LBR iisy

LBR iisy — это российская линейка цифровых лабораторий и учебного оборудования для проведения естественно-научных экспериментов, разработанная компанией «Научные развлечения». Представляет собой аппаратно-программные комплексы, предназначенные для использования в образовательных учреждениях (школах, колледжах, вузах) при изучении физики, химии, биологии, экологии и других дисциплин. Название «iisy» является аббревиатурой, расшифровывающейся как «интерактивная интеллектуальная система измерений».

История

Разработка линейки LBR iisy началась в середине 2010-х годов компанией «Научные развлечения» (Москва), которая специализируется на создании учебного оборудования для STEM-образования (Science, Technology, Engineering, Mathematics). Первые образцы цифровых лабораторий были представлены в 2017 году на образовательных выставках. Ключевой целью проекта было создание доступного и функционального аналога зарубежных цифровых лабораторий (например, Vernier, Pasco), адаптированного под российские образовательные стандарты и требования.

В 2018 году линейка LBR iisy была сертифицирована и рекомендована Министерством просвещения РФ для оснащения кабинетов естественных наук в рамках национального проекта «Образование». С 2019 года оборудование активно поставляется в школы, участвующие в программах «Точка роста» и «Цифровая образовательная среда». К 2023 году линейка включает более 20 различных датчиков и несколько типов регистраторов данных.

Классификация и состав

Линейка LBR iisy включает несколько основных компонентов, которые могут использоваться как по отдельности, так и в составе комплектов.

Регистраторы данных (измерительные блоки)

Центральным элементом системы является регистратор данных — устройство, к которому подключаются датчики. Выпускаются следующие модели:

• LBR iisy 1 — базовый регистратор с 4 аналоговыми входами и 1 цифровым входом. Подключается к компьютеру или планшету через USB.
• LBR iisy 2 — беспроводной регистратор со встроенным аккумулятором и Bluetooth-модулем. Позволяет проводить измерения без проводного соединения с компьютером, передавая данные на планшет или смартфон.
• LBR iisy 3 — профессиональный регистратор с 8 входами, расширенным диапазоном измерений и возможностью работы в автономном режиме с записью данных на SD-карту.

Датчики

Для LBR iisy разработано более 20 различных датчиков, которые делятся на группы:

• Физические: датчики температуры (термопара, термистор), давления, освещённости, звука (микрофон), магнитного поля, ускорения (акселерометр), силы (тензодатчик), напряжения, тока, расстояния (ультразвуковой).
• Химические: датчики pH, электропроводности, концентрации ионов (ионоселективные), оптической плотности (колориметр).
• Биологические: датчики пульса, частоты дыхания, влажности, температуры окружающей среды, содержания кислорода в воздухе.

Программное обеспечение

Для работы с LBR iisy используется кроссплатформенное программное обеспечение iisyLab, доступное для Windows, macOS, Linux, Android и iOS. Программа позволяет:

• Отображать данные в реальном времени в виде графиков, таблиц и цифровых индикаторов.
• Производить математическую обработку данных (интегрирование, дифференцирование, построение аппроксимаций).
• Экспортировать результаты в форматы CSV, PNG, PDF.
• Создавать интерактивные отчёты с встроенными графиками и текстовыми комментариями.

Устройство и принцип работы

Принцип работы LBR iisy основан на преобразовании физических величин (температуры, давления, напряжения) в электрический сигнал, который оцифровывается и передаётся на компьютер или планшет.

1. Датчик воспринимает измеряемый параметр и преобразует его в аналоговый электрический сигнал (напряжение, ток, сопротивление).
2. Регистратор принимает сигнал, усиливает его, фильтрует помехи и преобразует в цифровой код с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП). Разрядность АЦП в LBR iisy составляет 12–16 бит, что обеспечивает точность измерений.
3. Программное обеспечение iisyLab получает цифровые данные, отображает их на экране и позволяет проводить анализ.

Регистраторы LBR iisy поддерживают частоту опроса датчиков до 1000 Гц (для некоторых моделей), что позволяет фиксировать быстропротекающие процессы, например, колебания маятника или звуковые волны.

Применение

LBR iisy используется в образовательных учреждениях для проведения демонстрационных опытов и лабораторных работ. Основные сферы применения:

• Школьное образование: в рамках уроков физики, химии, биологии, экологии. Оборудование входит в состав рекомендованных комплектов для оснащения кабинетов «Точка роста» и «Кванториум».
• Среднее профессиональное образование: в колледжах при изучении естественно-научных дисциплин, а также в лабораториях технических специальностей.
• Высшее образование: в вузах для проведения лабораторных практикумов по физике, химии, биологии, а также в научно-исследовательской работе студентов.
• Дополнительное образование: в кружках робототехники, экологии, физики.

Примеры лабораторных работ

• Физика: изучение закона Ома, измерение ускорения свободного падения, исследование колебаний математического маятника, определение скорости звука.
• Химия: титрование с использованием pH-датчика, изучение кинетики химических реакций, определение концентрации растворов.
• Биология: измерение пульса и артериального давления, исследование фотосинтеза (измерение выделения кислорода), изучение дыхания семян.

Преимущества и недостатки

Преимущества

• Адаптация к российским стандартам: оборудование полностью соответствует требованиям ФГОС и рекомендовано Министерством просвещения РФ.
• Доступность: цена комплектов LBR iisy ниже, чем у зарубежных аналогов (Vernier, Pasco), что делает их более доступными для российских школ.
• Простота использования: интуитивно понятное программное обеспечение, не требующее специальной подготовки.
• Беспроводная связь: модель LBR iisy 2 позволяет проводить измерения удалённо, что удобно для демонстраций.
• Российское производство: компоненты производятся в России, что снижает зависимость от импорта.

Недостатки

• Ограниченный ассортимент датчиков: по сравнению с зарубежными аналогами, количество доступных датчиков меньше (например, отсутствуют датчики для измерения радиоактивности, инфракрасного излучения).
• Качество программного обеспечения: пользователи отмечают периодические сбои в работе программы iisyLab, особенно на старых версиях операционных систем.
• Совместимость: некоторые датчики могут быть несовместимы со старыми регистраторами (например, датчик pH не работает с LBR iisy 1 без дополнительного адаптера).
• Отсутствие открытого API: программное обеспечение является закрытым, что ограничивает возможности интеграции с другими системами и самостоятельной разработки.

Интересные факты

• Название «iisy» было выбрано по результатам внутреннего конкурса среди сотрудников компании «Научные развлечения». Оно не имеет прямого перевода, но ассоциируется с английскими словами «easy» (лёгкий) и «intelligent» (интеллектуальный).
• В 2020 году линейка LBR iisy была включена в реестр отечественного промышленного программного обеспечения Минцифры РФ.
• Оборудование LBR iisy используется в некоторых российских вузах для проведения дистанционных лабораторных работ, когда студенты управляют установками через интернет.

Источники

• Официальный сайт компании «Научные развлечения» — раздел «Цифровые лаборатории LBR iisy».
• Каталог оборудования для «Точек роста» — Министерство просвещения РФ, 2022.
• Обзор цифровых лабораторий LBR iisy — журнал «Вестник образования», № 4, 2021.
• Техническая документация к регистраторам LBR iisy 1, 2, 3 — «Научные развлечения», 2020.
• Отзывы пользователей на форумах образовательных учреждений (порталы «Учительский клуб», «Педсовет»).