Використання мобільних пристроїв у дослідницькій роботі з фізики

1. Смартфон
як засіб вимірювання
Вадим Зінчук
КПНЛ 145
2013 - 2017
Smart LAB

2. Смартфон - як засіб вимірювання
Смартфон та планшет – це засіб:
 комунікацій
 мультимедії

 для механічних дій
 підняття зовнішнього іміджу
вимірювання

3. У який спосіб?
Датчики:
- Гравітації
- Магнітного поля
- Тиску (барометр)
- Освітленості
- Вологості
- GPS- приймач
- WiFi- приймач
- Гіроскоп
- ІЧ-випромінювач
- Фотокамера
- Мікрофон
Смартфон - як засіб вимірювання

4. Смартфон - як засіб вимірювання
Що для цього потрібно:
 СМАРТФОН або ПЛАНШЕТ
 ПРОГРАМНЕ забезпечення
 розуміння базових процесів ФІЗИКИ
 КРЕАТИВНА фантазія

5. Смартфон - як засіб вимірювання
Експерименти з використанням сенсорів:
 Гравітації
1. Стан невагомості
2. Визначення періоду механічних коливань мотузки
3. Прискорення при пружному та непружному
зіткненні
 Магнітного поля
1. Дослідження магнітного поля Землі
2. Наявність намагніченості феромагнетиків
3. Виготовлення амперметра
 Тиску (барометр)
1. Перевірка барометричної формули
2. Визначення висоти будівлі
3. Виготовлення вагів

6. Смартфон - як засіб вимірювання
Експерименти з використанням сенсорів:
 Освітленості
1. Досліди з фотометрії
2. Дослідження процесу розпалу люмінесцентної
лампи
 GPS- приймач
 Моніторинг швидкості руху транспортного засобу
 WiFi- приймач
 Сканер WiFi-мереж
 Радіостанція короткої дії
 LED-спалах
 Стробоскопічний ефект

7. Смартфон - як засіб вимірювання
Експерименти з використанням сенсорів:
 Фотокамера
1. Моніторинг сердцебиття
2. Лічильник імпульсів
3. RGB-аналізатор
4. Сканер камер нічного спостереження
 OTG-порт
 Моніторинг радіоефіру за допомогою SDR-
сканера
 Мікрофон
1. Рівень шуму
2. Частотний аналізатор звукових спектрів
3. Дослідження звукових осциляцій

8. Смартфон - як засіб вимірювання
Проекти в Літній природничо-науковій школі

9. Смартфон - як засіб вимірювання
Створення амперметру

10. Смартфон - як засіб вимірювання
Використання датчика
освітленності
Розподіл освітленості в кімнаті
0 1 2 3 4
0
20
40
60
80
100
120
E,lux
L, m
B

11. Смартфон - як засіб вимірювання
Адитивна RGB модель утворення кольору

12. Смартфон - як засіб вимірювання
SDR-сканер
Це універсальний пристрій, що дозволяє
сканувати ефір у широкій смузі частот
20 -1700 МГц
з шириною смуги спостереження
1 МГц

13. Смартфон - як засіб вимірювання
9 клас. Тема: Механічні та електромагнітні хвилі
Лабораторна робота:
“Дослідження звукових коливань різноманітних джерел звуку
за допомогою сучасних цифрових засобів ”
Мета: популяризація комп’ютеризованих комплектів, максимальні продажі
цих пристроїв в українські школи.
(Автор: Ігор Чернецький, зав. лаб. МАН. Методична підтримка Енглер)
Смартфон – як спосіб краще виконати роботу без
використання комп’ютеризованих комплексів
Датчик смартфону: мікрофон
Лабораторні експерименти:
• Рівень шуму в різних оточеннях
• Частотний аналіз звукових спектрів
• Візуалізація звукових осциляцій

14. Смартфон - як засіб вимірювання
Датчик: мікрофон
Де взяти
безкоштовні програми
під Android:

15. Смартфон - як засіб вимірювання
Датчик: мікрофон
Експеримент:
• Рівень шуму в різних оточеннях
Програми:
Sensor Box
Sensor Kinetics
Physics Toolbox Suite
Sensors
Sound Analyzer App
…

16. Смартфон - як засіб вимірювання
Датчик: мікрофон
Експеримент:
• Рівень шуму в різних
оточеннях
Програма: Sensor Box

17. Смартфон - як засіб вимірювання
Датчик: мікрофон
Експеримент:
• Рівень шуму в різних
оточеннях
Програма: Sensor Box
Розмова 3-х людей – 81дБ
Спів лісових птахів - 38-41дБ
Злам гілки (L=2см)- 76дБ
Шум в столовій (обід)- 109-121дБ

18. Смартфон - як засіб вимірювання
Датчик: мікрофон
Експеримент:
• Рівень шуму в різних
оточеннях
Програма: Sound Analyzer
App
Розмова людини

19. Смартфон - як засіб вимірювання
Датчик: мікрофон
Експеримент:
• Візуалізація звукових осциляцій
Програми:
Oscilloscope
Spectrum Analyzer
SmartScope Oscilloscope

20. Смартфон - як засіб вимірювання
Датчик: мікрофон
Експеримент:
• Візуалізація звукових осциляцій
Програма: Oscilloscope
Свист людини

21. Смартфон - як засіб вимірювання
Датчик: мікрофон
Експеримент:
• Візуалізація звукових осциляцій
Програма: Spectrum Analyzer
Звук від гучномовця, що
приєднано до генератора
звукових коливань.
Частота 430 Гц

22. Смартфон - як засіб вимірювання
Датчик: мікрофон
Експеримент: Частотний аналіз
звукових спектрів
Програми:
Spectral Audio
Spectroid
SoundAnalyzer
Spectrum Analyzer
Spectrogram

23. Смартфон - як засіб вимірювання
Датчик: мікрофон
Експеримент:
• Частотний аналіз звукових спектрів
Програми: Spectrum Analyzer
Свист
людини

24. Смартфон - як засіб вимірювання
Датчик: мікрофон
Експеримент:
• Частотний аналіз звукових спектрів
Програми: Spectral Audio
Свист
людини

25. Смартфон - як засіб вимірювання
Датчик: мікрофон
Експеримент:
• Частотний аналіз звукових спектрів
Програми: Spectroid
Свист
людини

26. Смартфон - як засіб вимірювання
Датчик: мікрофон
Експеримент:
•Частотний аналіз звукових спектрів
Програми: Spectrogram
Спектрограма загального
побутового шуму

27. Смартфон - як засіб вимірювання
Частотний аналіз звукових спектрів.
Літня природничо-наукова школа ліцею 145
Основна частота свисту:
 Петро – 1523 Гц
 Єгор – 3755 Гц
 Євген – 5200 Гц
 Толік – 2080 Гц
 Гліб – 3502 Гц
 В.М. – 1702 Гц

28. Смартфон - як засіб вимірювання
Спектр співу соловейка
Частотний аналіз звукових спектрів.
Літня природничо-наукова школа ліцею 145

29. Смартфон - як засіб вимірювання
Звуковий спектр квадрокоптера
Частотний аналіз звукових спектрів.
Літня природничо-наукова школа ліцею 145

30. Смартфон - як засіб вимірювання
Звуковий спектр роботи холодильника
Частотний аналіз звукових спектрів.
Літня природничо-наукова школа ліцею 145

31. Смартфон - як засіб вимірювання
Звуковий спектр шершня
Частоти:
112.5 Гц
225.8 Гц
336.5 Гц
449.2 Гц
566.2 Гц
Частотний аналіз звукових спектрів.
Літня природничо-наукова школа ліцею 145

32. Смартфон - як засіб вимірювання
Лабораторна робота:
“Дослідження звукових коливань різноманітних джерел
звуку за допомогою сучасних цифрових засобів ”
Висновки.
За допомогою смартфону та планшету:
1. Провели моніторинг гучності різних джерел звуку у
різноманітних оточеннях;
2. Отримали візуалізацію звукового сигналу на екрані
смартфону;
3. Дослідили частотні спектри різноманітних джерел звуку .

33. Дякую за увагу !
Вадим Зінчук
Тел. 067 – 9000 - 684
е-mail: vadim.zinchuk@gmail.com
FB: Вадим Зінчук