HPI Schülerkolleg

Messung und Verarbeitung von Umweltdaten mit Phidgets und Etoys

Einführung25.02.2014

Agenda

• Vorstellung

• Spielregeln

• Womit werden wir arbeiten?

• Was werden wir machen?

• Erste praktische Übung – Steuern einer LED

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„Spielregeln“

• Sagt „du“ zu uns – Felix und Nicco

• Handys werden bitte ausgeschaltet

• Wir hören uns gegenseitig zu und lassen die anderen ausreden

• Fragen können jederzeit gestellt werden

• Wenn ihr eine Pause braucht, sagt Bescheid

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Womit werden wir uns beschäftigen?

■ Hardwareansteuerung mit Etoys

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■ Was ist Hardware?

Wir überschreiten Grenzen!

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reale Welt Etoys

Womit werden wir arbeiten?

7■ Wir werden mit Phidgets arbeiten.

Unterteilung

• Sensoren• Messung von Werten aus der echten Welt, die dann zum

Computer übertragen werden können

• Aktoren• Im Computer legen wir einen Wert fest – dieser wird zu

einem Gerät übertragen welches entsprechend etwas tut

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Basisboard

• Wird über USB mit dem Computerverbunden

• Bietet Anschlüsse für 8 analoge Sensoren

• 8 digitale Eingänge• Schalter

• 8 digitale Ausgänge• Lampen

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Sensoren

■ Temperaturmessung

■ Kann Temperaturen zwischen -50°C und 150°C messen

■ Werte zwischen 0 und 1000 müssen umgerechnet werden

■ Temperatur = Wert * 0,2222 – 61,111

■ Beispiel:■ 370 * 0,2222 – 61,111 = 21,1°C

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Sensoren

■ Helligkeitsmessung

■ Ermittelt die Helligkeit auf der Oberseite des Sensors

■ Werte zwischen 0 und 1000 geben die Helligkeit in lux an.

■ 1 lux ist die Helligkeit bei Mondlicht1000 lux ist die Helligkeit in einem perfekt ausgeleuchteten Studio

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Beispiel für eine Messung

■ Aufwärmvorgang einer Energiesparlampe12

Beispiel für eine Messung

■ Nach Optimierung des Messbereiches:13

Sensoren

■ Kraftmesser

■ Ermittelt die Intensität mit der auf den Knopfgedrückt wird

• Wert von 0 bedeutet, dass der Knopf nicht gedrückt wurde

• je stärker gedrückt wird, desto höher der Wert

• Maximalwert 1000

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Sensoren

■ Berührungssensor

■ Ermittelt, ob die Oberfläche berührt wurde oder nicht

• kann Berührungen auch durch eine andere Schicht hinweg erkennen, z.B. durch ein Stück Papier

• Keine Berührung: 0

• Berührung: 1000

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Sensoren

■ Drehsensor

■ Kann im Winkel von 0° bis 300° gedreht werden

• Komplett rechts: 0

• Je weiter nach links gedreht, desto höher der Wert

• Komplett links: 1000

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Sensoren

■ Schieberegler (60mm)

■ Kann hin und her geschoben werden

• Komplett rechts: 0

• Je weiter nach links geschoben wird, desto höher der Wert

• Komplett links: 1000

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Sensoren

■ Mini Joy Stick

• Zwei Achsen und ein eingebauter Schalter

• Jede Achse ist ein eigener Sensor

• Mittelstellung ist 500

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0 1000

1000

0

500

Sensoren

■ Vibrationssensor

• Kann Erschütterungen feststellen

• Mittelstellung ist 500

• Wertebereich bei ca. 400-600

• Hintergrundrauschen

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Aktoren

■ Servo-Board und Servo-Motor

• Positionsmotor

• dreht sich nicht immer im Kreis

• Kann auf eine genau festgelegte Position bewegt werden

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Lampen

• Wir werden LEDs benutzen

• es gibt nur an oder aus

• es ist wichtig, dass diese richtig herumangeschlossen werden; sonst funktionieren sienicht.

• Das längere „Beinchen“ kommt immer in den nummerierten Anschluss

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Grundregeln zum Umgang mit elektronischen Bauteilen

• Vorsichtig mit den Bauteilen und Werkzeugen umgehen!

• Keine Gewalt anwenden

• Nicht mit den Finger auf die Bauelemente fassen – lieber an den Rändern anfassen

• Aufpassen, dass keine Bauteile verloren gehen

• Zwischen den Gruppen werden ohne Erlaubnis keine Teile hin- und her getauscht

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