Texas instruments CBR User Manual [de]
85-86
TRIGGER
CBR
)
)
)
T
E
X
A
S
I
N
S
T
R
U
M
E
N
T
S
92
Calculator-Based Ranger
™
(CBR
™
)
INFÜHRUNG IN DIEINFÜHRUNG IN DIE
EE
ERWENDUNG DES ERWENDUNG DES
VV
MITMIT
CBR™CBR™
5 S5 S
CHÜLEREXPERIMENTENCHÜLEREXPERIMENTEN
T
E
CBR
X
A
S
I
NS
T
R
U
)
M
E
)
N
T
)
S
TRIGGER
85-86
92
T
E
CBR
X
A
S
I
NS
T
R
U
)
M
E
)
N
T
)
S
TRIGGER
85-86
92
Calculator-Based Rangeré (CBRé) Verbindungskabel CBR-Taschenrechner
(Taschenrechnerbasierter Abstandsmesser)
Schelle 4 AA-Batterien
CBL-CBR-Verbindungskabel
Wichtig
Texas Instruments übernimmt keine Gewährleistung, weder
ausdrücklich noch stillschweigend, einschließlich, aber nicht
beschränkt auf implizierte Gewährleistungen bezüglich der
handelsüblichen Brauchbarkeit und Geeignetheit für einen
speziellen Zweck, was sich auch auf die Programme und
Handbücher bezieht, die ohne eine weitere Form der
Gewährleistung zur Verfügung gestellt werden.
In keinem Fall haftet Texas Instruments für spezielle begleitende
oder zufällige Beschädigungen in Verbindung mit dem Kauf oder
der Verwendung dieser Materialien. Die einzige und exklusive
Haftung von Texas Instruments übersteigt unabhängig von deren
Art nicht den Kaufpreis des Geräts. Darüber hinaus übernimmt
Texas Instruments keine Haftung gegenüber Ansprüchen Dritter.
1997 Texas Instruments Incorporated.
Alle Rechte vorbehalten
Texas Instruments gestattet Lehrern hiermit, die in diesem Werk
enthaltenen Seiten mit einem Copyright-Vermerk von Texas
Instruments in für den Unterricht benötigten Mengen zu kopieren
oder zu reproduzieren. Diese Seiten sind für die Reproduktion und
Verwendung im Unterricht gedacht, solange jede Kopie den
Copyright-Vermerk trägt. Diese Kopien dürfen nicht verkauft
werden, und jede Weiterverbreitung ist ausdrücklich untersagt.
Sofern nicht wie oben oder gesetzlich ausdrücklich erlaubt bedarf
die Reproduktion dieses Werks oder Teilen dieses Werks oder die
Überführung in eine andere Form, sei es auf elektronischem oder
mechanischem Weg, einschließlich der Einspeisung in
Informationssysteme, der vorherigen schriftlichen Genehmigung
von Texas Instruments. Richten Sie diesbezügliche Anfragen an
Texas Instruments Incorporated, PO Box 149149, Austin, TX,
78714-9149, M/S 2151, z.H. Contracts Manager.
Inhalt
T
E
CBR
X
A
S
I
NS
T
R
U
)
M
E
)
N
T
)
S
Einleitung
Was ist der CBR? 2
Einführung in die Verwendung des CBR - ganz einfach 4
Tips für effektive Messungen 6
Experimente mit didaktischen Hinweisen und Schüler-Arbeitsblättern
TRIGGER
85-86
92
Experiment 1 - Graph treffen linear 13
³
Experiment 2 - Spielzeugauto linear 17
³
Experiment 3 - Pendel sinusförmig 21
³
Experiment 4 - Springender Ball parabolisch 25
³
Experiment 5 - Rollender Ball parabolisch 29
³
Informationen für den Lehrer 33
Technische Informationen
CBR-Daten werden in Listen gespeichert 37
RANGER-Einstellungen 38
CBR-Einsatz mit dem CBL oder mit CBL-Programmen 39
Programmierbefehle 40
Service-Informationen
Batterien 42
Problembehebung 43
TI-Service und Garantie 44
RANGER Menü-Übersicht Hintere innere Umschlagseite
IESE SEITE DARF KOPIERT WERDEN, VORAUSGESETZT SIE ENTHALT DEN VERMERK
D
EXAS INSTRUMENTS INCORPORATED
© 1997 T
COPYRIGHT
TI-
E
INFÜHRUNG IN DIE VERWENDUNG DES
CBR
1
Was ist der CBR?
Bringt reale Messungen und Analysen ins Klassenzimmer
Das vielseitige Programm RANGER steht auf Knopfdruck bereit
RANGER beinhaltet bereits die Programme MATCH und BOUNCING BALL
Grundlegende Meßparameter sind einfach einzustellen
Wozu dient der CBR?
Mit Hilfe des
aufwendige Messungen und manuelles Auftragen Bewegungsdaten sammeln,
sinusförmig und analysieren.
Der
ermöglicht den Schülern anhand selbstgesammelter Daten das Erforschen der
CBR
Zusammenhänge zwischen Weg, Geschwindigkeit, Beschleunigung und Zeit. Die Schüler
können so die folgenden mathematischen und physikalischen Konzepte erforschen:
CBRCBRé (Calculator-Based RangerCalculator-Based Rangeré
Schall-Bewegungsdetektor
CBL
Einsetzbar mit TI-82, TI-83, TI-85/
, TI-86 und TI-92
Leicht verwendbares, abgeschlossenes System
Keine Programmierung notwendig
Beinhaltet das Programm RANGERBeinhaltet das Programm RANGER
und eines graphischen TI-Taschenrechners können Schüler ohne
CBR
)
Bewegung: Weg (Abstand), Geschwindigkeit, Beschleunigung
0
Graphische Darstellung: Koordinatenachsen, Steigung, Schnittpunkte
0
Funktionen: linear, quadratisch, exponentiell, sinusförmig
0
Analysis: Ableitungen, Integrale
0
Statistik und Datenanalyse: Meßmethoden, statistische Analysen
0
Was enthält diese Einführung?
Einführung in die Verwendung des CBR
Erfahrung im Umgang mit Taschenrechnern und in der Programmierung entworfen. Er
enthält Kurzanweisungen für die Verwendung des
sowie fünf Experimente zur Erforschung der Grundfunktionen und der Eigenschaften
von Bewegung. Die Experimente auf den Seiten 13–32 umfassen:
Didaktische Hinweise zu jedem einzelnen Experiment sowie allgemeine didaktische
0
Informationen für Lehrer.
Schrittweise Anleitungen.
0
Für alle Jahrgangsstufen geeignete grundlegende Datenerhebungen.
0
Detailliertere Untersuchungen der erhobenen Daten einschließlich Was-wäre-wenn-
0
Szenarios.
Anregungen für fortgeschrittenere Experimente für die Oberstufe.
0
Zur Vervielfältigung gedachte Arbeitsblätter mit offenen Fragestellungen für einen
0
weiten Jahrgangsstufenbereich.
wurde als Leitfaden für Lehrer mit geringer
é
, Tips für effektive Messungen
CBR
2
E
INFÜHRUNG IN DIE VERWENDUNG DES
CBR
IESE SEITE DARF KOPIERT WERDEN, VORAUSGESETZT SIE ENTHALT DEN VERMERK
D
EXAS INSTRUMENTS INCORPORATED
© 1997 T
COPYRIGHT
TI-
Was ist der CBR?
z
z
A
s
(Forts.)
¤
Start der Messung
Batteriefachdeckel (unten)
CBL-Anschluß
nschluß zur Verbindung mit
einem graphischen TITaschenrechner mit Hilfe des
mitgelieferten Kabels (2,25m)
Das grüne Licht gibt an, daß
eine Datenerfassung läuft
(ein akustisches Signal ist
ebenfalls verfügbar)
-Taste zum
T
E
CBR
X
A
S
I
NS
T
R
U
)
M
E
)
N
T
)
S
Das rote Licht weist auf
pezielle
Betriebsbedingungen hin
Der Ultraschallsensor
nimmt bis zu 200
Messungen je Sekunde
vor (Meßbereich 0,5m
bis 6m)
TRIGGER
85-86
92
Schwenkkopf, um mit
dem Sensor akkurat
u zielen
Standardgewinde für ein
Stativ oder die mitgelieferte Befestigungsschelle
Tasten zur
Übertragung des
Programms RANGER
u einem
Taschenrechner
Der
enthält bereits alles, um schnell und einfach im Klassenraum mit Experimenten beginnen zu
CBR
können - Sie benötigen nur noch einen graphischen TI-Taschenrechner (sowie für einige
Experimente einige leicht zu besorgende Gegenstände):
Schall-Bewegungsdetektor
0
Befestigungsschelle
0
4 AA-Batterien
0
Verbindungskabel Taschenrechner-CBR
0
0
RANGER
5 vergnügliche Klassenraumexperimente
0
-Programm im
CBR
IESE SEITE DARF KOPIERT WERDEN, VORAUSGESETZT SIE ENTHALT DEN VERMERK
D
EXAS INSTRUMENTS INCORPORATED
© 1997 T
COPYRIGHT
TI-
E
INFÜHRUNG IN DIE VERWENDUNG DES
CBR
3
Einführung in die Verwendung des CBR - ganz einfach
g
Es sind nur drei Schritte zur ersten Messung mit dem
Verbinden
1
Verbinden Sie den
mitgelieferten Verbindungskabels
mit einem graphischen TITaschenrechner.
Drücken Sie die Stecker an beiden Anschlüssen fest in die Buchsen.
Sie können auch das
Anmerkun
kurze Verbindungkabel verwenden, das
Ihrem Taschenrechner beilag.
:
mit Hilfe des
CBR
Übertragen
2
Im CBR ist das für die einzelnen Taschenrechner angepaßte Programm
RANGER
Taschenrechner übertragen.
Bereiten Sie zunächst den Taschenrechner auf den Empfang des
Programms vor (siehe die folgenden Tasteneingaben).
enthalten. Sie können dieses leicht vom
CBR
!
in den
CBR
TI-82 oder TI-83 TI-85/CBL oder TI-86 TI-92
LINK
Ÿ
[
Öffnen Sie nun den Schwenkkopf des
sprechende Programmübertragungstaste des
Während der Übertragung zeigt der Taschenrechner (außer TI-92)
RECEIVING
einmal auf, und der
CBR
an. Sollten Probleme auftreten, so blinkt das rote Licht des
DONE
zweimal auf, und der
Sie müssen das
Taschenrechner übertragen, wenn Sie es aus dem Speicher des Taschenrechners löschen sollten.
Anmerkung:
Möglicherweise müssen Sie zuvor Programme und/oder Daten aus dem
Speicher des Taschenrechners löschen. Sie können Programme und Daten
zuvor speichern, indem Sie diese mittels TI-Graph Linké auf einen
Computer oder mit Hilfe des Verbindungskabels des Taschenrechners
oder des
das Handbuch des Taschenrechners).
CBR
›
£
]
an. Ist die Übertragung beendet, so blinkt das grüne Licht des
piepst einmal; der Taschenrechner zeigt
CBR
piepst zweimal.
CBR
RANGER
Programm und Daten benötigen ca. 17.500 Byte Speicher.
auf einen anderen Taschenrechner übertragen (siehe dazu
-Programm nur dann erneut vom
Ÿ
[
LINK
¡
]
und drücken Sie die ent-
CBR,
CBR
Gehen Sie zum
Hauptbildschirm
:
CBR
CBR
in den
4
E
INFÜHRUNG IN DIE VERWENDUNG DES
CBR
IESE SEITE DARF KOPIERT WERDEN, VORAUSGESETZT SIE ENTHALT DEN VERMERK
D
EXAS INSTRUMENTS INCORPORATED
© 1997 T
COPYRIGHT
TI-
Einführung in die Verwendung des CBR - ganz einfach
Starten
(Forts.)
3
Starten Sie das
TI-82 oder TI-83 TI-85/CBL oder TI-86 TI-92
Drücken Sie
Wählen Sie
Drücken Sie
RANGER
^
RANGER
›
-Programm (siehe die folgenden Tasteneingaben).
.
.
.
Drücken Sie
Wählen Sie
Drücken Sie
^
RANGER
›
A.
.
.
Drücken Sie L [
LINK
].
Wählen Sie
Drücken Sie ¨
Der Anfangsbildschirm wird angezeigt.
Drücken Sie nun
MAIN MENU
SETUPàSAMPLE
SET DEFAULTS
APPLICATIONS
PLOT MENU
TOOLS
QUIT
Wählen Sie im Menü
wird angezeigt. Drücken Sie ›, und wählen Sie so
SETUP
›. Das Menü
&
Einsehen/Ändern der Einstellungen vor der Messung
&
Wiederherstellen der Standardeinstellungen
&
DISTANCE MATCH, VELOCITY MATCH, BALL BOUNCE
&
Diagrammoptionen
&
GET CBR DATA, GET CALC DATA, STATUS, STOPàCLEAR
MAIN MENU
MAIN MENU
den Eintrag
wird angezeigt.
SET DEFAULTS
Richten Sie das Experiment ein, und drücken Sie dann
Messung zu starten. Mehr ist nicht notwendig!
VAR-
RANGER
.
›
. Der Bildschirm
START NOW
›, um die
.
.
Mit den Experimenten
dieser Anleitung
kommen Sie schnell zu
Ergebnissen!
Wichtige Informationen
0
Dieses Handbuch ist für alle mit dem
verwendbaren graphischen
CBR
Taschenrechner konzipiert; möglicherweise stimmen daher die angegebenen Menünamen nicht exakt mit denen Ihres Taschenrechners
überein.
0
Achten Sie beim Vorbereiten eines Experiments darauf, daß der
sicher befestigt ist und daß niemand über das Verbindungskabel
stolpern kann.
0
Verlassen Sie das
RANGER-
Programm nimmt bei Wahl der Option
RANGER
gemäßen Abschluß des
bei der nächsten Verwendung ordnungsgemäß initialisiert ist.
CBR
0
Lösen Sie die Verbindung zwischen dem
-Programm immer mit der Option
einen ordnungs-
QUIT
vor; dadurch wird sichergestellt, daß der
CBR
und dem Taschenrechner,
CBR
QUIT
bevor Sie die Geräte verstauen.
CBR
. Das
IESE SEITE DARF KOPIERT WERDEN, VORAUSGESETZT SIE ENTHALT DEN VERMERK
D
EXAS INSTRUMENTS INCORPORATED
© 1997 T
COPYRIGHT
TI-
E
INFÜHRUNG IN DIE VERWENDUNG DES
CBR
5
Tips für effektive Messungen
So erhalten Sie bessere Messungen
Wie funktioniert der CBR?
Das Verständnis der Funktionsweise eines Schall-Bewegungsdetektors kann Ihnen helfen,
bessere Messungen zu erhalten. Der Bewegungsdetektor sendet einen Ultraschallimpuls
aus und mißt die Zeit, bis der Impuls nach Reflexion am nächstgelegenen Objekt wieder
zurückkehrt.
Wie jeder andere Schall-Bewegungsdetektor mißt auch der
dem Absenden des Ultraschallimpulses und der Ankunft des ersten Echos; der
den Zeitraum zwischen
CBR
CBR
hat
jedoch einen eingebauten Mikroprozessor, der noch viel mehr macht. Beim Sammeln der
Daten berechnet der
vom
. Anschließend berechnet er die erste und zweite Ableitung der Entfernungs-
CBR
anhand der Schallgeschwindigkeit die Entfernung des Objekts
CBR
daten nach der Zeit und erhält so Geschwindigkeits- und Beschleunigungsinformationen.
Diese Meßwerte speichert er in den Listen
L1, L2, L3
Es ist eine interessante Übung, die Berechnungen des
Sammeln Sie Beispieldaten im Modus
➊
REALTIME=NO
und L4.
selbst nachzuvollziehen.
CBR
. Verlassen Sie das
RANGER-
Programm.
Berechnen Sie anhand der erfaßten Zeiten in
➋
Entfernungsdaten in
die Geschwindigkeit des Objekts zu jedem Meßzeitpunkt.
L2
Vergleichen Sie dann Ihre Ergebnisse mit den Geschwindigkeitsdaten in
(
+
L2
=
L3
n
Berechnen Sie anhand der Geschwindigkeitsdaten in L3 (oder der von Ihnen
➌
n+1
)à2 N (
L2
n
L1
n+1
N
L1
berechneten Werten) und der zugehörigen Zeiten in
und der zugehörigen
L1
L2
+
n
n
L2
)à2
n-1
die Beschleunigung des
L1
L3
.
Objekts zu jedem Meßzeitpunkt. Vergleichen Sie dann Ihre Ergebnisse mit den
Beschleunigungsdaten in
L4
.
Größe des Objekts
Die Verwendung eines kleinen Objekts in großer Entfernung vom
reduziert die
CBR
Wahrscheinlichkeit einer exakten Messung. Auch Sie können aus fünf Metern Entfernung eher einen Fußball als einen Golfball entdecken.
Minimalabstand
Wenn der
wieder vom
können aufeinanderfolgende Impulse sich überlagern und vom
einen Impuls aussendet, so trifft dieser auf ein Objekt, wird reflektiert und
CBR
empfangen. Ist das Objekt weniger als einen halben Meter entfernt, so
CBR
falsch identifiziert
CBR
werden. Da die Messung in diesem Fall falsch wäre, sollten Sie einen Mindestabstand
von einem halben Meter zwischen dem
Maximalabstand
und dem Objekt einhalten.
CBR
Beim Fortpflanzen durch die Luft verliert der Impuls an Energie. Nach etwa zwölf Metern
(sechs Meter vom
Echo möglicherweise zu schwach, um vom
beschränkt die typische zuverlässige Reichweite des
bis zum Objekt und sechs Meter Rückweg) ist das zurückkehrende
CBR
zuverlässig entdeckt zu werden. Dies
CBR
auf maximal sechs Meter.
CBR
6
E
INFÜHRUNG IN DIE VERWENDUNG DES
CBR
IESE SEITE DARF KOPIERT WERDEN, VORAUSGESETZT SIE ENTHALT DEN VERMERK
D
EXAS INSTRUMENTS INCORPORATED
© 1997 T
COPYRIGHT
TI-
Tips für effektive Messungen
Der freie Bereich
(Forts.)
Der Impuls des
breitet sich nicht strahlförmig nur in eine Richtung aus, sondern
CBR
bildet einen Kegel mit einem Öffnungswinkel von 20°.
Um Interferenzen mit anderen Objekten in der Nähe zu vermeiden, sollte dieser Kegel
möglichst ein freier Bereich ohne weitere Objekte sein. Dadurch wird gewährleistet, daß
nur die Bewegungen des Zielobjekts vom
aufgezeichnet werden. Der
CBR
zeichnet
CBR
die Daten des nächstgelegenen Objekts im freien Bereich auf.
Reflektierende Oberflächen
Manche Oberflächen reflektieren Ultraschallimpulse besser als andere. Beispielsweise
werden Sie mit einem vergleichsweise harten, glatten Ball bessere Ergebnisse erhalten als
mit einem Tennisball. Im Gegenzug erhalten Sie bei Messungen in Räumen mit harten,
gut reflektierenden Oberflächen wesentlich eher Ausreißer aufgrund von Streumessungen. Messungen an unregelmäßigen Oberflächen (z.B. Spielzeugautos oder
umhergehende Personen) erscheinen möglicherweise unregelmäßig.
Wenn Sie den Abstand eines unbeweglichen Objekts über die Zeit auftragen, ergeben
sich möglicherweise leichte Schwankungen in den berechneten Abstandswerten.
Entspricht einer dieser Werte einem anderen Pixel als die anderen Werte, so zeigt die
erwartete gerade Linie möglicherweise Ausreißer. Die Darstellung der Geschwindigkeit
über die Zeit sieht dann vermutlich noch wesentlich unruhiger aus, da die Änderung des
Abstands zwischen zwei Meßpunkten definitionsgemäß eine Geschwindigkeit impliziert.
Sie sollten in diesem Fall eine gewisse Glättung der Meßwerte vornehmen.
IESE SEITE DARF KOPIERT WERDEN, VORAUSGESETZT SIE ENTHALT DEN VERMERK
D
EXAS INSTRUMENTS INCORPORATED
© 1997 T
COPYRIGHT
TI-
E
INFÜHRUNG IN DIE VERWENDUNG DES
CBR
7
Tips für effektive Messungen
RANGER-Einstellungen
Meßzeiten
legt die gesamte Meßzeit in Sekunden fest. Geben Sie einen ganzzahligen Wert
TIME
zwischen 1 (für sich schnell bewegende Objekte) und 99 (für sich langsam bewegende
Objekte) ein. Bei
REALTIME=YES
ist
TIME
(Forts.)
stets 15 Sekunden.
Bei kleinen Werten für
SECOND
Starten und Stoppen
Der
darf das Objekt maximal 1,75 Meter vom
-Bildschirm des
SETUP
muß sich das Objekt näher am
TIME
RANGER-
Programms bietet verschiedene Optionen für Start und
entfernt sein.
CBR
befinden. Für
CBR
Stop von Messungen.
0
BEGIN ON: [ENTER]
. Die Messung beginnt mit Drücken der Taste
des Taschen-
›
rechners. Diese Option ist geeignet, wenn die die Messung durchführende Person
dem Taschenrechner näher als dem
0
BEGIN ON: [TRIGGER]
des
CBR
. Diese Option ist geeignet, wenn die die Messung durchführende Person dem
CBR
näher ist als dem Taschenrechner.
. Die Messung beginnt und endet mit Drücken der Taste
Bei dieser Option können Sie wahlweise auch die Verbindung zum
können so die Messung einrichten, das Kabel vom
mitnehmen und dort mittels
wieder anschließen und mittels
BEGIN ON: [TRIGGER]
, wenn das Kabel nicht lang genug ist oder bei der Messung stören
¤
›
würde. Diese Option ist im Modus
ist.
CBR
lösen. Sie
CBR
lösen, den
CBR
zur Meßstelle
CBR
die Messung starten, anschließend den
die Daten übertragen. Verwenden Sie daher
REALTIME=YES
(z.B. in der Anwendung
MATCH
verfügbar.
0
BEGIN ON: DELAY
. Startet die Messung 10 Sekunden nach dem Drücken von
Diese Option ist besonders dann hilfreich, wenn die Messung von einer einzelnen
Person durchgeführt wird.
TIME=1
¤
CBR
›
) nicht
.
Trigger-Taste
Der Effekt der
¤
0
DELAY
beginnt die Messung, auch wenn die Option
ausgewählt wurde. Sie können mit dieser Taste die Messung auch beenden,
¤
-Taste hängt von den Einstellungen ab.
BEGIN ON: [ENTER]
oder
BEGIN ON:
aber normalerweise sollten Sie eine Messung bis zum Ende laufen lassen.
Nach Beendung der Messung wiederholt
0
¤
im Modus
REALTIME=NO
automatisch
die letzte Messung, überträgt die Daten aber nicht zum Taschenrechner. Zum Übertragen der Daten wählen Sie im Menü
CBR DATA
MENU
. (Sie können eine Messung auch wiederholen, indem Sie im Menü
den Eintrag
REPEAT SAMPLE
oder im
MAIN MENU
-Bildschirm den Befehl
SETUP
den Eintrag
TOOLS
und dann
PLOT
START NOW
wählen.)
GET
8
E
INFÜHRUNG IN DIE VERWENDUNG DES
CBR
IESE SEITE DARF KOPIERT WERDEN, VORAUSGESETZT SIE ENTHALT DEN VERMERK
D
EXAS INSTRUMENTS INCORPORATED
© 1997 T
COPYRIGHT
TI-
Tips für effektive Messungen
Glätten
(Forts.)
Die in das
RANGER-
Programm eingebauten Glättungsmöglichkeiten können die Auswirkungen von Streusignalen oder Variationen in Abstandsmessungen reduzieren.
Vermeiden Sie jedoch exzessives Glätten. Beginnen Sie ohne oder mit nur leichter (
Glättung, und erhöhen Sie den Glättungsgrad, bis Sie zufriedenstellende Ergebnisse
erhalten.
Bei einer Messung mit erhöhter Wahrscheinlichkeit von Streusignalen sollten Sie vor
0
Beginn der Messung den Glättungsgrad im
Sie können auf bereits im Modus
0
REALTIME=NO
anwenden. Dazu muß der Taschenrechner mit dem
im Menü
PLOT MENU
den Eintrag
PLOT TOOLS
-Bildschirm erhöhen (siehe Seite 38).
SETUP
erhobene Daten eine Glättung
verbunden sein. Wählen Sie
CBR
und dann
SMOOTH DATA,
und wählen Sie
den gewünschten Glättungsgrad.
Rauschen - Was ist das, und wie kann es vermieden werden?
Wenn der
Signale empfängt, die von einem anderen Objekt als dem Zielobjekt
CBR
reflektiert wurden, so zeigt die graphische Darstellung falsche Datenpunkte
(Rauschspitzen), die nicht dem allgemeinen Muster des Diagramms entsprechen.
Beachten Sie die folgenden Punkte, um das Rauschen zu minimieren:
Stellen Sie sicher, daß der
0
Messung im Modus
REALTIME=YES
erhalten, bevor Sie eine Messung im Modus
Versuchen Sie nach Möglichkeit, die Messung in einem möglichst freien Umfeld
0
direkt auf das Ziel weist. Versuchen Sie, während einer
CBR
den Kopf so zu kippen, daß Sie gute Ergebnisse
REALTIME=NO
starten.
vorzunehmen (siehe die Skizze des freien Bereichs auf Seite 7).
Wählen Sie ein größeres, stärker reflektierendes Objekt, oder bewegen Sie das Objekt
0
näher zum
Werden in einem Raum mehrere
0
(aber keinesfalls näher als einen halben Meter).
CBR
verwendet, so sollte eine Gruppe ihre Messung
CBR
beenden, bevor die nächste Gruppe mit ihrer Messung beginnt.
Wiederholen Sie verrauschte Messungen im Modus
0
REALTIME=YES
solange mit immer
höheren Glättungsgraden, bis Sie befriedigende Ergebnisse erhalten. (In den
Anwendungen
DISTANCE MATCH, VELOCITY MATCH
und
BALL BOUNCE
können Sie die
Glättung nicht ändern.)
Bei verrauschten Messungen im Modus
0
REALTIME=NO
können Sie auf die Originaldaten
einen höheren Glättungsgrad anwenden.
LIGHT)
Schallgeschwindigkeit
Der Abstand zum Objekt wird anhand einer nominalen Schallgeschwindigkeit berechnet.
Die tatsächliche Schallgeschwindigkeit hängt jedoch von verschiedenen Faktoren,
insbesondere der Lufttemperatur ab. Für Messungen relativer Bewegung ist dieser Faktor
nicht von Bedeutung. Sind jedoch hochgenaue Messungen vonnöten, so kann mit Hilfe
eines Programmierbefehls die aktuelle Umgebungstemperatur spezifiziert werden (siehe
Seite 40–41).
IESE SEITE DARF KOPIERT WERDEN, VORAUSGESETZT SIE ENTHALT DEN VERMERK
D
EXAS INSTRUMENTS INCORPORATED
© 1997 T
COPYRIGHT
TI-
E
INFÜHRUNG IN DIE VERWENDUNG DES
CBR
9
Tips für effektive Messungen
REALTIME=YES
(Forts.)
Verwenden Sie den Modus
für langsamere Objekte
0
um die Ergebnisse bereits bei der Erfassung zu sehen
0
wenn Sie bei einer Messung nur einen Datentyp (Abstand, Geschwindigkeit oder
0
REALTIME=YES
Beschleunigung) erheben oder graphisch darstellen möchten.
Im Modus
REALTIME=YES
verarbeitet der
die gewünschten Daten für das Diagramm
CBR
(Abstand, Geschwindigkeit oder Beschleunigung) und überträgt diese nach jeder
einzelnen Abstandsmessung an den Taschenrechner.
RANGER
zeichnet dann für diesen
Impuls ein einzelnes Pixel.
Die maximale Meßrate im Modus
REALTIME=YES
ist beschränkt, da alle diese Operationen
vor der nächsten Einzelmessung abgeschlossen sein müssen.
Das Messen, Verarbeiten und Übertragen dauert für einen Datenpunkt ca. 0,08
Sekunden. Für Operationen wie das Zeichnen des Punktes wird zusätzliche Zeit benötigt,
wodurch die effektive Meßrate im
RANGER
auf eine Messung in ca. 0,125 Sekunden
sinkt.
REALTIME=NO
Verwenden Sie den Modus
für schnellere Objekte
0
wenn Glättung benötigt wird (siehe Seite 9)
0
um den
0
wenn Sie alle Datentypen (Abstand, Geschwindigkeit und Beschleunigung) eines
0
im nicht angeschlossenen Modus zu betreiben (siehe Seite 11)
CBR
REALTIME=NO
Vorgangs erfassen oder graphisch darstellen möchten.
Im Modus
REALTIME=NO
werden die Daten im
gespeichert und erst nach vollendeter
CBR
Messung an den Taschenrechner übertragen. Die Meßrate kann für nahe Objekte bis auf
eine Messung in 0,005 Sekunden ansteigen. Anschließend werden die Daten für die Zeit,
den Abstand (Weg), die Geschwindigkeit und die Beschleunigung an den Taschenrechner übertragen.
Da die Daten im
gespeichert sind, können Sie diese immer wieder an den Taschen-
CBR
rechner übertragen.
Bei jeder Änderung der Glättung wendet der
0
den neuen Glättungfaktor an, über-
CBR
trägt die geglätteten Werte an den Taschenrechner und speichert die geglätteten
Werte in den Listen.
Wenn Sie einen Bereich auswählen, werden die im Taschenrechner gespeicherten
0
Listen verändert. Bei Bedarf können Sie die Originaldaten vom
Wählen Sie dazu im Menü
dann
GET CBR DATA
Sie können Daten auch mit anderen gemeinsam nutzen, selbst wenn Sie verschiedene
0
.
MAIN MENU
des
RANGER-
Programms den Befehl
wiederherstellen.
CBR
TOOLS
und
graphische TI-Taschenrechner verwenden. Dadurch können alle Schüler mit den
gleichen Daten an der Datenanalyse teilnehmen (siehe Seite 11).
10
E
INFÜHRUNG IN DIE VERWENDUNG DES
CBR
IESE SEITE DARF KOPIERT WERDEN, VORAUSGESETZT SIE ENTHALT DEN VERMERK
D
EXAS INSTRUMENTS INCORPORATED
© 1997 T
COPYRIGHT
TI-
Tips für effektive Messungen
(Forts.)
Verwendung des CBR im nicht angeschlossenen Modus
Da der
im nicht angeschlossenen Modus die Daten nicht direkt an den Taschen-
CBR
rechner übertragen kann, sind gewisse Einstellungen notwendig. Nehmen Sie diese im
-Bildschirm vor:
SETUP
Setzen Sie
0
Setzen Sie
0
Das
RANGER-
REALTIME=NO
BEGIN ON=[TRIGGER]
Programm informiert Sie, wann Sie die Verbindung mit dem
wann Sie diese wiederherstellen sollen. Dazu sind keine weiteren speziellen
Vorgehensweisen vonnöten.
Gemeinsame Nutzung von Daten
Wie gehen Sie vor, wenn die ganze Klasse zur gleichen Zeit die gleichen Daten auswerten soll? Mit dem
CBR
in der Klasse zu verteilen.
Übertragen Sie vor der Datenerfassung das
➊
Taschenrechner der Schüler.
Erheben Sie die Daten im Modus
➋
Lassen Sie den ersten Schüler seinen Taschenrechner mit Hilfe des
➌
Verbindungskabels für den
anschließen.
.
.
ist es möglich, im Modus
RANGER-
REALTIME=NO
oder einen anderen Taschenrechner an den
CBR
REALTIME=NO
Programm auf alle
.
lösen und
CBR
erhobene Daten schnell
CBR
Wählen Sie im Menü
➍
Sie im Menü
TOOLS
MAIN MENU
den Eintrag
des
RANGER-
GET CBR DATA
Programms den Befehl
. Es wird nun
TRANSFERRING...
TOOLS
. Wählen
angezeigt
und die graphische Darstellung aufgebaut.
Drücken Sie ›, um zum Menü
➎
. Lösen Sie das Kabel.
QUIT
Verbinden Sie einen anderen Taschenrechner (des gleichen Typs) mit dem Taschen-
➏
PLOT MENU
zurückzukehren, und wählen Sie dann
rechner, der die Daten bereits erhalten hat. Wählen Sie auf dem zweiten Taschenrechner im Menü
GET CALC DATA
. Die Listen L1, L2, L3, L4 und L5 werden nun automatisch auf den
MAIN MENU
des
RANGER-
Programms den Befehl
TOOLS
und dann
zweiten Taschenrechner übertragen.
Übertragen Sie die Daten vom
➐
auf den Taschenrechner eines anderen Schülers,
CBR
während die Schüler die Übertragungen zwischen den Taschenrechnern vornehmen.
Haben alle Schüler die gleichen Daten erhalten, können sie diese im
mittels
PLOT MENU
oder außerhalb des
RANGER-
Programms mit Hilfe der Graphik- und
RANGER-
Programm
Listenfunktionen des Taschenrechners analysieren.
Zur gemeinsamen Nutzung von Daten auf dem TI-85 verwenden Sie außerhalb des
RANGER-
Programms das Feature
zum Übertragen der Listen.
LINK
IESE SEITE DARF KOPIERT WERDEN, VORAUSGESETZT SIE ENTHALT DEN VERMERK
D
EXAS INSTRUMENTS INCORPORATED
© 1997 T
COPYRIGHT
TI-
E
INFÜHRUNG IN DIE VERWENDUNG DES
CBR
11
Tips für effektive Messungen
Weitergehende Möglichkeiten
(Forts.)
Nachdem Sie die Daten erhoben und mittels
RANGER
graphisch dargestellt haben,
können Sie deren Beziehung zu einer Funktion untersuchen. Da die Daten in Listen
gespeichert und als statistische Diagramme dargestellt werden, können Sie diese
Beziehung mittels
Innerhalb des RANGER-Programms
Untersuchen der Diagramme im automatisch gesetzten
0
, und œ erforschen.
TRACE-
Modus (beim TI-85
verwenden Sie den frei positionierbaren Cursor).
Manipulieren des Datensatzes durch Glätten oder Auswahl eines interessierenden
0
Bereichs.
Außerhalb des RANGER-Programms
Untersuchen der Daten mit Hilfe des Listeneditors des Taschenrechners.
0
Manuelles Anpassen einer Funktion an die Daten mit Hilfe des Y=-Editors des
0
Taschenrechners.
Automatische Bestimmung der den Daten am ehesten entsprechenden Gleichung mit
0
Hilfe der Regressionsfunktionen des Taschenrechners.
Weiterhin können mit Hilfe der Zeichenoptionen des Programms
RANGER
weitergehende
Beziehungen erforscht werden. So können Sie beispielsweise simultan ein Weg/ZeitDiagramm und ein Geschwindigkeit/Zeit-Diagramm als statistische Diagramme darstellen.
Wählen Sie dazu im Menü
Sie dann
als L1 gegen L2 und
Plot1
MAIN MENU
Plot2
des Programms
RANGER
als L1 gegen L3. (Möglicherweise müssen Sie die
den Befehl
QUIT
; setzen
Fenstereinstellungen anpassen.)
Mit Hilfe von TI-Graph Link können Daten und Diagramme an einen Computer
übertragen werden. Diese Möglichkeit ist besonders dann von Nutzen, wenn anhand der
erhobenen Daten ausführlichere Berichte erstellt werden sollen.
Verwendung des CBR ohne das RANGER-Programm
Sie können den
Programmen als
Informationen über die Verwendung des
0
Informationen zu Bezugsquellen für andere Programme finden Sie auf Seite 36.
0
Informationen zu den Programmierbefehlen zum Erstellen eigener Programme finden
0
als Ultraschall-Bewegungsdetektor mit dem
CBR
RANGER
verwenden.
Sie auf den Seiten 40–41.
mit dem
CBR
oder mit anderen
CBL
finden Sie auf Seite 39.
CBL
12
E
INFÜHRUNG IN DIE VERWENDUNG DES
CBR
IESE SEITE DARF KOPIERT WERDEN, VORAUSGESETZT SIE ENTHALT DEN VERMERK
D
EXAS INSTRUMENTS INCORPORATED
© 1997 T
COPYRIGHT
TI-
Loading...