База знаний · Монитор порта и график

Эксперименты с графиком: идеи для уроков

Пульс, свет, расстояние, температура: пять живых опытов с одним датчиком и графиком.

График с датчика — самый короткий путь от «мы что-то подключили» до «мы увидели науку». Вот пять проверенных экспериментов: каждый требует одну плату, один датчик и одну минуту на «вау» всего класса. Код везде одинаково прост: читаем датчик — печатаем число.

1. Свет и тень (датчик освещённости)

Классика первого раза: кривая уровня света. Накрыли датчик ладонью — провал; фонарик — пик; помахали рукой — «пила». Обсуждение: почему кривая не падает до нуля мгновенно? Что такое «уровень фона»?

2. Тепло ладони (датчик температуры)

Возьмите датчик в пальцы — кривая медленно поползёт вверх; отпустите — медленно вниз. Идеальная демонстрация инерции: тепло не мгновенно. Бонус-вопрос классу: почему вниз кривая ползёт дольше, чем вверх?

3. Расстояние до руки (ультразвуковой дальномер)

Водите ладонью над датчиком — кривая повторяет высоту руки, как терменвокс. Дети мгновенно превращают это в игру «нарисуй волну» — а это, между прочим, осознанное управление физической величиной.

4. Шум класса (микрофонный модуль)

График громкости на проекторе — и класс сам эксперимент: тишина — линия у нуля, хлопок — пик, общий «ш-ш-ш» — плато. Учителя используют это как весёлый «шумомер» — наглядная обратная связь работает лучше замечаний.

5. Дыхание (датчик на выбор)

Медленный выдох на датчик температуры или влажности — плавная волна на графике. Форма «вдох-выдох» видна и обсуждаема: период, амплитуда, задержка — вся терминология колебаний на живом примере.

Живой график данных датчика в Trema IDE — основа классных экспериментов — Один датчик и график — готовый эксперимент: меняется только то, что вы измеряете.

Несколько линий на одном графике — это подписи через двоеточие. Вот скетч на три линии сразу:

void setup() {
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  int a = analogRead(A0);
  int b = analogRead(A1);

  // Подписи линий — ЛАТИНИЦЕЙ: русские буквы занимают по два байта,
  // и на разрыве пакета легенда графика ломается.
  Serial.print("A0:");
  Serial.print(a);
  Serial.print(" A1:");
  Serial.print(b);
  Serial.print(" mid:");
  Serial.println((a + b) / 2);

  delay(20);
}

Важная тонкость: подписи линий пишутся латиницей. Русская буква занимает два байта, и если пакет данных разорвётся ровно посередине буквы, легенда графика сломается.

Как оформить как лабораторную

Гипотеза: «что будет с кривой, если…»
Опыт: наблюдаем график, обсуждаем форму.
Данные: сохраняем ленту монитора в файл («Сохранение вывода») — и строим график в таблице для отчёта.

Технику включения графика смотрите в статье «График: данные в реальном времени», библиотеки датчиков — в каталоге.