Tuesday, February 19, 2013

Vernierin anturit ja iPadit

Huomasin iPadin AppStoressa uuden Vernierin ohjelman: Graphical Analysis for iPad. Ohjelmalla pystyy imuroimaan antureiden mittausdataa, joko PC:ltä (vaatii LoggerPro 3.8.6 - ohjelman) tai LabQuest 2 - laitteesta. Koska meillä ei ole tuota kallista LabQuest 2 - laitetta, kokeilin tietysti heti tätä omalla läppärilläni. Asensin uuden LoggerPron ja yritin käynnistää "DataSharing" - toiminnon. Se ei kuitenkaan koskaan lähtenyt toimimaan, koska asennuksessa jäi jokin pala puuttumaan, enkä useista yrityksistä huolimatta saanut hommaa toimimaan. Toinen yritys olikin sitten MacBookPron kanssa. LoggerPro asentui siihen hienosti (Huom! tässä uudessa versiossa on myös suomenkielinen käyttöliittymä!). Nyt DataSharing lähti toimimaan vaivatta mutta laiteeseen ei saanut yhteyttä iPadillä (johtunee koulun WLANin asetuksista). Lopulta sain homman toimimaan, kun loin oman yksityisen WLAN verkon MacBookPro:lla ja liityin siihen iPadillä. Seuraavaksi käynnistin mittauksen iPadin ohjelmasta ja ihmeiden ihme, data alkoi virrata MacBookPro:sta iPadiin (anturit olivat siis kiinni MacBookPro:ssa). Kuvaaja oli identtinen MacBookPro:ssa sekä iPadissa! Harmikseni totesin kuitenkin, ettei iPadin ohjelmassa ollut työkaluja mittausdatan analysointiin (tai en löytänyt niitä) eli mittausdataan ei voinut sovittaa suoran yhtälöä, eikä kulmakerrointa siis saanut selville (Ohmin laki). Datan lähettäminen toiseen ohjelmaankaan ei aivan toiminut: Vernier käyttää desimaalipilkun sijaan pistettä ja esim. Numbers - ohjelma desimaalipilkkuja...

MacBookPro näkyi iPadissä "Data Sharing Sources" - kohdassa
MacBookPron mittaama data näkyi iPadissä
No, hyvä alkuhan tämäkin on ja oikeaan suuntaan ollaan menossa. Ehkäpä Vernierin iPad - ohjelma tästä vielä kehittyy. Vernierin idea tässä kai on se, että oppilasryhmä tekee mittauksen yhdessä jonka jälkeen jokainen oppilas saa omaan iPadiinsä mittausdatan, jonka hän sitten analysoi ja liittää työselostukseen tai labraraporttiin. Skenaario ei sinänsä välttämättä ole toimiva yläkoulussa, datan analysointi on kuitenkin sen verran vaativaa joten työselostus on helpompi tehdä parin kanssa kuin yksin. Mutta jotkut työt olisi tosiaankin kätevä tehdä koko ryhmän kanssa yhdessä opettajajohtoisesti ja opettajan konella, niin että parit saisivat mittausdatan ja jatkaisivat työselostusta siitä eteenpäin. Nyt teemme saman asian niin, että minä tallennan LoggerPro - tiedostot muistitikulle ja oppilaat kopioivat tiedostot siitä itselleen tai vaihtoehtoisesti jaan LoggerPro - tiedostot blogin avulla oppilaille. Vielä en siis hylkää läppäreitä ja vaihda iPadeihin, mutta jään mielenkiinnolla seuraamaan systeemin kehittymistä.       

iPadin ohjelmassa mittauspisteet pystyi yhdistämään viivalla. Myös mittauspisteen arvot sai näkyviin.
Lisäys (21.2.)
Kokeilimme tänään oppilaiden kanssa myös sitä kuinka mittausdata siirtyy useampaan iPadiin yhtäaikaa (3 iPadiä) ja myös tämä näytti toimivan jollakin tasolla. Kolmannella iPadilla DataSourceen liittyminen kesti selvästi pidempään. Uusinta mittauksia tehtäessä data tuli välillä vain yhteen iPadiin, välillä kaikkiin, eli toiminta ei ollut aivan johdonmukaista. Valintatyökalulla pystyi kuitenkin selvittämään ajan, joka kului kymmeneen värähdykseen (Sound Waves and Beats).

Sound Waves and Beats mittaus iPadillä katsottuna (2000Hz äänirauta)


Wednesday, February 13, 2013

Mittauksia virta - ja jänniteantureilla (9lk)

Yritin tänään määrittää Ohmin lakia 9 - luokan fysiikan ryhmän kanssa. Tuloksia saatiin kyllä mutta jännitelähde aiheutti melkoista päänvaivaa, koska jännitelähteen tasavirta (DC/AC puoli, kytkin asennossa DC) näytti olevan kaikkea muuta kuin tasaista. Jännite- ja virtamittaukset heittelehtivät edestakaisin, ettei niistä meinannut saada mitään tolkkua. Kun pisti LoggerPro:n piirtämään kuvaajaa sai kyllä katsottua milloin oltiin huippujännitteessä ja mittausdatasta pystyi sitten lukemaan vastaavan virran arvon.

Sama ongelma tuli eteen sähkönjohtotyössä (katso työohje). Jouduimme käyttämään 4,5V paristoa, ettei virtamittaus olisi veivannut ylös ja alas koko ajan.Ohmin lakia tutkittaessa kuitenkin tarvitaan säädettävä jännitelähde, joten pariston käyttö ei oikein toimi...
 
"Tasavirtaa" DC - asennolla

Tästä kytkennästä ei tule kovin tasaista virtaa... eikä jännitekään ole 1V
Ja tietysti vasta tunnin jälkeen tuli mieleen, että onhan siinä jännitelähteessä ihan oikea DC puolikin ja niihän se sitten oli että sieltähän sitä oikeaa tasavirtaa olisi pitänyt ottaa. Eipä tullut mieleen siinä tunnilla...

Oikeata tasavirtaa ja jännitekin on se mitä säätönuppi lupaa
Käytä tätä kytkentää, jos haluat oikeaa tasavirtaa ja anturit näyttämään oikein

   

Saturday, February 2, 2013

Työselostuksia videomuodossa (9lk)

Tällä viikolla toteutin viimein pitkään päässäni muhineen ajatuksen oppilaiden tekemästä työselostuksesta, joka olisikin videomuodossa. Aiheeksi valikoitui 9.-luokan fysiikan paristojen sarjaankytkentä. Toinen tyhmä teki työn iPadeillä ja toinen läppäreillä. Oppilaat siis tekivät kytkennät pareittain, toinen kiinnitti johtoja ja toinen valokuvasi vaiheet kameralla/iPadillä. Kytkennän aikaansaama jännite myös mitattiin sekä testattiin lampun kirkkaus kolmella paristolla sekä yhdellä paristolla. iPadeillä työn tehneet tekivät Keynotella yhden "nimi" - dian alkuun ja "johtopäätökset" - dian loppuun ja tallensivat nämä kuvina kameran kuvarullalle. Kuvat vietiin SonicPics ohjelmaan, jossa myös äänitettiin kuviin liittyvät suusanalliset kommentit. Lopuksi video tallennettiin kuvarullalle ja siirrettiin USB - johdolla opettajan koneelle. Syntynyt videon oli .MPEG4 muodossa n. 2-3 MB. Läppäreillä työnsä tehneet siirsivät kuvat ensin kamerasta läppäreille. Alku- ja loppudiat tehtiin PowerPointillä ja tallennettiin kuvina. Video koottiin Pinnacle - ohjelmalla. Pinnaclen asetuksista johtuen jouduimme lyhentämään jokaisen kuvan kestoa käsin, ettei videosta olisi tullut liian hidas. Lopuksi oppilaat tallensivat videon ja siirsivät sen muistitikulle. Syntyneet videot olivat .avi muodossa 150 - 200 MB (tämä oli oletustallennusmuoto, emme vaihtaneet sitä). Kun vertaan näitä kahta työskentelytapaa, ei voi tulla kuin yhteen johtopäätökseen: työ kannattaa ehdottomasti tehdä iPadeillä. Työt tulivat valmiiksi nopeammin, ja ehdimme samassa ajassa tehdä ääniraidankin. Läppärillä tehtäessä on paljon "turhia" välivaiheita, joita iPadillä ei tarvittu mm. kuvien siirtäminen kamerasta, kuvien keston säätö videolla, tallennusmuodon valinta (paras muoto olisi varmaan ollut .MPEG4). Keynotella ja PowerPointilla molemmilla tuli aivan yhtä hyvät alku- ja loppudiat. Lopputuloksen laadussakaan ei ollut merkittäviä eroja. Valmiit videot olivat hieman alle minuutin mittaisia ja niiden tekemiseen käytettiin yksi kaksoistunti. Lopuksi tallensin videot oppilaiden digivihkoihin, josta he voivat kerrata kytkennän tekemisen kokeeseen.

Ruudunkaappaus iPadillä tehdystä videosta
Ruudunkaappaus iPadillä tehdystä videosta
Ruudunkaappaus digikameralla ja läppärillä tehdystä videosta
Ruudunkaappaus digikameralla ja läppärillä tehdystä videosta