messwertsysteme - sharp · 2013. 11. 11. · wir untersuchen es mit dem labpro, der temperatursonde...

lehrerhandreichungEinsatz des Vernier LabPro im interdisziplinären Unterricht

Messwertsysteme

EL-9900G SIIGrafikrechner

Messdatenerfassung mit Sharp EL-9900G SII

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Inhaltsverzeichnis

Einführung................................................................................................................................ 2

Vorbereitungen......................................................................................................................... 3

Das Sensoren-Programm auf den EL-9900G SII laden ......................................................... 3

Prüfen, ob ein Sensor vom LabPro per Auto-ID erkannt wird............................................... 4

Überprüfen der Funktionalität des LabPro............................................................................. 4

Verbinden von LabPro und EL-9900G .................................................................................. 5

Benutzung des Programms LabProDE.................................................................................. 6

Experiment Espresso-Tasse.................................................................................................... 6

Untersuchung von Schallwellen............................................................................................. 8

Programme für die Kommunikation mit LabPro erstellen ............................................... 11

Einige Beispiele von sehr einfachen Programmen............................................................... 11 Zunächst ein wenig „Musik“ ........................................................................................................ 11 Noch eine „Spielerei“ ................................................................................................................... 12 Temperatur-Messung mit NRT-Datenverkehr.............................................................................. 12 Ein Programm für den Bewegungs-Sensor................................................................................... 14 Die Messung manuell starten........................................................................................................ 14 Die Messung durch Erfüllung einer Start-Bedingung starten....................................................... 15 Weitere Programmbeispiele.......................................................................................................... 15

Übersicht über die Befehle des LabPro................................................................................ 16 Befehl 0: Zurücksetzen des LabPro.............................................................................................. 16 Befehl 1: Einstellung der Kanäle.................................................................................................. 16 Befehl 3: Einstellung der Messungen ........................................................................................... 16 Befehl 4: Umwandlungsgleichung ............................................................................................... 17 Befehl 5: Datenempfang............................................................................................................... 17 Befehl 6: System-Setup ................................................................................................................ 17 Befehl 7: System-Status abfragen................................................................................................. 17 Befehl 102: Stromversorgung der Sonden-Eingänge einstellen ................................................... 18 Befehl 1998: Leuchtdioden am LabPro ansteuern........................................................................ 18 Befehl 1999: Lautsprecher des LabPro ansteuern ........................................................................ 18

Das Programm LabProDE.................................................................................................... 19 Verwendete Variablen .................................................................................................................. 19 Der kommentierte Programm-Code ............................................................................................. 19

Fehlersuche ............................................................................................................................. 27

© 2011, Sharp Electronics (Europe) GmbH


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Einführung

Der Sharp Grafikrechner EL-9900G SII kann fächerübergreifend in den Naturwissenschaften eingesetzt werden, um Messdaten zu erfassen. Das Erfassungsgerät lässt sich direkt an den Grafikrechner anschließen und ermöglicht dem Schüler, Versuche anschaulich durchzuführen und praxisnah zu verstehen. Im Biologieunterricht kann z. B. die Lichtintensität, in der Chemie die Temperatur oder im Physikunterricht die Spannung gemessen werden. Der Schüler muss jetzt nicht mehr die Messergebnisse an Geräten, wie z.B. dem Voltmeter, ablesen, sondern bekommt die Ergebnisse nach Beendigung des Versuchs auf seinen Sharp EL-9900G SII überspielt, um die Ergebnisse direkt im Grafikrechner zu analysieren.

Der Grafikrechner arbeitet mit dem folgenden Messwertsystem und dessen Sensoren:

Messwertsystem Unterstützte Sensoren* Artikelnummer der Sensoren

Vernier LabPro #

http://www.vernier.com/downloads/

Licht

Bewegung (Ultraschall)

Temperatur

Spannung

Mikrofon

Doppelstreckenkraft

Magnetische Feldstärke

Geringe Beschleunigung

LS-BTA

MD-BTD

TMP-BTA

VP-BTA

MCA-BTA

DFS-BTA

MG-BTA

LGA-BTA

* Stand November 2011 # Das Vernier CLB bzw. CLB 2 kann nicht verwendet werden, da diese Systeme nur mit den Texas

Instruments Grafikrechnern zusammenarbeiten, die automatisch erkannt werden. Siehe hierzu auch das LabPro Handbuch und weitere Informationen im Download-Bereich der englischen Website von Vernier.

Wenn Sie die Unterstützung weiterer Sensoren benötigen, wenden Sie sich bitte an das Schulrechner-Team: [email protected]

Viel Spaß beim Experimentieren. Ihr Sharp-Team

Handreichung erstellt von Sylvia Lange Hinweise Bitte beachten Sie bei der Nutzung des Messgerätes von Vernier LabPro die Hinweise in der Bedienungsanleitung. Bitte informieren Sie sich auch in der Bedienungsanleitung des Sharp EL-9900G SII über eventuelle Warnhinweise.

Bitte bedienen Sie die Geräte nur wie beschrieben und verwenden Sie nur die vorgeschriebenen Batterien. Die Spezifikationen und das Design der Geräte kann jederzeit ohne vorherige Ankündigung geändert werden. Alle in dieser Handreichung genannten Unternehmens- oder Produktnamen sind Marken und/oder eingetragene Marken der jeweiligen Rechteinhaber.



mailto:[email protected]


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Vorbereitungen

Das Sensoren-Programm auf den EL-9900G SII laden

Um das LabPro vom EL-9900G SII aus anzusteuern, muss zunächst das Programm LabProDE auf dem EL-9900G SII installiert werden. Auf unserer Internetseite www.sharp-in-der-schule.de wählen Sie den Menüpunkt ‚Infos für Lehrer und Schule’ Schulrechner Materialien für Lehrer Messwertsysteme. Dort finden Sie die Datei LabProDE.g4p, die Sie auf Ihrem PC speichern. Um das Programm LabProDE von Ihrem PC auf den GTR zu übertragen, benötigen Sie das PC-Link-Programm CE-LK4. Wenn auf Ihrem PC die Software CE-LK4 noch nicht vorhanden ist, so installieren Sie diese. Siehe dazu die dem PC-Link-System beiliegende Bedienungsanleitung und ggf. die Lehrerhandreichung GTR-LEHRERHBSII S. 24.1 Nun schließen Sie den EL-9900G SII mit dem CE-LK4-Verbindungskabel an einen USB-Anschluss Ihres PCs an. Überprüfen Sie, ob beide gelbe Stecker am Taschenrechner und am USB-Adapterkabel wirklich hörbar eingerastet sind. Werden Sie daraufhin gefragt, ob Sie den Treiber SunPlus installieren möchten, so bejahen Sie dies bitte. Starten Sie das Programm CE-LK4 und wählen Sie im Menü Link den Befehl Communication Port und dann Auto Setting, um den richtigen Com-Port zu finden. Der GTR muss dabei eingeschaltet sein. Prüfen Sie mit dem Screen-Capture-Symbol in der Symbolleiste, ob GTR und PC korrekt verbunden sind. Wenn Sie die aktuelle Anzeige des EL-9900G SII nun auf dem PC sehen,funktioniert die Verbindung zwischen GTRund PC, sodass Sie nun das Programm LabProDE auf den GTR übertragen können.Dazu betätigen Sie das Symbol „Send“ inder Symbolleiste. Nach wenigenAugenblicken öffnet sich ein Fenster. Dortwählen Sie das Verzeichnis, in dem die Datei LabProDE.g4p gespeichert wurde. Siedoppelklicken oben links die DateiLabProDE.g4p, sodass sie im unteren Teildes Fensters unter File Selected erscheint,und bestätigen mit OK. Sobald sich das Fenster, in dem angezeigtwird, dass LabProDE.g4p übertragen wird,schließt, ist der Datentransfer beendet.

Bei Aufruf von P A am EL-9900G erscheint nun das Programm LabProDE. Evt. müssen Sie erst nach unten scrollen, um den Programmnamen LabProDE zu sehen.

1 Das Programm mit dem älteren PC-Link-System CE-LK2 zu überspielen ist natürlich auch möglich.


http://www.sharp-in-der-schule.de/


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Prüfen, ob ein Sensor vom LabPro per Auto-ID erkannt wird

Mit dem Programm LabProDE können Sie alle Sensoren benutzen, die das LabPro per Auto-ID erkennt. Um zu prüfen, ob ein Sensor erkannt wird, gehen Sie folgendermaßen vor: Schließen Sie das LabPro an die Netzversorgung an. Die Buchse für den AC-Eingang befindet sich unten links am Gerät (siehe S. 5). Warten Sie das Tonsignal des LabPro ab. Stecken Sie zunächst keinen Sensor am LabPro ein und betätigen Sie die Quick-Setup-Taste. Sie hören einen kurzen tiefen Ton gefolgt von zwei hohen. Die rote Leuchtdiode leuchtet kurz auf. So reagiert das Gerät, wenn es keine Sonde automatisch erkennt. Wenn Sie eine Sonde anschließen, die erkannt wird, z.B. die Temperatur-Sonde (TMP-BTA) an Ch12, und Sie betätigen wieder die Quick-Setup-Taste, so hören Sie nun einen kurzen tiefen Ton gefolgt von zwei mittleren. Die rote LED bleibt dunkel, es leuchten kurz die orangefarbene und die grüne LED. Auf diese Weise können Sie also leicht – sogar ohne Benutzung des EL-9900G – prüfen, ob Sie einen Sensor mit dem Programm LabProDE nutzen können. Wird ein Sensor nicht automatisch erkannt, kann er trotzdem mit dem EL-9900G benutzt werden. Die dem Sensor beiliegende Bedienungsanleitung gibt Auskunft, wie der Sensor zu benutzen ist und wie die Daten, die an den EL-9900G übertragen werden, zu interpretieren sind. Dazu kann es notwendig sein, eigens ein Programm für den Umgang mit diesem Sensor zu schreiben, bzw. ein bestehendes zu modifizieren. Wenn Sie dabei Hilfe benötigen, wenden Sie sich bitte an [email protected].

Überprüfen der Funktionalität des LabPro

Wenn Sie Zweifel haben, ob ein LabPro-Gerätoder eine Mess-Sonde korrekt funktioniert, installieren Sie die kostenlose Software Logger Lite von Vernier auf Ihrem PC. Sie können das Programm auf der Vernier-Homepage http://www.vernier.com/downloads/ downloaden. Melden Sie sich auf Ihrem System als Administrator an, starten Sie die Datei LoggerLite15Installer.exe und folgen Sie den Anweisungen auf dem Bildschirm. Ist das Programm installiert, schließen Sie das LabPro über das USB-Kabel an ihrem PC an. Die USB-Buchse befindet sich an der rechten Seite des LabPro neben der seriellen Buchse. Schieben Sie ggf. das Plastik-Blättchen nach rechts, um die USB-Buchse freizulegen.

Schließen Sie eine Sonde an das LabPro an, starten Sie das Programm Logger Lite und betätigen Sie die Leertaste, um eine Messreihe zu starten.

2 Es kann Ihnen übrigens ohne Gewaltanwendung nicht passieren, eine analoge Sonde an den digitalen Eingang anzuschließen oder umgekehrt. Die Stecker der analogen Sensoren passen nur an die analogen Eingänge Ch1 bis Ch4 auf der linken Seite des Geräts und die digitalen an die Eingänge Dig/Sonic 1 und 2.


mailto:[email protected]



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Verbinden von LabPro und EL-9900G

Sie können das LabPro und den EL-9900G SII ausschließlich über den seriellen Eingang am LabPro verbinden (markiert mit IOIOI). Der Anschluss über USB funktioniert nur mit einem Computer. Sie können dazu das Plastik-Blättchen hin- und herschieben, sodass entweder der USB-Eingang oder der serielle Eingang frei liegt.

Sie benötigen für die Verbindung von LabPro und EL-9900G einen Adapter von Mini-Klinke auf eine 9-polige serielle Buchse sowie einen Adapter von einem 9-poligen seriellen Stecker auf einen runden seriellen Stecker (8-Kontakte im Inneren).

Wenn Sie diesen Adapter nicht besitzen, wenden Sie sich an das Sharp Schulteam.

Verbinden Sie die serielle Buchse und Stecker und stecken Sie die Mini-Klinke am EL-9900G ein, sodass diese mit einem kleinen Klick hörbar einrastet. Dann stecken Sie den runden seriellen Stecker an der linken Seite des LabPro ein.

Hier sehen Sie den Aufbau für ein Experiment mit der Temperatur-Sonde.



Benutzung des Programms LabProDE

Achtung: Bei einer Fehlermeldung während des Programms LabProDE oder wenn Sie den Programmablauf mit C abbrechen, betätigen Sie bitte nicht die Pfeiltasten, um die

Fehler-Anzeige zu verlassen, sondern immer C. Andernfalls könnten Sie ungewollt den Programmcode verändern. In dem Fall müssten Sie das Programm LabProDE erneut auf den EL-9900G übertragen.

Experiment Espresso-Tasse

Lohnt es sich für Kaffee-Trinker, eine Espresso-Tasse vorzuwärmen? Wir untersuchen es mit dem LabPro, der Temperatursonde und dem EL-9900G SII. Vorbereitung: Wir benötigen eine Espresso-Tasse mit Zimmertemperatur und heißes Wasser. Wir schließen das LabPro an die Stromversorgung an, stecken die Temperatursonde an Channel 1 auf der linken Seite des Gerätes an und verbinden LabPro und EL-9900G SII wie auf S. 5 beschrieben. Wir rufen über P A das Programm LabProDE auf. Sollte es nicht auf dem GTR installiert sein, siehe S. 3.

Wir gelangen in das Hauptmenü des Programms. Beijedem neuen Aufruf müssen wir zunächst imMenüpunkt 1 die Anzahl und Art der benutztenSonden wählen.

Wir können mit bis zu drei Sonden simultan messen. Für unseren Versuchwählen wir 1 für eine Sonde. Anschließend wählen wir die Art der

Sonde: 3 für Temperatur.

Wir werden aufgefordert, die Sonde an Channel 1 anzuschließen und denQuick-Setup-Knopf des LabPro zu betätigen. Wenn das LabPro betriebsbereit ist, ertönt ein Signal mit einem tiefen Ton, gefolgt von zweimittleren.

Wir gelangen zurück ins Hauptmenü und wählen dort 2 für Daten sammeln. Es folgt eine Sicherheitsfrage, um zu prüfen, ob die Gerätekorrekt verbunden sind. Bestätigen Sie nur dann mit 1, wenn Sie die Tönegehört haben und die LEDs am LabPro leuchten.

Wir werden gefragt, ob die Messungen manuell, d.h. durch Drücken von Start am LabPro, oder automatisch gestartet werden sollen. Wir wählen1.

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Wir wollen die Temperatur über einen Zeitraum von 5 Minuten überwachen,alle 5 Sekunden soll gemessen werden. Wir geben also die Intervalllänge in Sekunden sowie die Anzahl der Messungen ein, bestätigen jeweils mit E und nach kurzer Zeit erscheint die Aufforderung START-KNOPF

DES LABPRO DRUECKEN. Am LabPro leuchten nun die orangefarbene und grüne LED, um die Bereitschaft zum Start der Messung anzuzeigen. Nun haben wir Zeit, die Espresso-Tasse mit heißem Wasser zu befüllen und die Sonde zu platzieren. Sind wir damit fertig, betätigen wir Startam LabPro. Das LabPro beginnt mit den Messungen: Auf dem GTR wird MESSE ... angezeigt, und bei jeder Messung leuchtet am LabPro die grüne Leuchtdiode. Die orangefarbene LED erlischt. Sind die Messungen beendet – in diesem Fall nach fünf Minuten – erhalten wir den Hinweis, dass die Ergebnisse in L1 bis L6 gespeichert sind. Inunserem Fall nur in L1 und L2, da wir nur eine Sonde benutzt haben. Wir gelangen ins Hauptmenü des Programms und verlassen dieses mit 3C.

Achtung: Bevor wir nun das Vergleichsexperiment mit der vorgewärmtenEspresso-Tasse durchführen, ist es wichtig, die Daten der Listen L1 und L2 zu sichern, da diese bei einem erneuten Aufruf von LabProDE gelöscht werden. Wir speichern sie in den Listen L3 und L4.

Wir füllen die Espresso-Tasse mit heißem Wasser, um sie vorzuwärmen. Anschließend rufen wir LabProDE auf und gehen vor wie beim ersten Experiment. Bevor wir den Start-Knopf des LabPro betätigen, entleeren wir die Espresso-Tasse und befüllen sie erneut mit heißem Wasser. Wenn nach fünf Minuten die Messungen abgeschlossen sind, richten wirzwei Datenplots für die Messergebnisse ein. Wir betätigen [ A und nehmen die Einstellungen wie nebenstehend vor. Die Darstellungsart erhaltenwir, indem wir den Cursor auf GRAPH bewegen und [ G 1betätigen.

Auf die gleiche Weise richten wir den zweiten Datenplot ein: #[ B.

Wir wählen Z A 9, um automatisch geeignete Fenstereinstellungen zu bekommen.

Die Plots können nun mit U untersucht werden:Der „Espresso“ in der vorgewärmten Tasse hatte nach20 Sekunden noch eine Temperatur von 85°C,während der in der zimmerwarmen Tasse bereits auf 71°C abgekühlt war.

Eine Wertetabelle des Experiments können Sie mit S A E aufrufen.




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Untersuchung von Schallwellen

Wir wollen den Unterschied des Tons einer Stimmgabel mit einem gesungenen Ton untersuchen. Vorbereitung:

Wir benötigen für dieses Experiment eine Stimmgabel3 und den Mikrofon-Sensor. Wir schließen das LabPro an die Stromversorgung an, stecken das Mikrofon an Channel 1 auf der linken Seite des Gerätes ein und verbinden LabPro und EL-9900G wie auf S. 5 beschrieben.

Für das Experiment ist es wichtig, dass es im Raum ruhig ist, damit keine anderen Geräusche den sehr leisen Klang der Stimmgabel überlagern. Wir rufen über P A das Programm LabProDE auf. Sollte es nicht auf dem GTR installiert sein, siehe S. 3.

Im Hauptmenü wählen wir 1. Wir arbeiten mit

einer Sonde, wählen also bei Anzahl der Untersuchungen 1 und 4 für Mikrofon.

Wir werden aufgefordert das Mikrofon an Channel 1 anzuschließen und denQuick-Setup-Knopf des LabPro zu betätigen. Wenn das LabPro betriebsbereit ist, ertönt ein Signal mit einem tiefen Ton, gefolgt von zweimittleren.

Wir gelangen zurück ins Hauptmenü und wählen dort 2 für Daten sammeln. Achtung: Wenn der EL-9900G und das LabPro nicht verbunden sind, hängt sich der GTR bei Aufruf dieses Menüpunkts auf. In dem Fall muss man das Batteriefach öffnen und schließen und den GTR anschließend wieder einschalten. Um dieses Aufhängen zu vermeiden erscheint die Sicherheitsfrage, ob der Ton am LabPro gehört wurde. Wir werden gefragt, ob die Messungen manuell, d.h. durch Drücken vonStart am LabPro, oder automatisch gestartet werden sollen. Wir wählen1.

3 Am besten ist es, wenn Sie eine sehr große, laute Stimmgabel zur Verfügung haben. Ansonsten nehmen Sie den Ton über ein hochwertiges Mikrophon auf, spielen den Ton an einer Stereoanlage laut ab und nehmen so den Ton über den Vernier Mikrophon-Sensor ab. Oder aber Sie erzeugen auf andere Weise einen Sinuston, z.B. am PC.


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Wir wählen die kleinstmögliche Intervall-Länge 10-4 Sekunden4 und 100 Messungen. Wir warten auf die Anzeige START-KNOPF DES LABPRO DRUECKEN. Dann bringen wir die Stimmgabel zum Klingen, halten sie vordas Mikrofon und betätigen START am LabPro.

Das LabPro beginnt mit den Messungen: Auf dem GTR wird MESSE ... angezeigt, und die grüne Leuchtdiode am LabPro leuchtet kurz auf. Sind die Messungen beendet, erhalten wir den Hinweis, dass die Ergebnissein L1 bis L6 gespeichert sind. In unserem Fall nur in L1 und L2, da wir nureine Sonde benutzt haben. Wir gelangen ins Hauptmenü des Programms und verlassen dieses mit 3 C.

Achtung: Bevor wir ein Vergleichsexperiment mit einer anderenSchallquelle durchführen, ist es wichtig, die Daten von L1 und L2 zu sichern, da diese bei einem erneuten Aufruf von LabProDE gelöscht werden.Wir speichern sie in den Listen L3 und L4.

Wir richten mit [ A einen Datenplot ein. Um die Linienart zu

wählen, bewegen wir den Cursor auf GRAPH und wählen [ H

1.

Wir wählen Z A 9, um automatischgeeignete Fenstereinstellungen zu bekommen. Wieerwartet zeigt sich eine Sinusschwingung.

Wir wiederholen das gleiche Experiment mit einer anderen Schallquelle,z.B. menschlicher Stimme oder einem Musikinstrument, und richten wiedereinen Datenplot ein, um zu vergleichen. Hier singt z.B. eine Frauenstimmeden Kammerton a' mit 440 Hz.

4 Die kleinstmögliche Intervalllänge des LabPro ist noch sehr viel kleiner (siehe S. 16), jedoch hat jeder Sensor eine Untergrenze für die Intervalllänge, die u.U. sehr viel größer sein kann als 20 µs. Diese ist dem LabPro Technical Manual zu entnehmen (Anhang C). Die Mindestgröße der Intervalllänge für den Mikrophon-Sensor ist 100 µs.



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Analyse mittels einer Regression Mittels einer Regression können wir nun verschiedene Parameter des Tonesbestimmen. Zunächst kopieren wir das Listenpaar und speichern es nocheinmal in L5 und L6 ab.

Wir kürzen die Listen, indem wir die Dimension auf 30 heruntersetzen. Der Befehl dim ist unter l A 3 zu finden. Dies soll bewirken,

dass wir durch weniger Daten mit Reg_sin schneller zu einem Ergebnis kommen.

Wir rufen Reg_sin über S D

14 auf und ergänzen als Argumente diebeiden Listennamen und den Namen der Funktionsvariablen, in der das Ergebnis gespeichertwerden soll.

Unter Y können wir sehen, dass das Ergebnis in

Y1 gespeichert wurde. Mit G betrachten wir denGraphen und sehen, dass die Regression für dieDaten, die verwendet wurden sehr gut stimmt, d.h. fürdas linke Drittel des hier angezeigten Graphen.



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Programme für die Kommunikation mit LabPro erstellen

Wer für die Experimente nur das fertige Programm LabProDE benutzen möchte, kann die Lektüre dieses Kapitels überspringen. Es ist nur dann von Interesse, wenn man das Programm nach eigenem Gusto modifizieren möchte oder ganz eigene Programme für den Datenverkehr zwischen LabPro und EL-9900G SII schreiben möchte. In diesem Fall sei zusätzlich auf das LabPro Technical Reference Manual verwiesen, das in englischer Sprache auf www.vernier.com kostenlos heruntergeladen werden kann.

Einige Beispiele von sehr einfachen Programmen

Zunächst ein wenig „Musik“ Wir fangen bescheiden an: Hier wird noch nichts gemessen. Es soll hier nur darum gehen, zu verstehen, wie das LabPro vom EL-9900G aus angesteuert wird. Was zunächst wie eine Spielerei aussieht, werden wir später im Programm LabProDE benutzen, um zu prüfen, ob EL-9900G und LabPro korrekt miteinander verbunden sind. Send {0},2 Das LabPro wird zurückgesetzt. Alle evt. noch im LabPro vorhandenen Messdaten und

Einstellungen werden gelöscht. Die Kommunikation funktioniert über das Senden undEmpfangen von Listen. Das erste Element der Liste ist der Befehlsname, hier also Null. Bei jedem Send- und Get-Befehl muss bei der Kommunikation mit dem LabPro ,2ergänzt werden. Hängt sich der GTR bei selbsterstellten Programmen auf, ist ganz oftdie Ursache, dass diese Zwei vergessen wurde.

Send {6,4},2 Befehl 6 „System Setup“ ist ein Befehl, bei dem zusätzlich zum Namen als weitereListenelemente Argumente übertragen werden. Das Argument 4 steht beim Befehl 6 für „Sounds am LabPro einschalten“.

2000=>A 4000=>V

Die Variablen A und V werden im Folgenden benutzt, um die Länge einer Viertel- und Achtelnote anzugeben.

Send {1999,V,182},2 Send {1999,V,136},2 Send {1999,A,136},2 Send {1999,A,121},2 Send {1999,A,136},2 Send {1999,A,144},2 Send {1999,V,162},2 Send {1999,V,162},2

Der Befehl 1999 dient dazu, das LabPro Sounds erzeugen zu lassen. Die Syntax ist{1999, Länge des Tons, Periodenlänge}. Die Einheit der Länge des Tons ist nichtMillisekunde. Sie werden merken, dass eine Viertelnote in diesem Programmwesentlich kürzer als 4 Sekunden ist. Die Angabe der Periodenlängen statt der Frequenzist ungewöhnlich. Große Zahlen stehen hier also für tiefe Töne, kleine für hohe.

Send {1999,V,162},2 Send {1999,V,121},2 Send {1999,A,121},2 Send {1999,A,108},2 Send {1999,A,121},2 Send {1999,A,136},2 Send {1999,V,144},2 Send {1999,V,182},2 End Bevor Sie das Programm starten, betätigen Sie am LabPro die Quick Setup-Taste. Wenn Sie dabei keinen Ton hören, prüfen Sie die Stromversorgung des LabPro.


http://www.vernier.com/


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Wenn Sie das Programm auf dem GTR starten und nichts hören, dann ist hierfür die wahrscheinlichste Ursache, dass LabPro und GTR nicht korrekt miteinander verbunden sind. Die Mini-Klinke am EL-9900G muss mit einem Klick einrasten. Es könnte aber auch an der Stromversorgung eines der Geräte liegen. Für das LabPro ist grundsätzlich Netzbetrieb zu empfehlen, um diese Fehlerquelle auszuschließen. Haben die Batterien im EL-9900G nicht mehr die ausreichende Leistung, erscheint ein I/O-Error. Sie können die Leistung der Batterien im EL-9900G überprüfen indem Sie diesen aus- und wieder einschalten. Erscheint nicht die Meldung The OPERATING batteries are depleted, sollten die Batterien in Ordnung sein. Es kommt jedoch auch vor, dass die Batterieleistung schon nicht mehr ausreicht, obwohl diese Warnung noch nicht angezeigt wird.

Noch eine „Spielerei“ Im folgenden Programm-Beispiel lernen Sie weitere Befehle des LabPro kennen: Den Befehl 7 und 1998. Hier wird zum ersten Mal auch in der anderen Richtung kommuniziert: Es wird eine Antwort vom LabPro empfangen. Send {0},2 Zurücksetzen des LabPro wie im vorangegangenen Beispiel. Send {7},2 Befehl 7 dient dazu, den System-Status des LabPro zu prüfen. Hier werden keine

Argumente übertragen. Get L1,2 Print „L1(2)“ Print L1(2) Print „L1(14)“ Print L1(14)

Dem Befehl 7 muss ein Get-Befehl folgen, um die Antwort des LabPro abzurufen. Die Antwort ist eine Liste. Aus dieser Liste sind vor allem das zweiteund vierzehnte Listenelement von Interesse. Das zweite gibt Auskunft, ob einFehler vorliegt. 0 steht für „fehlerfrei“. Für die Fehlercodes siehe das LabProTechnical Manual von Vernier auf S. B-2. Das 14. Listenelement gibt an, ob das LabPro im Leerlauf ist (1), bereit ist zumessen (2), gerade misst (3) oder fertig (4) ist. Hier sollte also 0 und 1 stehen.

Send {1998,1,1},2 Send {1998,2,1},2 Send {1998,3,1},2 Print „ALLE LEDS AUF 1“

Der Befehl 1998 steuert die LEDs des LabPro an. Syntax: {1998, Nummer derLED, an oder ausschalten}. Die LEDs sind von links nach rechts nummeriert,also 1 für rot, 2 für orange und 3 für grün. 0 steht für Ausschalten und 1 fürEinschalten.

Wait Print „ALLE LEDS AUF 0“ Send {1998,1,0},2 Send {1998,2,0},2 Send {1998,3,0},2 Print „MIT [CL] BEENDEN.“ End

Temperatur-Messung mit NRT-Datenverkehr Im Folgenden soll ein Programm vorgestellt werden, das eine Temperatur-Messung mit vorgegebener Intervalllänge und Anzahl von Messungen durchführt. Die Daten werden dabei im Non-Real-Time-Modus (NRT) übertragen. Das bedeutet, das LabPro speichert alle Messungen in einer Liste. Diese wird er nach Ende der Messung an den EL-9900G übertragen. Dieses Programm soll dem Verständnis der Funktionsweise der Kommunikation zwischen beiden Geräten dienen. Es ist deshalb spartanisch: Die Interaktion mit dem Nutzer fehlt. Dieses Programm ist also ohne Änderungen und Ergänzungen nicht für den praktischen Einsatz im Unterricht geeignet. Es dient hier ausschließlich pädagogischen Zwecken. Auch



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wurde darauf verzichtet, in dem Programm auf Fehlermeldungen des LabPro zu reagieren, um das Programm so einfach und kurz wie irgend möglich zu halten. Die Interpretation der Antworten auf den Befehl 7 wird hier dem Nutzer überlassen. Die Lang-Version des Programms folgt auf S. 19. Bevor Sie dieses Programm starten, vergewissern Sie sich, dass EL-9900G und LabPro korrekt verbunden sind, die Mini-Klinke bis zum Klicken eingesteckt ist, das LabPro im Netzbetrieb ist und die Batterien im EL-9900G noch ausreichende Leistung haben. Eine Fehlermeldung I/O-Error hat oft unzureichende Stromversorgung des EL-9900G als Ursache. Betätigen Sie einmal die Quick-Setup-Taste am LabPro. Send {0},2 Das LabPro wird zurückgesetzt. Send {6,4},2 Die Sounds am LabPro werden eingeschaltet. Print „Status nach 0“ Send {7},2 Get L1,2 Print L1(2) Print L1(14)

Der Befehl 7 ruft den Status des LabPro ab. Siehe oben. Hier sollte 0 und 1 stehen.

Send {102,-2},2 Hier wird die Stromversorgung für alle Kanäle eingeschaltet. Send {1,1,1,0},2 Der Befehl 1 konfiguriert die Kanäle, also die Sonden-Eingänge.

Syntax: Send {1, Kanal, Art des Sensors bzw. 1 für automatische Erkennung,Umwandlungsgleichungen}, 2. Hier wird also Ch1 auf Empfang gestellt, die Sonde soll automatisch erkanntwerden, und die 0 steht dafür, dass im LabPro keine weiteren Berechnungen mit den Ergebnissen vorgenommen werden sollen.

Send {3,.1,20,0},2 Mit Befehl 3 wird angegeben, wie gemessen werden soll. Syntax: Send {3, Intervalllänge, Anzahl Messungen, wann Messung starten}, 2. Hier wird alle 0,1s gemessen, 20 Mal und die Null gibt an, dass das LabPro sofort mit den Messungen beginnen soll.

Print „Status nach 3“ Send {7},2 Siehe oben. Hier sollte nun 0 und 2 oder 3 stehen. Get L1,2 Print L1(2) Print L1(14) Send {5,1,0},2 Mit Befehl 5 wird angezeigt, welche Daten mit dem nächsten Get-Befehl

empfangen werden sollen: Syntax: Send {5, Kanal,Art der Daten}, 2. Hier werden also die Daten von Ch1 empfangen. Die Null gibt an, dass dieDaten nicht bearbeitet werden sollen.

Get L2,2 Die Daten werden empfangen und in Liste L2 gespeichert. Print „Daten ausgelesen.“ Send {5,-1,0},2 Get L1,2

Bei Befehl 5 kann statt einer Kanal-Nummer -1 angegeben werden, um die Messzeiten zu empfangen. Diese werden hier in L1 gespeichert.

Print „Zeiten ausgelesen.“ Print „Cl zum Beenden.“ End Nach Ende des Programms sind die Zeiten in L1 und die Temperaturen in L2gespeichert. Diese können mit S A E betrachtet werden, falls

die Einstellungen unter [ wie nebenstehend vorgenommen wurden.



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Ein Programm für den Bewegungs-Sensor Der Bewegungs-Sensor wird zwar auch automatisch erkannt, unterscheidet sich aber in der Ansteuerung von den meisten anderen Sensoren, weil er über den DIG/Sonic 1-Eingang auf der rechten Seite des LabPro-Gerätes angesteuert wird. Zu diesem Eingang gehört der Kanal 11. Send {0},2 Das LabPro wird zurückgesetzt. Send {6,4},2 Die Sounds am LabPro werden eingeschaltet. Send {1999,2000,182},2 Das LabPro erzeugt einen Ton. Falls Sie hier nichts hören, überprüfen Sie die

Verbindung der beiden Geräte und den Zustand der Batterien. Siehe auch S. 27. Send {1,11,1,0},2 Auf Kanal 11 (=DIG/SONIC 1) soll ein Sensor per Auto-ID erkannt werden. Send {3,0.1,50,0},2 Es soll 50 Mal gemessen werden im Abstand von 0,1 Sekunden. Die Messung

beginnt sofort. Send {7},2 Get L1,2

Der Status des LabPro wird geprüft. Hier sollte 0 und 2 oder 3 stehen.

Print L1(2) Print L1(14) Send {5,11,0,0},2 Die Daten von Kanal 11 sollen ausgelesen werden. Get L2,2 Send {5,-1,0},2 Kanal -1 steht für die Messzeiten. Get L1,2 Print „DATEN AUSGELESEN“ Send {7},2 Get L3,2

Es wird noch einmal der Status des LabPro geprüft. Hier sollte jetzt 0 und 4 für „done“ erscheinen.

Print L3(2) Print L3(14) Print „MIT [CL] BEENDEN“ Mit dem Bewegungs-Sensor zu guten Daten zu kommen, ist nicht ganz leicht. Die Messungen können z.B. durch Computer gestört werden, die in der Nähe sind, durch Gegenstände, die im Einfallwinkel sind und auch durch einen überakustischen Raum. Soll z.B. die Bewegung einer Person gemessen werden, so wird empfohlen, dass diese einen reflektierenden Gegenstand trägt, z.B. eine Pizza-Schachtel oder ein großes Buch. Konsultieren Sie hierzu auch die Bedienungsanleitung des Bewegungs-Sensors.

Die Messung manuell starten Bei manchen Experimenten braucht man die volle Kontrolle über den genauen Startzeitpunkt der Messung. Hier empfiehlt sich der manuelle Start-Modus. Durch Drücken von START am LabPro wird die Messung gestartet. Dies wird über den Befehl 3 angegeben. Send {0},2 Send {6,4},2 Send {102,-2},2

Wie in den obigen Beispielen: rücksetzen, Sounds einschalten, Stromversorgung der Kanäle einschalten.

Send {1,1,1,0},2 Ein Sensor soll an Ch1 automatisch erkannt werden. Send {3,.5,10,1},2 10 Messungen im Abstand von 0.5 Sekunden. Die 1 steht für den Trigger-

Type manuell, d.h. die Messung wird vom Nutzer durch Betätigen derSTART/STOP-Taste gestartet.

Print „START-KNOPF AM LABPRO“ An dieser Stelle im Programm-Ablauf sollen die orange-farbene und gründe LED am LabPro leuchten. Bei jeder Messung leuchtet die grüne LED auf. Print „DRUECKEN.“

Send {5,1,0},2 Auslesen von Messdaten und Messzeiten wie in den obigen Beispielen. Get L2,2 Send {5,-1,0},2 Get L1,2 End



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Die Messung durch Erfüllung einer Start-Bedingung starten Im Folgenden Beispiel wollen wir mit der Temperatur-Sonde messen und die Messung starten lassen, sobald die Temperatur über 40°C angestiegen ist. Zusätzlich möchten wir die letzten zwei Werte vor Erreichen der Grenze speichern. Send {0},2 Send {6,4},2

Wir lassen den Anfang des Programms wie in den vorangegangenen Beispielen.

Print „STATUS NACH 0" Send {7},2 Get L1,2 Print L1(2) Print L1(14) Send {102,-2},2 Send {1,1,1,0},2 Wir messen auf CH1, die Sonde soll automatisch erkannt werden. Send {3,.5,10,4,1,40,20,0,1},2 Hier haben wir jetzt eine lange Liste von Argumenten: 0.5 für 0.5s

Intervalllänge, 10 Messungen. Die 4 steht für „Start bei Anstieg über eineGrenze“. Die Eins steht für den Kanal, an dem die Start-Bedingung erfüllt werden soll, Die Grenze wird auf 40°C gesetzt. 20% der gemessenen Daten sollen von vor Erreichen der Grenze sein. Dazu muss 0 und 1 alsArgument ergänzt werden.

Send {5,1,0},2 Get L2,2

Das Auslesen der Daten und Zeiten wie in den vorangegangenen Beispielen.

Send {5,-1,0},2 Get L1,2 Print "DATEN AUSGELESEN." Print "[CL] ZUM BEENDEN." End Wir übertragen das Programm an den EL-9900G, verbinden EL-9900G und LabPro und schließen an Ch1 die Temperatur-Sonde an. Wir stellen heißes Wasser bereit und starten das Programm. Solange wir die Sonde in die Luft halten (bei einer Temperatur von weniger als 40°C), misst zwar das LabPro, was wir am Blinken der grünen Leuchtdiode erkennen, aber die Start-Bedingung ist noch nicht erfüllt. Dies wird von der orangefarbenen Leuchtdiode angezeigt. Bringen wir den Sensor in das heiße Wasser, erlischt die orangefarbene Leuchtdiode und nach 4 Sekunden sind die Messungen beendet, worauf wir durch das Tonsignal des LabPro hingewiesen werden. Soll die Messung gestartet werden, indem ein Schwellenwert von oben erreicht wird, so sieht der Befehl 3 z.B. so aus.

Send {3,.5,10,3,1,70,30,0,1},2

Hier würde die Messung beginnen, wenn die Temperatur an der an Ch1 (1 im 4. Argument) angeschlossenen Temperatursonde unter 70°C (70 im 5. Argument) sinkt (3 im 3. Argument). Hier würden 30% der Daten, also 3 Messwerte vor Erreichen des Schwellenwertes gespeichert.

Weitere Programmbeispiele Um die Möglichkeiten der Programmierung noch besser kennenzulernen, gibt es im Anhang E des LabPro Technical Manual weitere kurze Programm-Beispiele für ein anderes GTR-Modell. Diese Beispiele hier sollten Sie in die Lage versetzen, auch die anderen Beispiele zu übertragen. Das Messen im Echtzeit-Modus lässt sich jedoch nicht übertragen.



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Übersicht über die Befehle des LabPro

Im Folgenden wird eine Auswahl der wichtigsten Befehle des LabPro erläutert. Für bessere Verständlichkeit wurden Argumente, die am Anfang eher selten eingesetzt werden, weggelassen. Der fortgeschrittene Nutzer sei an das LabPro Technical Manual verwiesen.

Befehl 0: Zurücksetzen des LabPro Syntax: Send {0}, 2 (keine Argumente) Alle Einstellungen des LabPro werden auf Standard zurückgesetzt. Alle noch im LabPro gespeicherten Messdaten werden gelöscht.

Befehl 1: Einstellung der Kanäle Syntax: Send {1, Kanal, Sensor, 0}, 2 Hier wird eingestellt, auf welchen Kanälen, also welchen Anschlüssen am LabPro, mit welchen Sensoren gemessen wird. Wird mit mehreren Sensoren gemessen, muss Befehl 1 für jeden Sensor einmal aufgerufen werden. 1. Kanal 1 bis 4: die analogen Eingänge Ch1 bis Ch4 an der linken Seite des LabPro

11 und 12: die digitalen Eingänge DIG/Sonic 1,2 an der rechten Seite des LabPro

2. Sensor 0: Kanal abschalten 1: automatische Erkennung der Sonde. Testen Sie vorher, ob dies für die verwendeten Sonden möglich ist. Siehe S. 4.

Für weitere Möglichkeiten siehe das LabPro Technical Manual S. 31.

Befehl 3: Einstellung der Messungen Einfache Syntax: Send {3, Intervalllänge, Anzahl Messungen, 0 oder 1 für Start der

Messung}, 2 Fortgeschrittene Syntax: Send {3, Intervalllänge, Anzahl Messungen, Start der Messung,

für den Start relevanter Kanal, Schwellenwert für Start der Messung, Menge gespeicherter Daten vor Grenze, 0, 0},2

1. Intervalllänge Abstand zwischen zwei Messungen in Sekunden. Der Wert muss zwischen

0.00002 (20 μs) und 16 000 liegen. Zusätzlich ist die minimale Intervalllänge der Sonde zu beachten. (Siehe Bedienungsanleitung der Sonde.)

2. Anzahl der Messungen

Mögliche Werte sind 1 bis 12 287.

3. Art des Starts 0: Das LabPro beginnt direkt nach Senden dieses Befehls mit den Messungen.



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1: Die Messungen beginnen erst, wenn die START/STOP-Taste am LabPro betätigt wird. Dass das LabPro bereit ist, ist dabei am Leuchten der orangefarbenen Leuchtdiode zu erkennen. 3: Start bei Fallen unter eine Grenze. 4: Start bei Anstieg über eine Grenze.

4. Kanal für Start Kanal, der die Startbedingung erfüllen muss. 1 für Ch1, 2 für Ch2, …, 11 für DIG/Sonic 1.

5. Schwellenwert für Start

Gleitkommazahl, die natürlich im Messbereich des Sensors liegen muss.

6. Menge gespeicherter Daten vor der Grenze

Hier können Sie angeben, wie viele Daten von vor dem Erreichen der Grenze gespeichert werden sollen. Angabe in %. Wenn Sie also z.B. 10 Messungen durchführen, geben Sie hier 10 an, falls Sie noch die letzte Messung vor Erreichen der Grenze speichern möchten.

Befehl 4: Umwandlungsgleichung Das LabPro bietet die Möglichkeit die Messergebnisse nach einer vom Nutzer bestimmten Gleichung umzuformen. Da man diese Umformung auch anschließend am EL-9900G vornehmen kann, sei dies hier nicht erläutert. Siehe dazu das LabPro Technical Manual S. 39.

Befehl 5: Datenempfang Syntax: Send {5, Kanal, 0}, 2 Get L1, 2 Der Kanal gibt hier wieder wie oben an, um welchen Eingang des LabPro es sich handelt. (Siehe Befehl 1.) Möchten Sie die Messzeiten empfangen, geben Sie Kanal -1 an. Mit Befehl 5 allein werden noch keine Daten empfangen. Dazu muss ein Get-Befehl folgen. Haben Sie mit mehreren Sonden parallel gemessen, wiederholen Sie die zwei Zeilen entsprechend und achten Sie auf die Listennamen, die Sie angeben, um keine Daten zu überschreiben.

Befehl 6: System-Setup Syntax: Send {6, Argument}, 2 Argument 0 oder 2 bricht die aktuelle Messreihe ab. 3 schaltet die Sounds ab, 4 schaltet sie ein.

Befehl 7: System-Status abfragen Syntax: Send {7}, 2 (keine Argumente) Get L1, 2 Die Antwortliste L1: (Natürlich kann jede andere Liste L2 bis L6 ebenso verwendet werden. Achten Sie jedoch darauf, keine Messergebnisse zu überschreiben.) L1(2) 0, falls keine Fehlermeldung. Andernfalls siehe LabPro Technical Manual S. B-2. L1(3) Batterie-Status. 0 für ausreichende Batterie-Leistung, 1 oder 2 für mangelnde Batterie-

Leistung. Es wird jedoch empfohlen, das LabPro mit Netzteil zu verwenden.



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L1(4) Hier wird immer der Wert 8888 zurückgegeben. Hieran kann man z.B. erkennen, wenn man die Messwerte versehentlich mit der Antwort auf Befehl 7 überschrieben hat.

L1(14) 1: Das LabPro ist im Leerlauf. (Das ist der Zustand, solange noch kein Befehl 3 gesendet wurde, also nach Befehl 0 und 1.) 2: Das LabPro ist bereit zu messen. (Das ist der reguläre Zustand nach Befehl 3.) 3: Das LabPro misst. 4: Die Messungen sind abgeschlossen. Dieser Wert wird um 32 erhöht, falls die letzten Messdaten noch nicht empfangen wurden.

Befehl 102: Stromversorgung der Sonden-Eingänge einstellen Syntax: Send {102, Argument}, 2 Argument Bedeutung -2 Schaltet die Stromversorgung für alle Kanäle ein. Das ist empfehlenswert, wenn das

LabPro im Netzbetrieb läuft, was wir ohnehin empfehlen, und man mangelnde Stromversorgung der Kanäle als Fehlerursache ausschließen will.

0 Standard-Einstellung „power save mode“ 1-999 Gibt an, wie viele Sekunden, bevor gemessen wird, die Sonde mit Strom versorgt

wird.

Befehl 1998: Leuchtdioden am LabPro ansteuern Syntax: Send {1998, Leuchtdiode, an oder aus}, 2 Leuchtdiode Die Leuchtdioden sind von links nach rechts nummeriert. 1 für rot, 2 für orange, 3

für grün. An oder aus 0 für Ausschalten und 1 für Einschalten. Vorsicht bei Batterie-Betrieb des LabPro: Bleiben die LEDs angeschaltet, so werden die Batterien entladen. Sie können die LEDs auch durch Drücken der Quick-Setup-Taste ausschalten.

Befehl 1999: Lautsprecher des LabPro ansteuern Syntax: Send {1999, Tonlänge, Periodendauer}, 2 Tonlänge Je größer der Wert, desto länger der Ton. Die Einheit ist jedoch nicht

Millisekunde. Für 2000 wird ein Ton erzeugt, der wesentlich kürzer als 2Sekunden ist.

Periodendauer Je größer der Wert, desto tiefer der Ton. Hier müssen Sie also Werte angeben, die umgekehrt proportional zur Tonhöhe sind. Mögliche Werte sind 1 bis 255. 177entspricht dem Kammerton a' 440 Hz.



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Das Programm LabProDE

Im Folgenden soll eine Hilfe gegeben werden, um sich in das Programm LabProDE einzuarbeiten und dieses soweit zu verstehen, dass ambitionierte Leser in die Lage versetzt werden, an dem Programm Änderungen vorzunehmen, um dieses den eigenen Anforderungen anzupassen.

Das Programm, so wie es hier abgedruckt ist und auf www.sharp-in-der-schule.de heruntergeladen werden kann, ist jedoch ohne Änderung für alle analogen Sensoren mit Auto-ID-Funktion und den Bewegungs-Sensor einsetzbar. Dabei kann mit bis zu drei analogen Sensoren simultan gemessen werden.

Verwendete Variablen A Anzahl der bereits gewählten Sensoren-Arten; A=0 für Bewegungs-Sensor B Anzahl noch zu spezifizierender Sonden H Anzahl der gewünschten Sonden; H=0, falls Menü 1 noch nicht aufgerufen wurde M Tastenwahl im Hauptmenü N Anzahl der Messungen P Art der Sonde, wenn nur eine Sonde gewählt Q Art der aktuell gewählten Sonde, wenn mehr als eine Sonde gewählt wurde S Intervalllänge in Sekunden, d.h. Abstand zwischen zwei Messungen T Art des Starts: 1 für manuell, 2 für automatisch L1 Messzeiten L2 Daten der analogen Sonde an CH1 oder Bewegungssensor an DIG/SONIC 1 L3 Daten der analogen Sonde an CH2 L4 Daten der analogen Sonde an CH3

Der kommentierte Programm-Code 1 Rem FUER LABPRO 2 Rem VERSION OKT.2011 3 0=>H 4 0=>P 5 Rem ************* 6 Rem * MAIN MENU * 7 Rem ************* 8 Label MAINMENU 9 ClrT 10 Print "OPERATION AUSSUCHEN " 11 Print "1:AUSWAHL DER SONDEN " 12 Print "2:MESSEN " 13 Print "3:ENDE " 14 Print "NUMMER EINGEBEN: "

Im Haupt-Menü müssen immer zuerst die Sonden gewählt werden. Die typische Abfolge von Aufrufen ist also 1, 2, 3.

15 Label MMENU 16 Key M 17 If M=1 Goto SETUPMENU (siehe Z. 29) 18 If M=2 Goto COLLECT (siehe Z. 137) 19 If M≠3 Goto MMENU 20 ClrT 21 Send {0},2 22 Print "ENDE" 23 End

Wird M=3 eingegeben, wird das LabPro zurückgesetzt, d.h.alle Messdaten werden gelöscht und das Programm im GTRbeendet.

24 25 Rem ******************** Ab dieser Zeile bis Z. 132 werden die Anzahl sowie die


http://www.sharp-in-der-schule.de/


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26 Rem * SONDEN WAEHLEN * 27 Rem ******************** 28 Rem --ANZAHL DER SONDEN WAEHLEN--

Arten der Sensoren festgelegt und der Nutzer angeleitet, dieSensoren an das LabPro anzuschließen.

29 Label SETUPMENU 30 0=>H 31 0=>P 32 ClrT 33 Print "ANZAHL DER" 34 Print "SONDEN" 35 Print " 1:EINE " 36 Print " 2:ZWEI " 37 Print " 3:DREI " 38 Print "BITTE ZAHL EINGEBEN: 39 Label HMENU 40 Key H 41 If H=3 Goto PSMENU2 (siehe Z. 72) 42 If H=2 Goto PSMENU2 (siehe Z. 72) 43 If H≠1 Goto HMENU 44 45 Rem -- ART DER SONDEN WAEHLEN -- 46 Rem -- PROBE SELECTION MENU 1 -- 47 Label PSMENU1 Auswahl der Art der Sonde im Fall H=1, also nur eine Sonde.48 ClrT 49 Print "SENSOR AUSWAEHLEN"

Nur in diesem Fall unterstützt das Programm die Messung mit dem digitalen Bewegungs-Sensor.

50 Print " 1:SPANNUNG 7:BEWEGUNG" 51 Print " 2:LICHT " 52 Print " 3:TEMPERATUR " 53 Print " 4:MIKROPHON " 54 Print " 5:KRAFT "

Ob hier 1, 2, … oder 6 angegeben wird, ändert nichts amProgrammablauf, da in diesem Programm für die analogenSensoren die Möglichkeit der automatischen Erkennung genutzt wird.

55 Print " 6:MAGNETFELD " 56 Print "ZAHL EINGEBEN: " 57 Label PMENU 58 Key P 59 If P < 1 Goto PMENU 60 If P > 7 Goto PMENU 61 If P=7 62 Then 63 0=>A 64 Else 65 1=>A 66 EndIf

Wird der Bewegungs-Sensor gewählt, wird A=0 gesetzt, um diesen Fall von den anderen Sensoren zu unterscheiden. DerBewegungs-Sensor ist der einzige unter den hier explizit aufgeführten, die an den digitalen Port angeschlossenwerden, und muss deshalb anders behandelt werden. DieDaten werden hierbei über den Kanal 11 abgerufen.

67 0=>B 68 Gosub SETPROB 69 Goto MAINMENU 70 71 Rem -- PROBE SELECTION MENU 2 -- 72 Label PSMENU2 73 H=>N 74 Label QMENU0 75 ClrT 76 Print "SENSOR AUSWAEHLEN" 77 Print " 1:SPANNUNG " 78 Print " 2:LICHT " 79 Print " 3:TEMPERATUR " 80 Print " 4:MIKROPHON " 81 Print " 5:KRAFT " 82 Print " 6:MAGNETFELD " 83 Print "ZAHL EINGEBEN: "

Dieses Menü für den Fall von 2 oder 3 Sensoren ist imGrunde ein Dummy. Wird mit 2 oder 3 Sonden gemessen, wird die Möglichkeit, mit dem Bewegungs-Sensor zu messen, nicht angeboten. Die analogen Sensoren mit Auto-ID-Funktion werden grundsätzlich in diesem Programm gleich behandelt. Es geht hier lediglich darum, dem Nutzerzu sagen, wo er welche Sonde anschließen soll.

84 Label QMENU 85 Key Q



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86 If Q < 1 Goto QMENU 87 If Q > 6 Goto QMENU 88 N-1=>N 89 H-N=>A 90 N=>B 91 Gosub SETPROB (siehe Z. 99) 92 If N≠0 Goto QMENU0 93 Goto MAINMENU 94 95 96 Rem --------------------- 97 Rem - SETTING OF PROBES - 98 Rem ---------------------

Hier wird dem Nutzer mitgeteilt, wo er die Sondenanschließen soll.

99 Label SETPROB 100 ClrT 101 Print "DEN SENSOR BITTE IN" 102 If A=3 Goto CH3 103 If A=2 Goto CH2 104 If A=1 Goto CH1 105 Print "SONIC 1. " 106 Goto CHEND 107 Label CH1 108 Print "CH 1. " 109 Goto CHEND 110 Label CH2 111 Print "CH 2. " 112 Goto CHEND 113 Label CH3 114 Print "CH 3. " 115 Label CHEND 116 Print "EINSTECKEN" 117 Print " " 118 Print "BITTE EINE TASTE 119 Print "DRUECKEN." 120 Wait 121 If B=0 122 Then 123 ClrT 124 Print "DRUECKEN SIE" 125 Print "QUICK SETUP " 126 Print "DES LABPRO." 127 Print " " 128 Print "BITTE EINE TASTE" 129 Print "DRUECKEN." 130 Wait

Anschließend wird der Nutzer aufgefordert, die Quick-Setup-Taste des LabPro zu drücken. Das ist weniger wegendes Löschens der eventuell im LabPro noch vorhandenen Daten wichtig, sondern vielmehr, weil der Nutzer ggf. bei dieser Gelegenheit feststellen würde, dass die Stromversorgung des LabPro nicht gewährleistet ist. Würde dies nicht vor Aufruf von Menü 2 bemerkt, würde sich derGTR „aufhängen“.

131 EndIf 132 Return 133 134 Rem ****************** 135 Rem * COLLECT DATA * 136 Rem ******************

Hier beginnt das „Herzstück“ des Programms: alles, was mitdem eigentlichen Messen zu tun hat.

137 Label COLLECT 138 If H≠0 Goto SETPORT (siehe Z. 148) 139 ClrT 140 Print "MIT MENUE 1 STARTEN:" 141 Print "(AUSWAHL DER VERSUCHE)" 142 Print " " 143 Print "EINE TASTE DRUECKEN." 144 Wait

Diese Zeilen werden ausgeführt, falls Menü 1 zur Wahl derSonden noch nicht aufgerufen worden ist. In dem Fall istH=0.



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145 Goto MAINMENU 146 147 Rem -- INITIALIZATION OF PORT-- 148 Label SETPORT Send {6,4},2 Send {1999,2000,182},2 Send {1999,2000,136},2 Send {1999,2000,136},2 Send {1998,1,1,1000},2 Send {1998,2,1,1000},2 Send {1998,3,1,1000},2 Print "BEEP GEHOERT UND" Print "LEDS AM LABPRO" Print "LEUCHTEN? " Print "1: JA" Print "2: NEIN"

Die folgenden Zeilen bis vor Z. 149 dienen dazu, zu prüfen, ob LabPro und EL-9900G korrekt miteinander verbunden sind. Hier ist die Mithilfe des Nutzers gefragt, der bestätigen soll, dass er einen Ton am LabPro gehört hat. Für den Fall eines hohen Geräuschpegels werden zusätzlich die LEDs am LabPro eingeschaltet, sodass man die korrekte Verbindung prüfen kann, auch wenn man den Sound des LabPro nicht hört. Zu den Befehlen 1998 und 1999 siehe die einführenden Programmierbeispiele.

Key M Send {1998,1,0},2 Die LEDs werden wieder ausgeschaltet. Send {1998,2,0},2 Send {1998,3,0},2 If M≠1 Then Print "VERBINDUNG ZW.." Print "GERAETEN PRUEFEN!" Wait Goto MAINMENU

Gibt der Nutzer nicht an, den Ton gehört zu haben, so erhält er einen Hinweis und landet wieder im Haupt-Menü des Programms. Dieser Test wurde eingefügt, weil ein Get-Befehl bei fehlender Verbindung zwischen LabPro und EL-9900G dazu führt, dass der EL-9900G bei diesem Befehl hängenbleibt.

EndIf 149 Gosub INITIAL (Z. 251) In dieser Subroutine wird das LabPro zurückgesetzt

und sein Status überprüft. 150 Send {102,-2},2 151 ClrT 152 Print "BITTE WARTEN...."

Der Befehl 102 betrifft die Stromversorgung der Sondeneingänge am LabPro. Hier wird die Stromversorgungeingeschaltet. Das ist nicht weiter von Bedeutung, solangedas LabPro im Netzbetrieb ist, was generell zu empfehlen ist.

153 If P=7 Goto DIGINI 154

(Z. 167) Sprung, damit die folgenden Zeilen nur für analogeSensoren ausgeführt werden.

155 Rem <ANALOG PORT> 156 1=>A 157 Gosub CHECK1 158 If H=1 Goto TRIGER 159 2=>A

(Z. 266) Die Subroutine CHECK1 stellt auf automatischeSondenerkennung und wartet, bis der Status des LabPro„idle“ (Leerlauf) ist.

160 Gosub CHECK1 161 If H=2 Goto TRIGER (Z. 172) 162 3=>A 163 Gosub CHECK1 164 Goto TRIGER 165

Wer sich über die Behandlung von A wundert: Diese Zeilenwerden nur ausgeführt, wenn mit analogen Sonden gearbeitet wird. Es geht hier also durch 1=>A keine wertvolleInformation verloren.

166 Rem <SONIC PORT> 167 Label DIGINI 168 11=>A 169 Gosub CHECK1

A wird auf 11 gesetzt, weil SONIC1 über den Kanal 11angesteuert wird.

170 171 Rem -- TRIGGER SELECTION MENU -- 172 Label TRIGER 173 ClrT 174 Print "START AUSWAEHLEN"

Hier wird die Art des Starts der Messungen gewählt. Bei„manuell“ startet der Nutzer durch Tastendruck am LabPro,bei „automatisch“ beginnt das LabPro, sobald es bereit ist.

175 Print " 1:MANUELL" 176 Print " 2:AUTO" 177 Print "BITTE ZAHL" 178 Print "EINGEBEN:" 179 Label TMENU



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180 Key T 181 If (T≠1) and (T≠2) Goto TMENU 182 183 Rem -- INPUT SAMPLING SETTING -- 184 ClrT 185 Input "INTERVALLAENGE=",S 186 Input "ANZAHL MESSUNGEN=",N 187 188 Rem -- START COLLECTION -- 189 If T=1 190 Then 191 Rem <MANUAL START> 192 {3,S,N,1}=>L1 Diese Liste wird in CHECK2 an das LabPro gesendet. Die 1

steht für den manuellen Start der Messung. 193 Gosub CHECK2 (Z. 279) Die Subroutine übergibt Intervalllänge und Anzahl

der Messungen an das LabPro und testet, ob das LabPro zurMessung bereit ist, also „armed“.

194 Gosub PUSH 195 Else

(Z. 297) Die Routine fordert den Nutzer auf, den Start-Knopf am LabPro zu betätigen und prüft, ob der Status des LabPronun „busy“ ist.

196 Rem <AUTOMATIC START> 197 {3,S,N,0}=>L1 Die Null steht für automatischen Start. 198 Gosub CHECK2 (Z. 279) 199 EndIf 200 201 Rem -- COLLECT DATA -- 202 ClrT 203 Print "MESSE......" 204 Label LOOP 205 Gosub JUDGE 206 If L2(14)≠4 Goto LOOP 207

4 steht für „done“. Hier handelt es sich also um eineWarteschleife, bis die Messungen beendet sind.

208 Rem -- GET DATA FROM LABPRO -- 209 ClrT 210 Print "WERTE AUSLESEN....." 211 If P=7 Goto DIGGET 212

(Z. 225) Der Bewegungs-Sensor braucht auch beim Auslesen eine Sonderbehandlung.

213 Rem <ANALOG PORT> 214 Send {5, 1, 0}, 2 Befehl 5 bereitet den Empfang der Messdaten vor.

Syntax: Send {5, Kanal, Umwandlung der Daten}, 2. Die Null steht für den Empfang von Rohdaten, also keineUmrechnungen.

215 Get L2, 2 Die Daten von CH1 werden in L2 gespeichert. 216 If H=1 Goto GETTIME (Z. 230) 217 Send {5, 2, 0}, 2 Zum Speichern der Daten von CH2 in L3. 218 Get L3, 2 219 If H=2 Goto GETTIME 220 Send {5, 3, 0}, 2 Zum Speichern der Daten von CH3 in L4. 221 Get L4, 2 222 Goto GETTIME 223 224 Rem <SONIC PORT> 225 Label DIGGET 226 Send {5, 11, 0}, 2 227 Get L2, 2

Die Daten des Bewegungs-Sensors sind über Kanal 11 zuempfangen.

228 229 Rem <TIME> 230 Label GETTIME 231 Send {5, -1, 0}, 2 232 Get L1, 2

Die Messzeiten werden ausgelesen. Statt einer Kanal-Nummer wird -1 übergeben.



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233 ClrT 234 Print "FERTIG. DIE ERGEBNISSE" Hinweis für den Nutzer, wo die Daten gespeichert sind. 235 Print "SIND IN L1 BIS L4" 236 Print "GESPEICHERT. " 237 Print "VOR NEUER MESSUNG" 238 Print "ERGEBNIS SICHERN!" 239 Print "BITTE EINE TASTE " 240 Print "DRUECKEN." 241 Wait 242 Goto MAINMENU 243 244 Rem ************************** 245 Rem HILFSROUTINEN FUER MESSUNG 246 Rem ************************** 247 248 Rem ---------------------------- 249 Rem - INITIALIZATION OF LABPRO - 250 Rem ---------------------------- 251 Label INITIAL 252 ClrT 253 Print "BITTE WARTEN...." 254 Label REINI 255 Send {0},2 256 Wait 3

Der Befehl 0 setzt das LabPro zurück. D.h. alle evt. gespeicherten Messdaten im LabPro werden gelöscht.

257 Gosub JUDGE 258 If L2(14)=1 Goto INIEND Test, bis das LabPro auf „idle“ (Leerlauf) steht. 259 Goto REINI 260 Label INIEND 261 Return 262 263 Rem ------------------------------ 264 Rem - CHECK A SETTING OF CHANNEL - 265 Rem ------------------------------266 Label CHECK1 267 Send {1,A,1,0,0},2 268 Wait 2

Der Befehl 1 dient dem Initialisieren der Kanäle. Syntax: Send {1, Kanal, Art der Sondenerkennung, Parameter zum Umwandeln der Daten}, 2. 1 steht für Auto-ID und die Nullen dafür, dass die Daten nicht nachbearbeitet werden.

269 Label RECHECK1 270 Gosub JUDGE 271 If L2(14)=1 Goto CHKEND1 272 Goto RECHECK1

In dieser Schleife wird die Subroutine JUDGE (Z. 310)aufgerufen. Diese prüft mit dem Befehl 7 den Status desLabPro. Das 14. Listenelement gibt Auskunft, ob das LabPro sich im Leerlauf befindet oder gerade misst.

273 Label CHKEND1 274 Return

Die Schleife wird erst bei L2(14)=1 beendet, d.h. wenn das LabPro im Leerlauf ist.

275 276 Rem -------------------------- 277 Rem - CHECK A TRIGER SETTING - 278 Rem -------------------------- 279 Label CHECK2 280 ClrT 281 Print "BITTE WARTEN.." 282 Send L1,2 283 1=>A 284 Wait 1 285 Label RECHECK2 286 Gosub JUDGE 287 If L2(14)=2 Goto GOBACK 288 If A>3 Goto AGAIN 289 A+1=>A

In dieser Schleife wird bis zu 4 Mal getestet, ob der Status des LabPro „armed“ ist, d.h. zu Messungen bereit.

290 Goto RECHECK2 291 Label GOBACK



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292 Return 293 294 Rem ------------------------- 295 Rem - WAIT THE START BUTTON - 296 Rem ------------------------- 297 Label PUSH 298 ClrT 299 Print "START-KNOPF DES " 300 Print "LABPRO DRUECKEN." 301 Print " " 302 Label BUTTON 303 Gosub JUDGE 304 If L2(14)=2 Goto BUTTON 305 Return

2 steht für „busy“, d.h. diese Schleife wartet, bis dieMessungen begonnen haben.

306 307 Rem ----------------------- 308 Rem - JUDGE LABPRO STATUS - 309 Rem ----------------------- 310 Label JUDGE 311 Send {7},2

Diese Routine prüft, ob das LabPro mit Strom versorgt wird,oder ob es sonst irgendein Problem gibt. Das zweite Listenelement ist ungleich Null, falls ein Fehler aufgetretenist.

312 Wait 1 313 Get L2,2 314 If L2(2)≠0 Goto STRANGE 315 If L2(3)≠0 Goto LOWBAT 316 If L2(14) < 32 Goto JUDGE0 317 L2(14)-32=>L2(14) 318 Label JUDGE0 319 320 Return 321 322 Rem ------------------------- 323 Rem - LABPRO IS LOW BATTERY - 324 Rem -------------------------

325 Label LOWBAT 326 ClrT 327 Print "FEHLER!" 328 Print " " 329 Print "DIE BATTERIEN DES" 330 Print "LABPRO SIND LEER." 331 End 332 333 Rem ---------------------------- 334 Rem - LABPRO IS STRANGE STATUS - 335 Rem ---------------------------- 336 Label STRANGE 337 0=>H 338 0=>P 339 ClrT 340 Print "FEHLER!" 341 Print " " 342 Print "AUSWAHL DER VERSUCHE" 343 Print "WIEDERHOLEN" 344 Print "TASTE DRUECKEN." 345 Wait 346 Goto MAINMENU 347 348 Rem --------------- 349 Rem - DO IT AGAIN - 350 Rem ---------------

Diese Routine wird aufgerufen, falls das LabPro beimanuellem Start nicht rückmeldet, dass es zur Messungbereit ist. (Z. 288)

351 Label AGAIN



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352 0=>H 353 0=>P 354 ClrT 355 Print "FEHLER!" 356 Print " " 357 Print "BITTE WIEDERHOLEN." 358 Print "BITTE NUTZEN SIE DEN" 359 Print "STROMADAPTER, FALLS" 360 Print "SIE DIES NICHT BEREITS" 361 Print "TUN. " 362 Print "TASTE DRUECKEN" 363 Wait 364 Goto MAINMENU




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Fehlersuche

Der EL-9900G SII hängt sich während das Programms LabProDE oder eines selbstgeschriebenen Programms für die Ansteuerung des LabPro auf.

1. LabPro und EL-9900G SII sind nicht korrekt verbunden. Vergewissern Sie sich, dass Sie die Geräte wie auf S. 5 beschrieben miteinander verbunden haben und die gelbe Mini-Klinke am EL-9900G SII hörbar eingerastet ist. Eine Verbindung über den USB-Port ist mit dem EL-9900G SII nicht möglich.

2. Bei einem Send- oder Get-Befehl wurde nach dem Listen-Namen „,2“ vergessen. Siehe S. 11.

Am EL-9900G erscheint während das Programms LabProDE oder eines selbstgeschriebenen Programms für die Ansteuerung des LabPro die Fehlermeldung I/O-Error.

1. Überprüfen Sie den Zustand der Batterien des EL-9900G SII. Ist dies die Ursache, erscheint die gleiche Fehlermeldung auch bei der Kommunikation mit einem PC.

Ein selbstgeschriebenes Programm liefert nicht die gewünschten Ergebnisse, sondern Messergebnisse, die nicht stimmen können.

1. Fügen Sie an verschiedenen Stellen des Programms den Befehl 7 ein und überprüfen Sie das 2. und 14. Listenelement der vom LabPro gesendeten Liste. Siehe S. 17 dieser Handreichung und Seite B-2 des LabPro Technical Manual.

2. Falls Sie z.B. mit dem Bewegungs-Sensor, der Schallsonde oder dem Sensor für Magnetfelder arbeiten, schalten Sie mögliche Störquellen, wie laufende Computer, Umgebungsgeräusche etc. aus. Siehe auch S. 14. Insbesondere der Bewegungs-Sensor, der mit Ultraschall arbeitet, ist extrem störanfällig. Lesen Sie aufmerksam die Bedienungsanleitung des verwendeten Sensors.

3. Überprüfen Sie, ob in dem Programm die Liste, in der die Ergebnisse gespeichert sind, anschließend noch einmal für einen Get-Befehl benutzt wird. Das kann leicht passieren, wenn man mit Copy & Paste oder mit dem Goto- oder Gosub-Befehl arbeitet. Wenn das vierte Listen-Element 8 888 lautet, so ist die Liste eine Antwort auf den Befehl 7 und nicht auf den Befehl 5.

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messwertsysteme - sharp · 2013. 11. 11. · wir untersuchen es mit dem labpro, der temperatursonde...

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