Fourier Advanced Package zum HP StreamSmart 410.

In Verbindung mit dem vorinstallierten APP auf dem HP Prime sowie verschiedene Sensoren kann das Gerät zur Erfassung und Analyse von Messdaten mit dem HP StreamSmart 410 verwendet werden. Das StreamSmart unterstützt mehr als 50 Fourier Sonden in den Bereichen Physik, Chemie und Biologie. Damit ist es unter anderem möglich, Entfernungen, Lichtintensität, Temperatur, Volumen, Gasdruck, Gewicht, Leistung, pH-Werte zu analysieren. Die Fourier-Sensoren werden direkt am HP Smart Stream 410, die per USB-Kabel an den HP Prime verbunden ist, angeschlossen. Die gesammelten Daten werden in Echtzeit auf dem  HP Prime übertragen und dort gespeichert. Die Daten können beispielsweise mit Hilfe von statistischen Anwendungen numerisch und graphisch ausgewertet. Somit oist der HP Prime zusammen mit Fourier-Sensoren ein mobiles Mini-Labor, das den Geist der Forschung und eine fachübergreifende und ideologischen Erziehung Möglichkeit hervorruft. Zum HP StreamSmart 410 gibt es von Fourier 2 interessante Packages an Sensoren, die die wichtigsten Bereiche abdecken.

Hier der Inhalt des Advanced Packages:

 

Fourier Ultraschallbewegungssensor
Der Ultraschall-Bewegungssensor DT020-1 ist ein Gerät zur Messung von Abständen zu ruhenden oder bewegten Objekten. Er dient zur Entfernungsmessung (20cm bis 10m) bzw. zur Aufnahme von Bewegungsdiagrammen (s, v, a). Der Sensor muss zur Ausführung von Messungen mit einem FOURIER-Datenlogger verbunden sein. An der Unterseite ist eine genormte Gewindehülse integriert, mit der das Gerät auf einem Kamerastativ befestigt werden kann.

Der Sensor misst per 50kHz - Ultraschall die Abstände mit einer maximalen Genauigkeit von 2mm mit interner Temperaturkompensation. Aus der Impulstaktung wird die Geschwindigkeit und Beschleunigung des beobachteten Objekts ermittelt, so dass am Ende der Datenaufnahme geräteintern vier Datenlisten zur Verfügung stehen (time, dist, velo, acc), die live oder im Nachhinein ausgelesen werden können.  Zur Auswertung der Daten ist Software (MiLab oder MultiLab) erforderlich, die zum Lieferumfang des Datenloggers gehört oder auf diesem bereits vorinstalliert ist. Die Möglichkeiten des Einsatzes sind unglaublich vielfältig. Lassen Sie sich von diesem universell einsetzbaren Sensor inspirieren und entdecken Sie, wie schnell und einfach Ihre Schüler die Bewegungsgesetze verstehen, indem Sie z.B. die Bewegung einer Modelleisenbahn, eines rollenden Balls oder einer die Ebene hinab rollenden Kugel analysieren. Verstehen durch Beobachten, Verstehen durch Machen - so soll Physikunterricht sein.

 

Fourier Mehrbereichs-Lichtstärke-Sensor
Mit diesem Sensor lassen sich Lichtstärken bis zu 150k Lux erfassen. Seine Messgenauigkeit ist liegt bei einer Auflösung von 0,15 Lux. Somit lassen sich auch kleine Intensitätsänderungen in schwach beleuchteten Räumen feststellen. Fragen nach dem optimalen Arbeitsplatz, sei es Schule, Büro oder Industrie, führen in unserer leistungsorientierten Gesellschaft zu Optimierungsproblemen. Dabei spielt auch die Beleuchtung eine wichtige Rolle. Bei welcher Lichtintensität ist optimales Arbeiten möglich? Wie sehen die Kosten einer solchen Beleuchtung aus? Welche Lichtquelle einer Auswahl ist physikalisch am hellsten? Diese und andere Fragen können fächerverbindend in natur- und gesellschaftswissenschaftlichen Fächern geklärt werden.

Physik: In der Physik kann der Sensor zur Intensität von verschiedenen Lichtquellen eingesetzt werden. Auch lassen sich alltägliche Gebrauchsgegenstände, wie z. B. ein Rauchmelder, in Ihrer Funktion und Aufgabe erklären oder Materialien auf ihr Durchscheinen analysieren.

Biologie: Hier findet der Lichtstärke-Sensor eine breite Anwendung, denn ohne Licht ist kein Leben möglich. Die Lichtintensität in verschiedenen Ökosystemen lassen sich erfassen und dadurch deren Entstehung besser verstehen. Auch ist es möglich, mit einem solchen Sensor Antworten auf Fragen der Photosynthese zu geben.

Fourier Gasdrucksensor
Dieser Gasdrucksensor hat einen besonders großen Messbereich, der einen universellen Einsatz in allen relevanten Experimenten der Naturwissenschaft erlaubt.
Fächerverbindender Unterricht ist im Besonderen in Physik und Biologie möglich: Angeschlossen an einen der neuen Fourier-Datenlogger (NovaLink oder NovaAir) kann mit der App MiLab für Tablets und Smartphones oder der PC-Software MultiLab, sofort eine Messreihe aufgenommen werden. Mit einem Messbereich von ca. 0 bis zu 700kPa ist dieser Sensor für alle Versuche bezüglich des Drucks problemlos einsetzbar. Der Messfehler dieses Sensors wird vom Hersteller mit nur +/-3% Abweichung angegeben.

Physik: In der Physik findet dieser Sensor seinen Einsatz im Mechanikunterricht der Mittelstufe. Aber auch im Stoffkapitel Thermodynamik bietet sich ein grandioser Einsatz an - denken wir nur an die Gesetze der (idealen) Gase (p-V-T). Exemplarische Versuche: Versuche zur Definition des Drucks, Erarbeitung des Teilchenmodells von Gasen und Flüssigkeiten, Konvektions- und Strömungsversuche, Versuche zur Barometrischen Höhenformel, Versuche zur allgemeinen Gasgleichung, Gesetze von Moyle-Mariotte und Gay Lussac. Es können verschiede Gase auf Ihre physikalischen Eigenschaften hin untersucht werden. Sogar Flüssigkeiten können durch indirekte Messverfahren durch diesen Sensor beschrieben werden.

Biologie: Dieser Sensor ermöglicht die Simulation des Gefäßdrucks bei Pflanzen und im Besonderen den Druck auf die Blutgefäße des Menschen. Auch ein fächerverbindender Unterricht ist mit diesem Sensor möglich, da man das Teilchenmodell aus dem Physikunterricht für die Zusammensetzung von organischen Flüssigkeiten benutzen kann.

Chemie: Produkte chemischer Reaktionen können auf entstandene Gase hin untersucht werden. Somit ist es möglich, Schülern zu zeigen, dass bei einer Reaktion nicht nur andere Feststoffe erzeugt wurden, sondern auch Gase, die nicht beobachtet werden konnten. Dies bietet einen Vorteil zum Verständnis der Reaktionsgleichungen.

Fourier Schallpegel-Frequenzsensor (Mikrofon)
Mit dem Mikrofon nehmen Sie auf einfache Weise Oszillogramme von Tönen des hörbaren Spektralbereichs auf. Es kann ein Frequenzbereich von 35Hz bis 10kHz vom Sensor erfasst werden. Der Schalldruck wird als Spannung ausgeben und kann unter Verwendung eines Referenzsignals (erfordert optionales Zubehör) anschließend in die übliche Einheit N/m² umgerechnet werden.  Viele faszinierende Versuche sind denkbar, nicht nur in Physik sondern auch in Musik: Darstellen des Unterschiedes einer Sinusschwingung und einer Tonschwingung, Vergleich gleichfrequenter Töne in Abhängigkeit vom Instrument, Bestimmung der Schallgeschwindigkeit

Fourier Temperatursensor
Dieser Temperatursensor eignet sich wegen seines universellen Messbereiches für beinahe alle naturwissenschaftlichen Experimente in Physik, Chemie, Biologie, Erdkunde, NaWi.Temperatursensoren gehören zu den am weitesten verbreiteten Messgeräten in allen Naturwissenschaften und gestatten in Verbindung mit zeitgetakteter Abtastung auch Anwendungen und Analysen im Mathematikunterricht. So kann zum Beispiel das Erhitzen verschiedener Flüssigkeiten bis zum Siedepunkt aufgezeichnet und als mathematische Funktion in Abhängigkeit von der Zeit, der Heizleistung oder Quelltemperatur beschrieben werden. Die Genauigkeit wird vom Hersteller mit 0,13°C angegeben, die maximale Aufwärmdauer (bedingt durch die Wärmekapazität des Messfühlers) in Flüssigkeiten beträgt 20s, in Luft 50s.

Fourier Kraftsensor
Der Kraftsensor von Fourier muss schon allein wegen seiner vielseitigen Einsatzmöglichkeiten zur Grundausstattung jedes physikalischen Labors dazugehören. In der Mechanik spielt die Kraft eine zentrale Rolle, da die Newton'schen Gesetze genau auf dieser Größe aufbauen. Jeder kennt noch die sogenannten "Federwaagen" aus seinem eigenen Physikunterricht - mit ihrer Ungenauigkeit und starren Benutzung.Jetzt bietet Fourier einen Sensor, der alle erdenklichen Experimente zur Kraftmessung mitmacht. Sei es die einfache Kraftmessung (bis 50N), das Aufzeichnen von Federschwingungen, die Bestimmung von Federkonstanten oder Reibungskräften, das Hebelgesetz, oder die extravagante Bestimmung eines Raketenschubs. Mit diesem Sensor sind der schulischen Mechanik keine Grenzen gesetzt.

Fourier Hygrometer 
Dieser Sensor eignet sich für Messungen im Physik- und Biologieunterricht. Mit einem Datenlogger von Fourier (NovaAir, Nova5000 oder NovaLink) lassen sich bequem Messungen durchführen. Mit der kostenlosen Software MiLab für Tablets oder Smartphones oder MultiLab für PC werden die Messungen kinderleicht auswertbar. Die Auflösung des Sensors beträgt 0,05% RH. Bei der Verwendung sollte darauf geachtet werden, dass der Sensor keiner direkten Sonneneinstrahlung ausgesetzt ist. Eine typische Messung mit diesem Sensor dauert ca. 3min und kann danach gut ausgewertet und interpretiert werden.

Physik: Wie kommt es, dass sich Temperaturen manchmal anders anfühlen, obwohl das Thermometer den gleichen Wert anzeigt?  Meteorologen geben absolute Temperaturen bekannt und nennen die dazugehörigen "gefühlten Temperaturen". Mit dem Luftfeuchtesensor kann man diesen Phänomenen auf den Grund gehen und verstehen, warum es die sogenannten "gefühlten Temperaturen" gibt. Weitere Physikalische Versuche: Luftfeuchtigkeit der Atemluft, Vergleich von Luftfeuchtigkeit in verschiedenen Räumen (Zimmer mit und ohne Klimatisierung, kalte und warme Räume, Klassenraum zu Beginn und am Ende der Stunde), Teilchentransport in der Luft, z. B.Wolken, u.v.m.

Biologie: Im Biologieunterricht kann der Luftfeuchtesensor eingesetzt werden, um Transpiration zu beobachten. Mit einem zusätzlichen Temperatursensor lassen sich Experimente in Ökologie zu den Ökogeographischen Regeln, z.B. der Allen'schen Regel, durchführen. Auch die Situation in Ökosystemen, wie z. B. dem Regenwald, lassen sich mit diesem Sensor erfassen.

Fourier pH-Sensor für Flüssigkeiten 
In Chemie und Biologie spielt der pH-Wert eine wichtige Rolle. Dieser Sensor ist für beide Fächer einsetzbar und gibt die Gesamte pH-Skala wieder. Durch seine hohe Auflösung von 0,004pH lassen sich auch momentane Änderungen des pH-Werts mit der Auswertungssoftware MultiLab oder MiLab sehr gut darstellen. Somit zeigt sich, dass der pH-Wert nicht auf die bekannte Abstufung beschränkt ist, sondern einen variablen Wert darstellt. Vorrangiges Einsatzgebiet ist natürlich der Chemie-Unterricht, ob zur einfachen pH-Wert-Bestimmung oder zum Aufzeichnen von Titrationskurven (z.B. unter zusätzlichem Einsatz des Tropfenzählers).

Fourier Fotoschrankensensor 
Mit dieser Fotoschranke können Sie Bewegungen auf dem Fourier-Schienensystem analysieren oder sie kann zum Messen von Zeiten eingesetzt werden. Die Fotoschranke ist so konzipiert, dass auch zwei Schranken miteinander gekoppelt werden können.  An der Fotoschranke lässt sich ein Haltebolzen angebringen, was eine Benutzung mit Stativ erlaubt.
Mögliche Experimente wären die Darstellung von Weg-Zeit-Gesetzten, Beschleunigungs- oder Geschwindigkeit-Zeit-Gesetze. Aber auch ein Federpendel- Experiment ist einfach umsetzbar. Natürlich läßt sich die Fotoschranke auch in Verbindung mit dem optional erhältlichen Speichenrad auch problemlos an dem Dynamischen-Schienen-System von Vernier anbringen. Beispielabbildung Fotoschranke in Verbindung mit der Superrolle.

Fourier Sensorenkabel 1,5 m / 8-pin mini-DIN (4x)
Dieses Sensorenkabel wird zum Anschluss von Sensoren an den Fourier-Datenlogger NovaLink benötigt. Beim Verkabeln von Sensor und Datenlogger kann kein Fehler passieren, da das Kabel aufgrund der Bauform der Stecker nur auf eine Weise angeschlossen werden kann. Die Länge des Kabels ist mit 1,5m für alle Versuche geeignet. Werden kürze Kabellängen benötigt, so stellt dieses Kabel auch keine Behinderung durch aufwickeln dar.