Вивчення природничих наук часто пов’язані з вимірюванням різноманітних показників. Температура, маса, вага, напруга, струм, кислотність, вологість повітря тощо. Більшість цих параметрів можна виміряти простими приладами. Але що робити, якщо потрібно не просто вимірювати показники, а побачити зміни в часі або в залежності від інших параметрів? Або як отримати дані якогось параметра протягом часу та побудувати за ними графік та проаналізувати його? З цією метою використовуються цифрові лабораторії. Сьогодні ми розглянемо одну цікаву цифрову лабораторію NeuLog.
NeuLog – це нове покоління експериментальних датчиків, які використовуються у науково-дослідних лабораторіях та навчальних лабораторіях у школах.
Комплект, що тестується. Для тестів було отримано набір із наступною комплектацією:
- USB-модуль
- USB-кабель
- Bluetooth-модуль
- Датчик вологості повітря
- Датчик напруги
- Датчик струму
- Датчик температури
- Датчик сили
- Фото ворота
- Дисплей (монохромний, дворядний)
- Мультисенсорний модуль Panda.
Усі компоненти поміщені у спеціальну сумку з м’якими нішами для дбайливого зберігання та транспортування.
В основі роботи з NeuLog лежить принцип створення мультисенсорної лабораторії шляхом поєднання різних компонентів в одну систему. Складові з’єднуються між собою та працюють стабільно.
Всі компоненти NeuLog мають спеціальну форму з USB-конекторами з боків, що дає можливість їх швидко та надійно з’єднати між собою для подальшої роботи. Таке з’єднання є досить успішним, оскільки воно забезпечує не тільки надійну фіксацію, а й стабільний сигнал, а це не мало важливо, тому що з набором працюють учні.
Для роботи з NeuLog необхідно встановити програмне забезпечення, яке можна завантажити з офіційного сайту NeuLog. Програмне забезпечення мультимовне (є російська, українська та багато інших мов) досить просте та інтуїтивно зрозуміле. За допомогою ПЗ NeuLog можна гнучко налаштовувати експерименти, обробляти дані, будувати графіки залежностей показників тощо. Слід зазначити, що всі датчики виявляються програмним забезпеченням, автоматично при підключенні є можливість паралельно працювати з різними датчиками.
Для зв’язку ПК та зібраної мультисенсорної лабораторії використовується USB-модуль з USB-кабелем або Bluetooth-модуль, який створює стійке бездротове з’єднання. Важливо, Bluetooth-модуль має вбудовану акумуляторну батарею, яка заряджається за допомогою кабелю USB, що дозволяє працювати автономно.
Для більш детального знайомства з NeuLog було використано датчики сили, струму та напруги, а також допоміжний монохромний дисплей. Слід зазначити, що всі тести проходили, зокрема, на демонстраційних та лабораторних роботах з учнями 7-8 класів ОРТ Сімха.
Датчик сили був використаний на Лабораторній роботі №9 “Визначення коефіцієнта тертя ковзання” у 7 класі. У першій частині лабораторної роботи датчик сили був закріплений на штатив для визначення ваги трибометра та вантажів. Для того, щоб побачити показник ваги, був використаний модуль монохромного дворядкового дисплея. Тому показники сенсора були видні і в софті, і на дисплеї. Важливо, дисплей може відображати лише показники з одного датчика, включеного до мультисенсорної системи.
У другій частині цифровий динамометр був встановлений на робота PingPong, щоб можна було рівномірно тягнути трибометр з вантажами по дерев’яній поверхні. За допомогою ПО NeuLog можна було визначити як показник сили тертя ковзання, так і динаміку показника сили у процесі переміщення трибометра.
Датчики струму та напруги були використані у Лабораторній роботі №3 “Вимірювання опору провідника за допомогою амперметра та вольтметра” у 8 класі. Цікавим моментом є те, що контакти датчиків сумісні з контактами більшості лабораторних наборів з електрики та магнетизму. Після складання простого електричного ланцюга в нього за всіма правилами були інтегровані датчики напруги та сили струму. Було знято всі необхідні показники визначення опору провідника. Після роботи з датчиками NeuLog вимірювання струму та напруги були проведені вимірювання аналоговими приладами і результати повністю збіглися, що свідчить про достатню точність цифрових датчиків.
PS. Використання рішень NeuLog на практиці виявилося досить простим та цікавим, що, безумовно, підтверджує необхідність використання цієї цифрової лабораторії на заняттях з природничих наук. Фірмовий тип підключення модулів та продумане ПЗ робить це рішення дуже зрозумілим.
PPS. На сьогоднішній день лабораторія NeuLog має у своєму арсеналі більше 56 компонентів, що дає розуміння масштабів використання рішення на уроках хімії, фізики, біології, географії, природознавства. Крім уроків NeuLog, можна використовувати для позакласних експериментально-дослідницьких робіт.
Тестування рішення NeuLog проводилося під час уроків фізики та на лабораторних роботах з учнями 7-8 класів на базі НВК ОРТ Сімха (м. Київ).
Анатолій Василюк.
Координатор центру ОРТ Сімха (м. Київ)