Övningar för att lära sig handha Handdatorn (Pasco Xplorer GLX datalogger)

Transkript

1 Mekanik I, Laborationslektion 1 Övningar för att lära sig handha Handdatorn (Pasco Xplorer GLX datalogger) Utrustning: Handdator, rörelsesensor, manual, quick guide instructions sheet. Handdatorerna har ett modernt, tämligen intuitivt grafisk användargränssnitt. Tanken med laborationslektionen är att ni får prova på de funktioner som ni kommer att behöva använda er av under laborationerna. Sidanvisningarna är till manualen. Författare: Johan Hellsvik Revision:

2 UPPSALA UNIVERSITET Mekanik I, Laborationslektion 1 2 (5) I. Handledarledd övning Laborationshandledaren kan visa en uppförstorad bild av en handdator med projektor. Iden med den handleddarledda övningen är att gemensamt klicka sig igenom några av de grundläggande funktionerna. 1. Sätt igång handdatorn genom att trycka på. 2. Välj. 3. Välj filen untitled med piltangenterna och öppna den med. 4. Tryck och skriv in ett nytt filnamn. Exempelvis ovn1nnmm där NN och MM är initialer. 5. Tryck för att spara filen. 6. Återvänd till huvudmenyn. 7. Anslut en rörelsesensor till ett av de fyra uttagen på handdatorns kortände. 8. Kontrollera att knappen ovanpå rörelsesensorn är inställd på streckgubbe och inte rullvagn. Denna inställning reglerar i hur bred sektor rörelsesensorn detekterar. 9. Tryck för att välja graffönstret (om det inte redan är framme). 10. Starta en mätning med. Tryck för automatisk skalning av koordinataxlarna. 11. För rörelssensorn fram och tillbaka mot en vägg eller din labkamrat. 12. Avsluta mätningen med 13. Tryck, därefter. Längst till höger i raden för filen ovn1nnmm står det modified. Spara filen med.

3 UPPSALA UNIVERSITET Mekanik I, Laborationslektion 1 3 (5) Övningsuppgifter Gemensamt för dessa är att ni använder rörelsesensorn och gör mätserier där ni för sensorn fram och tillbaka mot en vägg eller en labkamrat. Sidanvisningarna syftar till manualen. Användbara tangenter och deras huvudsakliga funktion: hoppar till huvudmenyn startar och avslutar en mätning väljer ett menyalternativ avbryter, hoppar ur rullmenyer. II. Givare Under laborationerna i Mekanik I kommer ni att använda fyra olika sensorer. Dessa är rörelsesensor, accelerometer, kraftsensor samt vinkelgivare. Sensorerna har plugand-play gränssnitt till handdatorn, dvs det går bra att ansluta eller koppla bort en sensor utan att stänga av handdatorn först. Inställningar för respektive sensor görs i handdatorn. 1. Koppla in en rörelsesensor till handdatorn och välj sensors från huvudmenyn. 2. Prova att ändra samplingsfrekvensen och enhet för samplingsfrekvens. Gör några mätningar. Vad är fördelen med hög respektive låg samplingsfrekvens? (s. 55) 3. Vad innebär reduce/smooth averaging? Hur samspelar medelvärdesbildningen med vald samplingsfrekvens? (s. 56) 4. Vad är skillnaden mellan manuell och kontinuerlig sampling? (s. 57) III. Grafer, grundläggande funktioner Det snabbaste och ofta mest kraftfulla redskapet för att analysera mätdata är att plotta data i en graf. Handdatorn kan plotta pågående mätningar, gamla mätningar eller en kombination av båda. Varje sensor har ett förinställt val för vilken storhet som plottas längs y- respektive x-axeln. För rörelsesensorn är förhandsvalet att position i meter plottas mot tid i sekunder. 1. Ta fram graffönstret och gör en mätning. Gör ytterligare en mätning. Vilken av mätningarna visas i grafen?

4 UPPSALA UNIVERSITET Mekanik I, Laborationslektion 1 4 (5) 2. Tryck för att markera ett fält. Med piltangenterna och flyttas markeringen runt mellan olika fält. Tryck när fältet Run #x är markerat. Välj en tidigare körning att visa och bekräfta med. (s ) 3. På motsvarande sätt kan ett av de andra fälten markeras och ändra. Enheten för tid kan ändras från sekunder till minut, det går att byta plats på axlarna mm. Vad händer om ni väljer in position längs x-axeln? 4. Grafer kan autoskalas med. Det går även att förstora/förminska en graf och panorera den i höjd- och sidled. Tryck för att alternera mellan skalnings- och panoreringsverktyget. Prova att skala och panorera grafen med piltangenterna för att undersöka och åskådliggöra intressanta delar av mätdatat. (s ) 5. öppnar en rullmeny med verktyg för att bearbeta grafer. Handdatorn benämner hårkorsfunktionen smart tool. Läs med hårkorset ut det största och det minsta värdet den aktuella mätningen. (s. 18) 6. Verktyget delta tool används för att mäta intervall i x- eller y-led. Piltangenterna flyttar på det hörn av rektangeln som markeras med en liten triangel. Det diagonalt motstående hörnet markeras med en liten ring. Genom tangentkombinationen och byter det aktiva hörnet plats med det passiva hörnet. Mät avståndet mellan största och minsta värdet i mätningen i x- och y-led. 7. Prova statistikverktyget och jämför min- och max värden med de som ni läste av med hårkorsfunktionen och delta tool. IV. Grafer, fortsättning Under den första laborationen kommer ni att utforska samband mellan acceleration, hastighet och läge. De primära mätdata de fyra olika sensorerna skickar till handatorn är position, acceleration, kraft respektive vinkel. Handdatorn kan derivera och integrera en mätserie numeriskt vilket är användbart för att exempelvis beräkna maximal acceleration utifrån en positionsmätserie, eller omvänt, beräkna tillryggaläggd sträcka utifrån accelerationsdata. 1. Ta fram graffönstret och välj in en mätning där position-tid-kurvan är så jämn som möjligt. 2. Välj som datakälla för y-axeln att visa hastighet. (s. 15) 3. Det finns flera alternativ för att visa flera kurvor samtidigt, åtkomlig genom den rullmeny som öppnas med. Den kanske mest användbara varianten är two measurements, där primär eller sekundär mätdata, från en och samma eller två olika körningar, visas i ett och samma graffönster. Prova att visa position och hastighet samtidigt. Vilka enheter har den vänstra respektive högra y-axeln? (s. 23)

5 UPPSALA UNIVERSITET Mekanik I, Laborationslektion 1 5 (5) 4. Den aktiva kurvan framträder mörkare än den andra. Verktyg såsom skalning, panorering, hårkors m fl verkar på den aktiva kurvan. Genom tangentkombinationen och går det att alternera vilken kurva som är aktiv. (s. 23) 5. Integraler kan beräknas med verktyget area tool. Hur fungerar verktyget om den kurva som ni använder det på ligger såväl över som under x-axeln? (s. 20) 6. Derivator kan åskådliggöras på olika sätt. Det går att direkt välja in en första- eller andraderivata som datakälla, exempelvis som ovan när hastighet- eller accelerationsvärden plottas utifrån uppmätta positionsdata. Det går dessutom att använda verktyget slope tool med vilken tangentriktningen till kurvan ritas vid den punkt där markören befinner sig. Prova att använda slope tool. (s. 15, 19) V. Filhantering Data lagras i handdatorn på RAM- eller flashminne. RAM-minnet hålls vid liv av batteriet även när handdatorn stängs av! Jämför med att sätta en bärbar dator i vänteläge. (s ) Räkna inte med att få tillgång till samma handdator varje laborationstillfälle. För att säkra data, spara dem till medhavt USB-minne eller lägg in dem på någon av de datorer som finns i labsalen. Datorerna i labsalen är inte internetanslutna men sammankopplade med varandra och skrivaren genom ett lokalt nätverk (s , ) VI. Utskrift Inför laborationsredovisningar kan ni skriva ut grafer på någon av skrivarna. 1. På den nya skrivaren kan ni koppla in handdatorn direkt till skrivarens USB-port. Öppna graffönstret, tryck och välj print. Ibland kommer det ett felmeddelande klicka förbi detta i sådana fall. (s. 91) 2. För utskrift genom den gamla skrivaren (HP Laserjet 1300n), koppla in handdatorn till en av datorerna och för över filer till programmet DataStudio. (s )