Χρήση Αισθητήρων USB σε Διατάξεις

Χρήση Αισθητήρων USB σε Διατάξεις

Χρήση Αισθητήρων USB σε Διατάξεις

Η ενσωμάτωση (χρήση) αισθητήρων σε πειραματικές διατάξεις είναι μια εύκολη διαδικασία και δίνει την δινατότητα λήψης μετρήσεων σε πραγματικό χρόνο. Η απεικόνιση και η επεξεργασία των μετρήσεων γίνεται μέσω λογισμικού από Η/Υ με δυνατότητες όπως πχ η σε πραγματικό χρόνο δημιουργία γραφικής παράστασης του προς μέτρηση μεγέθους ως προς το χρόνο.

Σε αρκετές περιπτώσεις καταγράφουμε πειραματικές διαδικασίες, προβάλλοντάς τις γραφικά σε πραγματικό χρόνο, καταδεικνύοντας το φαινόμενο, που δε θα μπορούσε να καταγραφεί με διαφορετικό τρόπο. Όταν το πείραμα επιβάλλει πλήθος μετρήσεων σε μικρό χρονικό διάστημα ή μικρή μεταβολή σε μεγάλο χρονικό διάστημα είναι αδύνατο να μετρηθεί με συμβατικό τρόπο και κυρίως με ακρίβεια τέτοια που να μας δώσει τα επιθυμητά αποτελέσματα.

Οι αισθητήρες USB μπορούν εύκολα να προσαρμοστούν στην ήδη υπάρχουσα διάταξη του εργαστηρίου σας, προσδίδοντας όλα τα παρακάτω οφέλη κατά τη εκτέλεση του πειράματός σας.

Τα οφέλη από τη χρήση αισθητήρων είναι αρκετά. Ενδεικτικά αναφέρουμε:

• Οπτικοποίηση των μεγεθών στη πειραματική διάταξη
• Καταγραφή και επεξεργασία μετρήσεων
• Ακρίβεια μετρήσεων (χωρίς τον παράγοντα ανθρώπινου λάθους)
• Μεγάλος αριθμός (πλήθος) μετρήσεων / δυνατότητα καταγραφής πολλών μετρήσεων σε μικρό χρονικό διάστημα
• Δυνατότητα καταγραφής σε βάθος χρόνου (24-48 ώρες κτλ)
• Ιστορικό μετρήσεων, επαναληψιμότητα, δυνατότητα σύγκρισης πειραματικών μετρήσεων
• Χρήση τους σε διατάξεις που περιέχουν κίνδυνο (επικίνδυνες ουσίες ή περιβάλλον πχ ακραίες θερμοκρασίες)
• Ευκολία στη χρήση

Παράδειγμα χρήσης Αισθητήρα Δύναμης (Force Sensor) για την καταγραφή στατικής τριβής και τριβής ολίσθησης.

Παράδειγμα χρήσης Αισθητήρα Απόστασης – Υπερήχων (Distance Ultrasound Sensor) για την καταγραφή της μεταβολής του διαστήματος σε συνάρτηση με το χρόνο στην ομαλά επιταχυνόμενη κίνηση.

Κατά την επεξεργασία των μετρήσεων στον Η/Υ, έχουμε δυνατότητες όπως:

• Παρουσίαση πίνακα τιμών των μετρούμενων μεγεθών. Επιλογή γραφικής παράστασης τόσο των μεγεθών όσο και μεταβολές παραγώγων τους (πχ από αισθητήρα μέτρησης απόστασης μπορούμε να έχουμε γραφική παράσταση τόσο της απόστασης συναρτήσει του χρόνου όσο και της ταχύτητας και της επιτάχυνσης).
• Μεγέθυνση επιλεγμένης περιοχής της γραφικής παράστασης . Η κλίμακα προσαρμόζεται αυτόματα.
• Εμφάνιση χαρακτηριστικών ορισμένου σημείου πάνω στη γραφική παράσταση. Εκτός από το ζεύγος τιμών μπορούμε πάρουμε πληροφορίες για την κλίση της γραφικής σε ένα ορισμένο σημείο ή σε επιλεγμένη περιοχή.
• Αποθήκευση μετρήσεων τόσο σαν δεδομένα με μορφή csv, xls ή και σαν γραφική παράσταση.

Εν κατακλείδι, χρησιμοποιώντας αισθητήρες και τον Η/Υ σαν εργαλεία το εργαστήριο γίνεται πιο ελκυστικό και αυξάνεται το ενδιαφέρον των μαθητών κυρίως γιατί γίνεται μάρτυρας της συνεχούς καταγραφής και μέτρησης μεγεθών κατά την εξέλιξη των πειραμάτων, κατανοώντας καλύτερα τις αρχές και τους νόμους που τα διέπουν. Σε αρκετές δε περιπτώσεις, απαλλάσσονται οι μαθητές από τη χρονοβόρα και κουραστική καταγραφή μετρήσεων και κατασκευή γραφικών παραστάσεων, όταν δεν είναι αυτός ο στόχος της συγκεκριμένης εργαστηριακής άσκησης.

Γίνεται λοιπόν φανερό πώς η εισαγωγή και χρήση των νέων τεχνολογιών στο εργαστήριο μπορεί να βοηθήσει τους μαθητές Γυμνασίου και Λυκείου στη κατανόηση των βασικών εννοιών των φυσικών επιστημών.