АВТОМАТИЗАЦІЯ УСТАНОВОК ДЛЯ ЛАБОРАТОРНОГО ПРАКТИКУМУ З МОЛЕКУЛЯРНОЇ ФІЗИКИ З ВИКОРИСТАННЯМ АПАРАТНО-ПРОГРАМНОЇ ПЛАТФОРМИ ARDUINO

Автор(и)

  • Andriy Ryabko Глухівський національний педагогічний університет ім. Олександра Довженка http://orcid.org/0000-0001-7728-6498
  • Volodymyr Tolmachov Глухівський національний педагогічний університет ім. Олександра Довженка http://orcid.org/0000-0002-4674-8677

DOI:

https://doi.org/10.28925/2414-0325.2019.6.7080

Ключові слова:

arduino, автоматизація, лабораторна робота, обладнання, програма, барометричний датчик, ізохорний процес

Анотація

У статті розглядається проблема розробки сучасного комп’ютерного інтерфейсу до традиційних установок для лабораторних робіт з фізики та пошук нових, активних форм, методів і засобів навчання, які відповідали б сучасним тенденціям розвитку освіти і сприяли б підготовці високопрофесійних учителів фізики. Сучасні установки для дослідження ізопроцесів в газах складаються з посудини, об’єм якої можна змінювати, датчиків тиску і температури, пристрою для обробки сигналів з датчиків. Але ціна на такі установки зависока для навчальних закладів. У статті висвітлюються результати впровадження методики використання апаратно-обчислювальної платформи Arduino у лабораторному практикумі з молекулярної фізики як простої і, водночас, ефективної альтернативи до заводського обладнання для вивчення газових законів. Arduino – апаратна обчислювальна платформа для аматорського конструювання, основними компонентами якої є плата мікроконтролеру з елементами вводу/виводу та середовище розробки Processing. У статті наявний опис апаратної платформи Arduino Nano і датчиків тиску і температури BMP180, MS5611-01BA03, DS18B20, які використовуються в установці для дослідження газових законів. Важливим методичним аспектом лабораторних робіт із використанням комп’ютера і Arduino є обробка даних експерименту. Потрібно експериментально встановити функціональну залежність між незалежними вимірюваними параметрами газу: тиском, об'ємом і температурою. В лабораторних роботах з вивчення газових законів пропонується використовувати методи статистичного аналізу: метод прямого підбору функцій і метод лінеаризації. Ізохоричний або ізохорний процес – це термодинамічний процес, який відбувається при сталому об'ємі. У газах його здійснити просто – для цього достатньо нагрівати (охолоджувати) речовину у посудині, яка не змінює свого об'єму. У статті описано, як досліджувати ізохоричний процес за допомогою розробленого приладу. Наведений програмний код для роботи з датчиком тиску і температури. Запропонована методика довела доцільність практичного використання апаратно-обчислювальної платформи Arduino у лабораторному практикумі з молекулярної фізики.

 

DOI: https://doi.org/10.28925/2414-0325.2019.6.7080

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Біографії авторів

Andriy Ryabko, Глухівський національний педагогічний університет ім. Олександра Довженка

кандидат педагогічних наук, старший викладач кафедри фізико-математичної освіти та інформатики

Volodymyr Tolmachov, Глухівський національний педагогічний університет ім. Олександра Довженка

кандидат технічних наук, старший викладач кафедри професійної освіти та комп’ютерних технологій

Посилання

Equation of state for ideal gases with Cobra 4. (2019). February 18, 2019 https://www.phywe.com/en/equation-of-state-for-ideal-gases-with-cobra4-gas-laws-gay-lussac-amontons-boyle-13663.html.

What is Arduino? (2019). March 01, 2019

https://www.arduino.cc

Kravchenko, N. (2014). Laws of the ideal gas. Tomsk, 15 (in Russian)

Martyinyuk, A. (2013). Methodological and Technological Aspects of Preparing Future Teachers of Physics for Using Microelectronics in Experimental and Research Work. Fundamental research, 8, 450-454. (in Russian)

Pasternak, N. (2007). Physics teaching methodology. Lviv, 106 (in Ukrainian)

Somenko, D. (2013). Using Arduino board and computer platform in the physics learning process. Science notes. Series: Problems of the method of physical and mathematical and technological education, 9, 173-182 (in Ukrainian)

Downloads


Переглядів анотації: 453

Опубліковано

2019-04-26

Як цитувати

Ryabko, A., & Tolmachov, V. (2019). АВТОМАТИЗАЦІЯ УСТАНОВОК ДЛЯ ЛАБОРАТОРНОГО ПРАКТИКУМУ З МОЛЕКУЛЯРНОЇ ФІЗИКИ З ВИКОРИСТАННЯМ АПАРАТНО-ПРОГРАМНОЇ ПЛАТФОРМИ ARDUINO. Електронне наукове фахове видання “ВІДКРИТЕ ОСВІТНЄ Е-СЕРЕДОВИЩЕ СУЧАСНОГО УНІВЕРСИТЕТУ”, (6), 70–80. https://doi.org/10.28925/2414-0325.2019.6.7080

Номер

Розділ

Статті