное минимальное количество фотонов, чтобы вызвать реакцию. Если сеть распределения оптической энергии от нейрона к его синаптическим соединениям имеет узлы, которые непреднамеренно получают аномально низкое число фотонов, общее количество света, производимого нейроном, необходимо будет увеличить, чтобы гарантировать, что самые тусклые соединения получат необходимый оптический сигнал.Однако в некоторых конструкциях оптических нейронов 23 23. JM Shainline, J. Chiles, S.M. Buckley, A.N. McCaughan, R.P. Mirin, and S. W. Nam, e-print arxiv:1805.0193 (2018). синаптический вес (определяющий передачу информации) устанавливается в электронном домене, поэтому, пока синапс получает обнаруживаемый оптический сигнал, обработка информации может происходить без ошибок. Выбор в пользу создания плоских и гауссовых распределительных коллекторов был предназначен для демонстрации гибкого управления сетью распределения электроэнергии.Эти и другие шаблоны маршрутизации могут быть полезны на практике в зависимости от архитектуры сети. Важным фактором для этой архитектуры является то, как она масштабируется с количеством входных и выходных узлов. Что касается оптических потерь, ограничивающим фактором этой конструкции в основном являются потери от пересечения волноводов. В рассматриваемой в данной работе схеме связи «все со всеми» максимальное число пересечений на любом пути пропорционально квадрату числа узлов. При потерях на пересечение 6 мдБ (значение, измеренное здесь экспериментально) штраф за потери ~3 дБ возникает в случае коллектора с 22 входными и 22 выходными узлами. Однако существуют простые методы уменьшения потерь при пересечении; например, может быть увеличен межплоскостной зазор. При этом единственным компромиссом будет несколько более длинный межплоскостной ответвитель и увеличенное потребление площади кристалла. Дальнейший анализ этого скейлинга был исследован в [1]. 2626. Шейнлайн Дж.М., Чайлз Дж., Бакли С.М., МакКоган А.Н., Мирин Р.П., Нам С.В., e-print arXiv:1805.01942 (2018)..

Автоматизированное проектирование плоских механизмов

Аннотация

Проблемы автоматизации проектирования плоских механизмов огромны, особенно в областях, связанных с вычислительным представлением, кинематическим анализом и синтезом плоских механизмов.Задача вычислительного представления связана с разработкой всеобъемлющей методологии для полного определения и управления топологиями плоских механизмов, в то время как в кинематическом анализе задача заключается в первую очередь в разработке обобщенных аналитических процедур для анализа различных топологий механизмов. Сочетание вышеупомянутых проблем с соответствующими алгоритмами оптимизации для синтеза планарных механизмов для различных определяемых пользователем приложений представляет собой последнюю задачу в автоматизированном проектировании планарных механизмов.Представленные в литературе методы демонстрируют синтез стандартных четырехзвенных и шестизвенных механизмов с вращательными и призматическими соединениями. Но подробный обзор этих методов указывает на то, что они не масштабируемы, когда требуется одновременно синтезировать топологии и параметры n-стержневых механизмов. Благодаря этому исследованию представлена ​​всеобъемлющая и масштабируемая методология для одновременного синтеза различных топологий механизмов и их параметров, которая преодолевает ограничения в различных областях задач следующими способами.В представлении схема на основе графовой грамматики для плоских механизмов разработана для полного описания топологии механизма. Правила грамматики разрабатываются в сочетании с этой схемой представления для создания различных топологий механизмов в процессе поиска по дереву. При анализе разработана общая процедура кинематического анализа для автоматического анализа механизмов с одной степенью свободы, состоящих из вращающихся и призматических соединений. Были включены две реализации кинематического анализа.Первая реализация предполагает использование графических методов для анализа положения и скорости и метода уравнений для анализа ускорений для механизмов с четырехзвенниковым контуром. Вторая реализация включает в себя использование метода, основанного на оптимизации, который был разработан для обработки кинематики положения неопределенных механизмов, в то время как анализ скорости и ускорения таких механизмов выполняется путем формулирования соответствующих линейных уравнений. Схемы представления и анализа интегрированы для параметрического синтеза различных топологий механизмов с использованием гибридной реализации оптимизации роя частиц и симплексного алгоритма Нелдера-Мида.Гибридная реализация способна дать лучшие результаты для проблем, обнаруженных в литературе, с использованием четырехзвенного механизма с вращающимися соединениями, а также с помощью других механизмов более высокого порядка из области проектирования.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты:
<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>