Övningar i att använda Handdator (Pasco Xplorer GLX datalogger)

Transkript

1 INSTITUTIONEN FÖR FYSIK OCH Mekanik I, Laborationslektion 1 ASTRONOMI Övningar i att använda Handdator (Pasco Xplorer GLX datalogger) Utrustning: Handdator, rörelsesensor, quick guide instructions sheet, users guide (manual) Handdatorerna har ett modernt, tämligen intuitivt grafisk användargränssnitt. Under laborationslektionen får ni prova de funktioner som ni kommer att behöva använda er av under laborationerna. Sidanvisningarna är till manualen. Författare: Johan Hellsvik Revision: , L Selander

2

3 I. Handledarledd övning Laborationshandledaren visar en uppförstorad bild av en handdatorn med projektor. Vid denna övning klickar vi oss igenom några av de grundläggande funktionerna. 1. Sätt igång handdatorn genom att trycka på. 2. Använd piltangenter för att flytta den mörka markeringen så att blir markerad. Välj Data Files genom att trycka. Då öppnas listan med filer 3. Bredvid namnet på en av filerna står det Open, dvs Öppen (INTE Öppna!) Välj filen Untitled med piltangenterna. Om den ej är öppen, öppna den med. 4. Tryck och skriv in ett nytt filnamn. Exempelvis ovn1nn där nn är initialer. 5. Tryck för att spara filen. 6. Återvänd till huvudmenyn med hjälp av tangenten. 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. Tangenten startar mätning och samma tangent stoppar sedan mätningen. Under pågående mätning kan tryckas för automatisk skalning av koordinataxlarna. Kan också användes efter avslutad mätning. 11. Använd rörelsesensorn för att mäta din hands läge som funktion av tiden, när du för den fram och tillbaka mot sensorn. Börja med att hålla handen några decimeter från sensorn, annars början den med att mäta avståndet till en avlägsen vägg. 12. Tryck, därefter. Längst till höger i raden för filen ovn1nn står det modified. Spara filen med.

4 Övningsuppgifter Gemensamt för dessa är att ni använder rörelsesensorn och gör mätserier där ni för mäter ett varierande avstånd, tex handens avstånd, eller 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, eller väljer bort om det redan valts avbryter, hoppar ur rullmenyer. Funktionstangenterna F1, F2 osv utför det som som står på menyn ovanför resp tangent 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, efter att funktionstangent F4 har öppnats inställningsmenyn för sensor. 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)

5 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? 2. Tryck för att markera ett fält. Med piltangenterna och flyttas markeringen runt mellan olika fält. När fältet Run #x är markerat tryck tangent. Välj en tidigare körning att visa och bekräfta med. (s ) 3. På motsvarande sätt kan ett av de andra fälten markeras och ändra. Enheter kan ändras, det går att byta plats på axlarna, istället för läge mot tid, kan hastighet mot tid eller acceleration mot tid plottas. Vad händer om ni väljer position längs x-axeln? 4. Grafer kan autoskalas med. Med tangenten kan man välja att förstora/förminska en graf eller panorera den i höjd- och sidled. Tryck igen för att alternera mellan skalnings- och panoreringsverktyget. Prova att skala och panorera grafen med piltangenterna för att studera olika delar av grafen. (s.16-17) 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 det hörn av rektangeln som markeras med en liten triangel. Det diagonalt motstående hörnet markeras med en liten ring. 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)

6 3. Det finns flera alternativ för att visa flera kurvor samtidigt, öppnar rullmenyn. Ett mycket använbart alternativ är two graphs som plottar tex läge mot tid och hastighet mot tid. En annan variant är two measurements, där primär eller sekundär mätdata, från en och samma eller två olika körningar, visas i samma graffönster. Prova att visa position och hastighet samtidigt. Vilka enheter har den vänster respektive höger y-axel? (s. 23) 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 växla mellan 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 i eget 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. Ofta kommer det ett felmeddelande This printer is not supported. Tryck då ( PCL i menyn) och sedan ( print i menyn) 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 )