Måleutstyr

Elina Melteig
Ilyá Kostolomov
Foto: Ilyá Kostolomov

Slik kan du lage ditt eget måleutstyr og sjekke akselerasjon selv!

Vitenskapen fungerer heldigvis slik at alle forsøk skal være etterprøvbare. Det vil si at andre skal kunne gjenta det samme forsøket og få samme resultat. Vi vil gjerne at du sjekker våre resultater! På denne måten kan du bidra til vitenskapen. Kanskje du oppdager noe ingen har sett før deg?

Slik laget vi utstyret vårt

(Det er ikke så vanskelig å lage måleinstrumenter hvis man vet hva man vil måle. Målerne kan bestilles på nettet. Det samme gjelder Arduino. Programmet Arduinoen bruker har vi skrevet selv. Utover dette har vi brukt gaffateip og sunn fornuft! Vi brukte et par målinger for å sjekke at måleinstrumentene våre virket som de skulle)
Enkle naturfenomener byr på diverse utfordringer for en som vil måle dem. Noen av utfordringer er åpenbare: for å måle spenningen i ett lynnedslag trenger man et kraftig måleinstrument. Men ofte er det vanskelig å måle nøyaktig og presist. Derfor vil alltid seriøse måleinstrumenter oppgi presisjonsgrad.
Akkurat som i kvantefysikken, vil det å måle påvirke resultatet. I det øyeblikket man skrur på sensoren, er det mange andre krefter som påvirker den og gir utslag i det endelige resultatet. Temperatur, vibrasjon, kanskje tid i en viss forstand, siden noen målinger avgis med en forsinkelse.
Hvilke begrensinger har akselerometere?
Hva slags programmeringsspråk brukte du i måleutstyret?
De fleste kontrollere per i dag, er mest effektive når de er programmert i lavtnivåspråk som C eller C++. Det at du kan et annet språk trenger ikke bety at du vil aldri kunne programmere elektronikk. For eksempel, så finnes det kontrollerkort som NetDuino programert i C#, eller noen mindre oppmerksomhetsverdige forsøk å benytte et subsett av Python til samme formål.
Hvor lang tid brukte du?
Målet med Arduino-platformen er å la nybegynnere unngå kjente problemer, som man treffer når man trer i elektronikkverdenen for første gang. Men den har sine begrensinger, når man er ute etter nær-vitenskapelige resultater.
I mange situasjoner var jeg nødt til å lære nye ting og forstå andres kode. Dette tar mest tid. Det å lage et fungerende instrument er ikke like vanskelig, som å lage et pålitelig instrument med kjente begrensinger. Med hensyn til berg-0g-dal-bane måtte tenke hvor mye vibrasjon sensorpakken skal tåle, og siden turene er korte – hvor mange målinger skal man foreta hvert sekund. Dette tallet går ofte opp i 100 – 500 for gode visualiserbare resultater. Heldigvis har jeg en god del smarte folk rundt meg, og får ofte konstruktiv kritikk i det jeg føler at jeg begynner å bli ferdig.
En annen ting et slikt prosjekt ikke kan overleve uten er testing. Det å teste instrumenter er å forstå det du har laget, noe som er helt uunngåelig i forskningsverdenen. På mange måter er våre sanseorganer de første kjente vitenskapelige instrumenter. Våre øyne ser ikke noen visse typer lys, noen lydfrekvenser oppfattes ikke av ørene våre i det vi blir eldre. Når du ser på resultatene hvor sensoren avgir null, er det virkelig ingen akselerasjon eller er det kanskje din måleinstrument som ikke klarer å se det?
Noen tips til en type gjør-det-selv-spalte?
Jeg kan gi fem tips, som gjelder også for forskning: forstå det du har laget, finn flaskehals (identifisér feilkildene) i systemet ditt så tidlig som mulig, invester i gode komponenter og test for alle mulige scenarioer.
Og til slutt, skaff en diktofon om nødvendig, men notér alt du gjør. Spesielt når du tester under forskjellige omstendigheter.
Hvor kan man få tak i utstyr?
Når du begynner med elektronikken helt fra scratch, så er det ofte lurt å se rundt etter en butikk som ikke bare leverer varene, men også har nok kunnskap til å hjelpe deg på veien. Nettbutikkene som sparkfun og adafruit har innholdsrike kommentarfelt, og mange eksempler rett på produktsidene. Husk at du kan gå lengre hvis du trenger hjelp og bli med i forumet, eller IRC-kanalen. Det å bestille fra disse er ofte verdt ventetiden, men hvis du vil ha varene fort, kan man se etter norske forhandlere som retter seg etter mer profesjonelle kunder som Elfa, RS Electronics.
Du lærer også mye av å tenke miljøvennlig. Om du trenger du en vifte, kan du fort finne flere i en gammel datamaskin. Samme gjelder strømforsyninger, steppermotorer, og ikke minst ledninger. Men husk, aldri bruk komponenter du ikke kjenner til. Noen kondensatorer kan lagre dødelige mengder energi, over flere uker.
Hvordan lærer man seg å programmere arduino?
Bli med i et virkelig prosjekt med andre mennesker og egne tidsfrister. Arduino Inventor Kit er et godt alternativ for en som vil sette i gang. Der får du mange ting som man vanligvis savner, før man får en god forståelse av elektronikkverdenen.

Arduino

Arduino er en som en liten datamaskin som du programmerer selv. Den er laget for at den skal være enkel å bruke. Du kan selv programmere hva den skal gjøre, og det er lett å koble den til ulike sensorer. Vår Arduino er koblet til et akselerometer, et magnetometer og et gyroskop. Du kan lett lære å bruke Arduino selv. Her ser du en steg for steg guide for hvordan du skal gå frem.
Slik ser utstyret vårt ut