Chi tiết Đề tài:  THÍ NGHIỆM VẬT LÍ ĐO BẰNG MÁY TÍNH

Giải ba 2018

Trong việc dạy học của một số bộ môn (trong đó có môn vật lí) phần lớn các thầy cô hay sử dụng thí nghiệm ảo ( có tính thuyết phục chưa cao). Các thiết bị thí nghiệm trong phòng thí nghiệm không ổn định, lâu ngày hay sai số và có thể không hoạt động được, lắp ráp phức tạp. Ở Việt Nam hiện nay, tất cả các trường THCS và THPT chưa có bộ thiết bị này nên càng thôi thúc chúng em nghiên cứu, thiết kế và xây dựng hệ thống “ Thí nghiệm vật lí đo bằng máy tính” để tăng tính hiệu quả và hấp dẫn trong giờ học.

Cấu tạo, quy trình vận hành mô hình/ sản phẩm

2.1. Cấu tạo hệ thống gồm 2 phần:

- Phần cứng gồm: bộ cảm biến hồng ngoại, cảm biến điện, bo mạch vi điều khiển UNO, nguồn nuôi các bo mạch…

- Phần mềm gồm: 2 phần mềm + Phần mềm giao tiếp giữa UNO và máy tính.

+ Phần mềm xử lý tín hiệu thu từ UNO và hiển thị trên máy tính.

2.2. Quy trình vận hành SƠ ĐỒ KHỐI

Cảm biến -> Mạch giao tiếp sử dụng bo mạch UNO -> Máy vi tính có cài phần mềm do nhóm thiết kế để thu thập và xử lý dữ liệu thí nghiệm -> Máy chiếu

*) Đo thông số điện: Cấp nguồn cho UNO và chuyển về chế độ “O” để đo thông số điện và kết nối với điện trở mẫu. Kết nối UNO với máy tính và khởi động phần mềm đã cài trên máy tính. Nhập giá trị điện trở mẫu, sau đó nhấn kết nối, cảm biến sẽ đo cường độ dòng điện và chuyển về bo mạch UNO. Bo mạch sẽ xử lý dữ liệu và kiểm tra lại thông số hiệu điện thế và hiển thị kết quả trên màn hình máy tính và được chiếu lên máy chiếu.

*) Đo thông số chuyển động: Khi nam châm điện ngắt thì thính thời gian t1 và vật chuyển động. Khi vật chuyển động đi qua cảm biến hồng ngoại, cảm biến sẽ nhận biết và chốt thời gian t2. Sau đó tín hiệu từ cảm biến hồng ngoại đưa vào bo mạch UNO. Bo mạch UNO sẽ thu thập, xử lý dữ liệu và gửi vào phần mềm máy tính thông qua cổng USB. Phần mềm giao tiếp sẽ xử lý dữ liệu thu được để từ đó hiển thị ra các số liệu cần đo như: Thời gian chuyển động, vận tốc…

Tính mới, tính sáng tạo mô hình/ sản phẩm

Sản phẩm đáp ứng được nhu cầu về việc dạy học với thí nghiệm trực quan (học sinh có thể trực tiếp theo dõi kết quả thông qua máy chiếu kết nối với máy tính), có các thông số được đo đạc và xử lý bằng máy tính với tốc độ cao, chính xác gây sự hứng thú cho học sinh. Lưu lại được kết quả đo đạc vẽ đồ thị.

Linh kiện để chế tạo mạch giao tiếp với máy tính thông dụng, dễ chế tạo và giá thành rẻ. Phần mềm giao diện đơn giản dễ sử dụng.

Ngoài ra sản phẩm có thể phát triển để đo: Vận tốc tức thời, đo gia tốc, đo các thông số về điện, thông số về từ, thông số về trạng thái của khí…