Postojao je zadatak sastaviti anemometar za jedan projekat kako bi bilo moguće uzimati podatke na računar preko USB interfejsa. Članak će se više fokusirati na sam anemometar nego na sistem za obradu podataka iz njega:

1. Komponente

Dakle, za proizvodnju proizvoda bile su potrebne sljedeće komponente:
Mitsumi loptasti miš — 1 kom.
Lopta za ping-pong — 2 kom.
Komad pleksiglasa prave veličine
Bakarna žica poprečnog presjeka 2,5 mm2 - 3 cm
Dopuna hemijske olovke — 1 kom.
Chupa Chups štapić slatkiša - 1 kom.
Spojnica za kablove — 1 kom.
Šuplja cijev od mesinga 1 kom.

2. Izrada radnog kola

3 komada bakrene žice dužine 1 cm svaki pod uglom od 120 stepeni zalemljena su na mjedenu cijev. U otvor bureta zalemio sam stalak od kineskog igrača sa navojem na kraju.

Cjevčicu od bombona sam izrezala na 3 dijela dužine oko 2 cm.

Prepolovio sam 2 kuglice i koristeći male šrafove od istog plejera i polistirenskog ljepila (pištoljem za ljepilo), pričvrstio polovice loptice na tube od lizalica.

Na zalemljene komade žice stavio sam cijevi sa polovinama kuglice, a odozgo sve fiksirao ljepilom.

3. Izrada glavnog dijela

Nosivi element anemometra je metalna šipka od hemijske olovke. U donji dio šipke (gdje je umetnuta pluta) ubacio sam disk od miša (enkodera). U dizajnu samog miša, donji dio enkodera je bio naslonjen na tijelo miša, formirajući točkasti ležaj, bilo je masnoće, pa se enkoder lako okretao. Ali bilo je potrebno popraviti gornji dio šipke, za to sam pokupio odgovarajući komad plastike s rupom tačno prečnikom šipke (takav komad je izrezan iz sistema za proširenje nosača CD-ROMa). Ostalo je riješiti problem da šipka enkodera ne ispadne iz šiljastog ležaja, pa sam zalemio nekoliko kapi lema na šipku direktno ispred pričvrsnog elementa. Tako se šipka slobodno rotirala u potpornoj konstrukciji, ali nije ispala iz ležaja.

Razlog zašto je odabran krug enkodera je sljedeći: svi članci o domaćim anemometrima na internetu opisuju njihovu proizvodnju na temelju motora jednosmerna struja sa plejera, CD-ROM-a ili nekog drugog proizvoda. Problem kod ovakvih uređaja je, prvo, njihova kalibracija i niska preciznost pri malim brzinama vjetra, a drugo, u nelinearna karakteristika brzina vjetra u odnosu na izlazni napon, tj. za prijenos informacija na kompjuter, postoje određeni problemi, potrebno je izračunati zakon promjene napona ili struje od brzine vjetra. Kod korištenja enkodera nema takvog problema, jer je ovisnost linearna. Preciznost je najveća, budući da enkoder daje oko 50 impulsa po obrtaju ose anemometra, ali je sklop pretvarača nešto složeniji, u kojem se nalazi mikrokontroler koji broji broj impulsa u sekundi na jednom od portova i izlaza. ovu vrijednost na USB port.

4. Testiranje i kalibracija

Za kalibraciju je korišten laboratorijski anemometar.

VII urbana nauka - praktična konferencija"Korak u budućnost"

Istorija merenja i jednostavni uradi sam merni instrumenti

Ispunjeno: Antakov Evgeny, učenik MBOU srednje škole br. 4,

naučni savetnik: Osijik T.I. nastavnik osnovna škola MBOU srednja škola br. 4, Polyarnye Zori

Moje ime je Zhenya Antakov, I 9 godine.

Ja sam treći razred, plivanje, džudo i engleski jezik.

Želim da budem pronalazač kada porastem.

Cilj projekta: - proučavanje istorije mjerenja vremena, mase, temperature i vlažnosti i simuliranje najjednostavnijih mjernih instrumenata od improviziranih materijala.

Hipoteza : Predložio sam da se najjednostavniji mjerni instrumenti mogu modelirati nezavisno od improviziranih materijala.

Ciljevi projekta :

- proučavaju istoriju mjerenja različitih veličina;

Upoznati se sa uređajem mjernih instrumenata;

Simulirati neke mjerne instrumente;

Utvrditi mogućnost praktične primjene samoproizvedenih mjernih instrumenata.

Istraživački članak

1. Mjerenje dužine i mase

Od davnina ljudi su se suočavali s potrebom da odrede udaljenosti, dužine objekata, vrijeme, površine, zapremine i druge veličine.

Naši preci su koristili vlastitu visinu, dužinu ruke, dlana i stopala kao sredstvo za mjerenje dužine.

Za određivanje velikih udaljenosti korištene su različite metode (domet strelice, "tube", bukve, itd.)

Takve metode nisu baš zgodne: rezultati takvih mjerenja uvijek se razlikuju, jer ovise o veličini tijela, snazi ​​strijelca, budnosti itd.

Stoga su se postupno počele pojavljivati ​​stroge mjerne jedinice, standardi mase, dužine.

Jedan od najstarijih mjernih instrumenata je vaga. Povjesničari vjeruju da su se prve vage pojavile prije više od 6 hiljada godina.

Najjednostavniji model vage - u obliku jarma jednakog kraka s visećim čašama - bio je naširoko korišten u starom Babilonu i Egiptu.

Organizacija studije

• Vaga sa vješalice

U svom radu odlučio sam pokušati sastaviti jednostavan model vage za tave, s kojim možete vagati male predmete, proizvode itd.

Uzeo sam običnu vješalicu, pričvrstio je na postolje, vezao plastične čaše za vješalice. Vertikalna linija označava položaj ravnoteže.

Utezi su potrebni za određivanje mase. Odlučio sam umjesto toga koristiti obične novčiće. Takvi "tegovi" su uvijek pri ruci, a dovoljno je samo jednom odrediti njihovu težinu da ih koristim za vaganje na svojoj vagi.

5 rub

50 kopejki

10 rub

1 rub

Organizacija studije

Eksperimenti sa vagama za ravnotežu

jedan . skala skale

Koristeći različite novčiće, stavite oznake na list papira koje odgovaraju težini novčića.

2. Vaganje

Pregršt slatkiša - balansiranih sa 11 različitih novčića, ukupne težine 47 grama

Kontrolno vaganje - 48 grama

Kolačići - balansirani sa 10 novčića težine 30 grama Na kontrolnoj vagi - 31 gram

Zaključak: od jednostavnih predmeta prikupio sam vage s kojima možete vagati s točnošću od 1-2 grama

Istraživački članak

2. Mjerenje vrijeme

U davna vremena ljudi su osjećali protok vremena

promjenu dana i noći i godišnjih doba i pokušao to izmjeriti.

Sunčani satovi su bili najraniji uređaji za određivanje vremena.

AT Ancient China za određivanje vremenskih intervala korišten je “sat” koji se sastojao od užeta natopljenog uljem, na kojem su se u pravilnim intervalima vezali čvorovi.

Kada je plamen stigao do sledećeg čvora, to je značilo da je prošao određeni vremenski period.

Po istom principu radili su i svijećnjaci i uljanice sa oznakama.

Kasnije su ljudi smislili najjednostavnije uređaje - pješčane i vodene naočale. Voda, ulje ili pijesak ravnomjerno teku od posude do posude, ovo svojstvo vam omogućava mjerenje određenih vremenskih perioda.

Sa razvojem mehanike u XIV - XV veku pojavili su se satovi sa fabrikom i klatnom.

Organizacija studije

• Vodeni sat napravljen od plastičnih boca

Za ovaj eksperiment koristio sam dvije plastične boce od 0,5 litara i koktel slamke.

Poklopce sam spojio dvostranom trakom i napravio dvije rupe u koje sam ubacio cijevi.

Sipao je obojenu vodu u jednu od boca i zašrafio čepove.

Ako okrenete cijelu strukturu, tada se tekućina prelijeva niz jednu od cijevi, a druga cijev je neophodna kako bi se zrak digao u gornju bocu

Organizacija studije

Eksperimenti sa vodenim satovima

Boca napunjena vodom u boji

Boca je napunjena biljnim uljem

Vrijeme protoka tekućine - 30 sekundi Voda teče brzo i ravnomjerno

Vrijeme protoka tečnosti - 7 min 17 sek

Količina ulja je odabrana tako da vrijeme protoka tekućine nije više od 5 minuta

Na boce je nanesena skala - oznake svakih 30 sekundi

Što je manje ulja u gornjoj boci, to sporije teče prema dolje, a razmak između oznaka postaje manji.

Zaključak: Dobio sam sat pomoću kojeg možete odrediti vremenske intervale od 30 sekundi do 5 minuta

Istraživački članak

3. Mjerenje temperature

Osoba može razlikovati toplotu od hladnoće, ali ne zna tačnu temperaturu.

Prvi termometar izumio je Italijan Galileo Galilei: staklena cijev se puni vodom više ili manje, ovisno o tome koliko se topli zrak širi u njoj ili hladan zrak skuplja.

Kasnije su na cijev primijenjene podjele, odnosno skala.

Prvi živin termometar predložio je Farenhajt 1714. godine, najniža tačka koju je smatrao tačkom smrzavanja fiziološkog rastvora.

Nama poznatu skalu predložio je švedski naučnik Andres Celzius.

Najniža tačka (0 stepeni) je temperatura topljenja leda, a 100 stepeni je tačka ključanja vode.

Organizacija studije

• termometar za vodu

Termometar se može sastaviti prema jednostavnoj shemi od nekoliko elemenata - tikvica (boca) s obojenom tekućinom, cijev, list papira za vagu

Koristio sam malu plastičnu flašicu, u koju sam sipao vodu, tonirao bojom, ubacio slamku od soka, sve popravio pištoljem za ljepilo.

Dok sam sipao rastvor, pobrinuo sam se da mali deo uđe u tubu. Posmatrajući visinu nastalog stupca tečnosti, može se suditi o promenama temperature.

U drugom slučaju sam plastičnu bocu zamijenio staklenom ampulom i na isti način sastavio termometar. Oba uređaja sam testirao u raznim uslovima.

Organizacija studije

Eksperimenti sa vodenim termometrima

Termometar 1 (sa plastičnom bocom)

Termometar je stavljen vruća voda- stup tečnosti je pao

Termometar je stavljen u ledenu vodu - stub tečnosti se podigao

Termometar 2 (sa staklenom sijalicom)

Termometar je stavljen u frižider.

Stupac tečnosti je pao, na konvencionalnom termometru oznaka je 5 stepeni

Termometar je postavljen na bateriju za grijanje

Stub tečnosti se podigao, na konvencionalnom termometru oznaka je 40 stepeni

Zaključak: Dobio sam termometar kojim se može grubo procijeniti temperatura okoline. Njegova tačnost se može poboljšati upotrebom što manje staklene cijevi; napunite bocu tekućinom tako da ne ostanu mjehurići zraka; umjesto vode koristite otopinu alkohola.

Istraživački članak

4. Mjerenje vlažnosti

Vlažnost je važan parametar svijeta oko nas, jer ljudsko tijelo vrlo aktivno reagira na njegove promjene. Na primer, kada je vazduh veoma suv, znojenje se pojačava i osoba gubi mnogo tečnosti, što može dovesti do dehidracije.

Poznato je i da, kako bi se izbjegle respiratorne bolesti, vlažnost zraka u zatvorenom prostoru treba biti najmanje 50-60 posto.

Vrijednost vlažnosti je važna ne samo za ljude i druge žive organizme, već i za tok tehničkih procesa. Na primjer, višak vlage može utjecati na ispravan rad većine električnih uređaja.

Za mjerenje vlažnosti koriste se posebni uređaji - psihrometri, higrometri, sonde i razni uređaji.

Organizacija studije

Psihrometar

Jedan od načina za određivanje vlažnosti zasniva se na razlici u očitavanju "suhih" i "mokrih" termometara. Prvi pokazuje temperaturu okolnog zraka, a drugi temperaturu vlažne krpe kojom je umotana. Koristeći ova očitavanja na posebnim psihrometrijskim tablicama, možete odrediti vrijednost vlažnosti.

AT plastična boca Ispod šampona sam napravio malu rupu u koju sam umetnuo špagicu, ulio vodu na dno.

Jedan kraj užeta je pričvršćen za tikvicu desnog termometra, drugi je stavljen u bocu tako da je bio u vodi.

Organizacija studije

Eksperimenti sa psihrometrom

Testirao sam svoj psihrometar mjerenjem vlažnosti u različitim uslovima.

Blizu baterije za grijanje

U blizini ovlaživača koji radi

Suvi termometar 23 º OD

Mokra sijalica 20 º OD

Vlažnost 76%

Suva sijalica 25 º OD

Mokra sijalica 19 º OD

Vlažnost 50%

zaključak: Saznao sam da se psihrometar sastavljen kod kuće može koristiti za procjenu vlažnosti prostorija

Zaključak

Nauka o mjerenjima je vrlo zanimljiva i raznolika, njena povijest počinje u davna vremena. Postoji ogroman broj različitih metoda i mjernih instrumenata.

Moja hipoteza je potvrđena - kod kuće možete simulirati jednostavne uređaje (vage, vodeni satovi, termometri, psihrometri) koji vam omogućavaju da odredite težinu, temperaturu, vlažnost i određene vremenske intervale.

Domaći aparati se mogu koristiti u običan život ako standardni mjerni instrumenti nisu bili pri ruci:

Pratite vrijeme tako što ćete raditi vježbe za trbušnjake, sklekove ili preskakanje užeta

Pratite svoje vrijeme četkanja

U učionici - provedite pet minuta samostalan rad

Bibliografija.

1. "Upoznajte se, ovo je ... izum"; Enciklopedija za djecu; Izdavačka kuća Makhaon, Moskva, 2013

2. „Zašto i zašto. Vrijeme"; Encyclopedia; Izdavačka kuća "Svijet knjige", Moskva 2010

3. „Zašto i zašto. Izumi"; Encyclopedia; Izdavačka kuća "Svijet knjige", Moskva 2010

4. „Zašto i zašto. Mehanika; Encyclopedia; Izdavačka kuća "Svijet knjige", Moskva 2010

5. "Velika knjiga znanja" Enciklopedija za djecu; Izdavačka kuća Makhaon, Moskva, 2013

6. Internet stranica "Entertaining-physics.rf" http://afizika.ru/

7. Web stranica "Satovi i izrada satova" http://inhoras.com/

Tema: Uradi sam fizički instrumenti i jednostavni eksperimenti s njima. Rad je završio: učenik 9. razreda - Roma Davidov Rukovodilac: nastavnik fizike - Khovrich Lyubov Vladimirovna Novouspenka - 2008.

Svrha: Izraditi uređaj, instalaciju fizike za demonstraciju fizičke pojave vlastitim rukama. Objasnite princip rada ovog uređaja. Demonstrirajte rad ovog uređaja.

HIPOTEZA: Izrađen uređaj, instalacija iz fizike za demonstriranje fizičkih pojava vlastitim rukama, primijeniti na lekciji. U nedostatku ovog uređaja u fizičkoj laboratoriji, ovaj uređaj će moći zamijeniti instalaciju koja nedostaje prilikom demonstracije i objašnjavanja teme.

Ciljevi: Napravite uređaje koji su od velikog interesa za učenike. Napravite uređaje koji nedostaju u laboratoriji. da naprave uređaje koji otežavaju razumijevanje teorijskog materijala iz fizike.

EKSPERIMENT 1: Prisilne vibracije. Ujednačenom rotacijom ručke vidimo da će se djelovanje periodično promjenjive sile prenijeti na opterećenje kroz oprugu. Mijenjajući se frekvencijom koja je jednaka frekvenciji rotacije ručke, ova sila će uzrokovati prisilne oscilacije opterećenja.Rezonancija je fenomen naglog povećanja amplitude prisilnih oscilacija.

Prisilne vibracije

EKSPERIMENT 2: Mlazni pogon. Postavit ćemo lijevak na stativ u prstenu, na njega pričvrstiti cijev s vrhom. Sipajte vodu u lijevak, a kada voda počne da teče s kraja, cijev će skrenuti u suprotnom smjeru. Ovo je mlazni pogon. Mlazno kretanje je kretanje tijela koje nastaje kada se neki njegov dio odvoji od njega bilo kojom brzinom.

Mlazni pogon

EKSPERIMENT 3: Zvučni talasi. Stegnite metalni lenjir u škripcu. Ali vrijedi napomenuti da ako većina ravnala djeluje kao škripac, tada, nakon što je izazvao njegove vibracije, nećemo čuti valove koje on stvara. Ali ako skratimo izbočeni dio ravnala i time povećamo frekvenciju njegovih oscilacija, tada ćemo čuti generirane elastične valove koji se šire u zraku, kao i unutar tekućine i čvrste materije nisu vidljive. Međutim, pod određenim uslovima oni se mogu čuti.

Zvučni talasi.

Iskustvo 4: Novčić u boci Novčić u boci. Želite li vidjeti zakon inercije na djelu? Pripremite flašu mlijeka od pola litre, kartonski prsten širine 25 mm i širine 0 100 mm i novčić od dvije kopejke. Stavite prsten na vrat boce, a na vrh stavite novčić tačno nasuprot otvoru grla boce (slika 8). Umetanjem ravnala u prsten, udarite ga po prstenu. Ako to učinite naglo, prsten će odletjeti i novčić će pasti u bocu. Prsten se kretao tako brzo da njegovo kretanje nije imalo vremena da se prenese na novčić i, prema zakonu inercije, ostao je na mjestu. I pošto je izgubio podršku, novčić je pao. Ako se prsten sporije pomiče u stranu, novčić će "osjetiti" ovo kretanje. Putanja njegovog pada će se promijeniti i neće pasti u grlo boce.

Novčić u boci

Eksperiment 5: Plutajući balon Kada duvate, mlaz vazduha podiže balon iznad cevi. Ali pritisak vazduha unutar mlaza je manji od pritiska „mirnog“ vazduha koji okružuje mlaz. Dakle, lopta se nalazi u nekoj vrsti vazdušnog levka, čije zidove formira okolni vazduh. Glatkim smanjenjem brzine mlaza iz gornje rupe, lako je „sletjeti“ lopticu na prvobitno mjesto.Za ovaj eksperiment će vam trebati cijev u obliku slova L, poput stakla, i lagana pjenasta kugla. Zatvorite gornji otvor cijevi kuglicom (slika 9) i dunite u bočni otvor. Suprotno očekivanjima, lopta neće izletjeti iz cijevi, već će početi lebdjeti iznad nje. Zašto se ovo dešava?

plutajuća lopta

Eksperiment 6: Kretanje tijela duž " mrtva petlja"Uz pomoć uređaja "dead loop" možete demonstrirati brojne eksperimente o dinamici materijalna tačka oko obima. Demonstracija se izvodi sljedećim redoslijedom: 1. Lopta se kotrlja niz šine sa najviše tačke kosih šina, gde je drži elektromagnet napajan na 24V. Lopta stabilno opisuje petlju i izleti određenom brzinom sa drugog kraja uređaja2. Lopta se kotrlja sa najniže visine kada lopta samo opisuje petlju bez pada sa svoje gornje tačke3. Sa još niže visine, kada se lopta, ne došavši do vrha petlje, odvoji od nje i padne, opisujući parabolu u zraku unutar petlje.

Kretanje tijela duž "mrtve petlje"

Iskustvo 7: Vazduh je vruć, a vazduh hladan. Povucite grlić obične flaše od pola litra balon(Sl. 10). Stavite bocu u šerpu vruća voda. Vazduh u boci će početi da se zagreva. Molekuli plinova koji ga čine kretat će se sve brže i brže kako temperatura raste. Jače će bombardovati zidove boce i lopte. Pritisak vazduha unutar boce će početi da raste i balon će se naduvati. Nakon nekog vremena, stavite bocu u lonac sa hladnom vodom. Vazduh u boci će početi da se hladi, kretanje molekula će se usporiti, a pritisak će pasti. Balon će se skupiti kao da je iz njega isisan vazduh. Ovako možete vidjeti ovisnost tlaka zraka od temperature okoline

Vazduh je vruć, a vazduh hladan

Iskustvo 8: Istezanje čvrstog tijela Uzimajući pjenastu šipku za krajeve, istežemo je. Jasno se može vidjeti povećanje udaljenosti između molekula. Također je moguće imitirati pojavu međumolekularnih sila privlačenja u ovom slučaju.

Istezanje krutog tijela

Test 9: Kompresija čvrstog tijela Sabijanje pjenastog bloka duž njegove glavne ose. Da bi to učinili, stavljaju ga na stalak, pokrivaju ga ravnalom odozgo i pritiskaju ga rukom. Uočava se smanjenje udaljenosti između molekula i pojava odbojnih sila između njih.

Kompresija krutog tijela

Iskustvo 4: Dvostruki konus se mota. Ovaj eksperiment služi da demonstrira iskustvo koje potvrđuje da je objekt koji se slobodno kreće uvijek lociran na takav način da težište zauzima najnižu moguću poziciju za njega. Prije demonstracije, trake se postavljaju pod određenim uglom. Da biste to učinili, dvostruki konus se stavlja svojim krajevima u izreze napravljene na gornjem rubu dasaka. Zatim se konus prebacuje dolje na početak dasaka i oslobađa. Konus će se pomicati prema gore sve dok njegovi krajevi ne padnu u izreze. U stvari, težište stošca, koji leži na njegovoj osi, biće pomereno nadole, što vidimo.

Dvostruki konus, namotavanje

Interes učenika za nastavu sa fizičkim iskustvom

Zaključak: Zanimljivo je posmatrati iskustvo nastavnika. Sprovesti ga sami je dvostruko zanimljivo. A provesti eksperiment s uređajem napravljenim i dizajniranim vlastitim rukama je od velikog interesa za cijeli razred. U takvim eksperimentima lako je uspostaviti odnos i izvući zaključak o tome kako određena instalacija funkcionira.