Data Studio y Xplorer GLX
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FISICA I 2015-I
“Año de la Diversificación Productiva y del Fortalecimiento de la Educación”
Universidad Continental de Ciencias e Ingeniería
Profesor:
Ing. Roberto Molina Cueva
Asignatura:
Física I
Alumna:
Flores Romaní Sol Camila
Sección:
AI-1020
Hyo-2015
RRAMOLK 2015-I
Desarrollo del Laboratorio N°2
DATA STUDIO Y XPLORER GLX
FISICA I 2015-I
A mis padres y profesor, quienes
Me brindan valores y conocimientos
Constantemente en mi vida diaria
RRAMOLK 2015-I
FISICA I 2015-I
LABORATORIO N° 2
DATA STUDIO Y EL GLX XPLORER
1. PROPÓSITOS
Identificar las herramientas básicas del DataStudio (opciones de
muestreo y presentación de datos).
Aprender a calibrar y utilizar el sensor de movimiento y fuerza.
2. INGRESO AL DATASTUDIO
El DataStudio ofrece hasta 4 posibilidades de trabajar los datos a
obtener. Selecciona la opción Crear Experimento, que será la que
utilizamos en el laboratorio (Fig. 2.1). Progresivamente podrás ir
explorando las otras opciones.
Ventana de bienvenida de DataStudio:
Fig 2.1 Creando un experimento en el DataStudio
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Para realizar una experiencia nueva haga click con el mouse sobre el
icono de fondo amarillo (Create Experiment).
En el laboratorio se utilizará el Data Studio usando como interfase al
GLX Xplorer. Generalmente el software reconoce automáticamente al
conectar el GLX Xplorer a la PC mediante el cable USB, pero si esto no
sucede debes seleccionar el modelo adecuado en la ventana de
Configuración del experimento (Fig 2.2) con el botón Elija una
interface.
El modelo de interfaz podrás visualizarlo en la ventana de
Configuración del experimento.
Fuera del laboratorio no podrás tomar datos, pero sí ver y procesar tus
datos guardados. Por ejemplo, al ingresar al programa desde tu
computadora, puedes elegir la opción Abrir actividad (Fig. 2.1) para
abrir un archivo que hayas creado en el laboratorio.
Es aconsejable que traigas un USB para que puedas llevarte tus
resultados a casa. Al guardar tus resultados se grabarán en un solo
archivo todos los juegos de datos y todas las ventanas que hayas
abierto.
Fig 2.2 Ventanas principales del DataStudio
3. INGRESO AL GLX XPLORER
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El Xplorer GLX es un equipo de adquisición de datos, gráficos y
análisis diseñada para estudiantes y educadores de ciencias. El Xplorer
GLX admite hasta cuatro sensores PASPORT simultáneamente,
además de dos sensores de temperatura y un sensor de tensión
conectadas directamente a los puertos correspondientes.
Opcionalmente, en los puertos USB del Xplorer GLX se puede conectar
un ratón, un teclado o una impresora. El Xplorer GLX lleva un altavoz
integrado para generar sonido y un puerto de salida de señal estéreo
para conectar auriculares o altavoces amplificados.
El Xplorer GLX es un sistema informático de mano totalmente
autónomo para las ciencias. También funciona como interfaz del sensor
PASPORT cuando está conectado a un ordenador de sobremesa o
portátil con software DataStudio.
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a. Características principales
• Toma datos directamente del medio a través de dispositivos
electrónicos llamados sensores, lo cuales convierten parámetros
medibles en variaciones de voltaje.
• Es capaz de registrar 250,000 datos por segundo, para cada sensor.
• Permite trabajar con 8 sensores simultáneamente.
• Cuenta con un teclado alfanumérico que permite editar los datos
recogidos.
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• Posee una memoria interna de almacenamiento de 11.5 MB,
expandible mediante memoria USB externa
• Posee un conjunto diversificado de herramientas computarizadas que
facilitan el análisis de los datos recolectados.
• Puede conectarse a una PC, impresora, teclado y Mouse a través de
un puerto USB.
• Posee una pantalla en escala de grises con resolución de 320 x 240.
b. Puesta en Marcha
El Xplorer GLX se encuentra dentro de un paquete completo (Kit de
Xplorer GLX) que incluye la batería (F) y el adaptador de corriente a
220VCD, el cual debe ser conectado luego de haber instalado la
batería en su interior, por ningún motivo debe conectarse a la red
domestica sin la batería.
c. Navegación
Antes de iniciar la navegación es necesario pulsar el botón de
encendido que se encuentra en la parte inferior luego del teclado
alfanumérico. La navegación se realiza a través de los botones de
dirección, que permiten el desplazamiento por todas las opciones y
pantallas que se muestran en el Xplorer GLX, el botón central se utiliza
del mismo modo que la tecla Enter de una computadora y permite
aceptar o rechazar cambios, seleccionar o deseleccionar, etc.
El Xplorer GLX tiene además un conjunto de botones de selección que
permiten salir de pantalla, Sub pantalla o archivos, el botón Escape
(ESC), borrar (X), tomar muestras de forma manual (Bandera), regresar
a la pantalla principal (Casa) y una tecla central (PLAY) para iniciar y
finalizar la toma de datos.
El Xplorer GLX posee también un teclado alfanumérico similar al de un
teléfono celular que se emplea para introducir información textual como
etiquetas o nombres para el guardado y cambio de nombre de archivos
antes y durante la ejecución de los experimentos.
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d. Operación del Xplorer GLX
Se inicializa mostrando una pantalla (Menú Principal) donde se
observan todos los iconos necesarios para la configuración de
experimentos y el análisis de fenómenos. Para desplazarnos a través
de las diferentes opciones de la pantalla se utilizan los botones de
dirección.
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4. INSTALACIÓN Y CALIBRACIÓN DEL SENSOR DE MOVIMIENTO
El DataStudio/Xplorer GLX pueden trabajar con sensores analógicos o
digitales. En la pestaña Añadir sensor o instrumento/Sensor de la
ventana de Configuración del experimento, puedes seleccionar la
opción adecuada. También puedes hacer clic sobre la interfase en el
canal apropiado.
La CALIBRACIÓN del sensor de movimiento consiste en hacer reflejar
los pulsos de sonido sobre un objeto situado a una distancia conocida,
llamada distancia de calibración (distancia standard, para el
DataStudio). La computadora mide el tiempo de la ida y vuelta de los
pulsos y, con la distancia de calibración dada, determina la velocidad
del sonido.
.
Siguiendo las instrucciones de tu Docente se debe conseguir la
calibración del sensor de movimiento
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5. CUESTIONARIO
1. Redacte una descripción del software DATA STUDIO lo más
detallado posible.
¿Qué es DATA STUDIO?
DataStudio es un programa de recopilación, análisis y
presentación de datos. El software hace uso de interfaces y
sensores PASCO para recopilar y analizar los datos. Con
DataStudio puede crear y realizar experimentos de Ciencias
generales, Biología, Física y Química de cualquier nivel de
estudios.
¿Para qué sirve?
Se utiliza para analizar resultados experimentales de alta
precisión que se pueden obtener en el laboratorio escolar
utilizando sensores de magnitudes físicas (posición, fuerza,
temperatura, luz, sonido, conductividad, etc.) y químicas (pH,
oxígeno, etc.). Una vez instalado en el ordenador, el programa
se asocia a los sensores de la casa y se utiliza también para
realizar ajustes en ellos. la consola de la misma casa X-plorer
lleva una variante del programa. Funciona de forma parecida y
tiene la ventaja de ser portátil.
DataStudio construye tablas de valores y gráficas sobre la
evolución de las magnitudes. Entre las muchas posibilidades que
ofrece para el tratamiento de datos, resulta de particular interés
que permite seleccionar algunos resultados (descartando otros),
realiza ajustes matemáticos predeterminados o diseñados por el
usuario, incluye herramientas de cálculo e interpretación muy
útiles, como, por ejemplo, el cálculo de la pendiente en cada
punto de una gráfica, etc. Aunque los equipos de sensores y su
software no son gratuitos, cada vez más Institutos disponen de
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ellos. En la Comunidad Valenciana desde hace tres años se está
dotando a bastantes centros con equipos de sensores y se
imparten cursos de familiarización sobre ellos.
Interfaces:
Dependiendo del equipo utilizado, se recomiendan las siguientes
interfaces:
Equipos con puertos serie
y SCSI
Interfaces ScienceWorkshop
Equipos con conexión USB USB Link PASPORT o
Xplorer
Requisitos de DataStudio: Para usar DataStudio, necesita como
mínimo el equipo y los componentes siguientes:
o Macintosh: System 7.5 o superior, memoria RAM
disponible: 8 Mb (se recomiendan 16 Mb), puerto serie,
SCSI o USB, unidad de CD-ROM y 20 MB de espacio
libre en el disco duro.
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o Windows: Windows 95, 98 o NT 4.0, memoria RAM
disponible: 8 Mb (se recomiendan 16 Mb), puerto serie,
SCSI o USB, unidad de CD-ROM y 20 MB de espacio
libre en el disco duro.
Utilización de DataStudio:
DataStudio recopila y muestra los datos durante el experimento.
Para configurar un experimento, sólo tiene que conectar los
sensores a la interfaz y configurar el software. DataStudio puede
mostrar los datos de varias formas, po
r ejemplo, dígitos, instrumento analógico, gráficos o un
osciloscopio.
Para utilizar DataStudio, puede:
i. Abrir un experimento previamente configurado.
ii. Abrir un cuaderno de prácticas diseñado previamente.
iii. Crear un cuaderno de prácticas electrónico o configurar
un experimento.
BIBLIOGRAFÍA:
Pasco System (2007), ”Worldwide Catalog and
experiment guide”, Roseville CA, USA.
Prentice Hall – PASPORT Sxiente Explorer Bundle (2007)
“Science Bundle Software”; Roseville CA, USA.
2. Realice un comentario de las funciones principales que tiene el
GLX XPLORER a modo de manual (mínimo 20 funciones)
El GLX XPLORER es un dispositivo electrónico que permite
recolectar datos sobre los fenómenos físicoas, químicos,
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biológicos, etc. Así mismo posee un conjunto muy diversificado
de herramientas que facilitan el análisis de las gráficas y tablas
de datos que el dispositivo puede presentar.
El GLX es un dispositivo que puede ser utilizado en un
laboratorio de aula así como en trabajo de campo. El uso de
GLX no exige pre requisitos especiales de computación.
Además se puede conectar hasta cuatro sensores para el
estudio de los fenómenos naturales. También cuenta con un
teclado alfa numérico para editar tablas y gráficos.
Los datos tomados con el Xplorer GLX pueden ser trasladados a
una computadora a través de un puerto USB, el mismo, cuenta
con el programa DATA STUDIO
Este dispositivo se inicializa con una pantalla principal, donde se
muestran todos los íconos básicos y necesarios para el estudio
de fenómenos.
El Xplorer GLX cuenta con un conjunto circular de taclas cuyas
funciones son semejantes a un mouse de una computadora.
Permite desplazarse entre los íconos de la pantalla y, además,
la tecla central permite activar las funciones de los íconos
seleccionados.
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El Xplorer GLX tiene además un conjunto de teclas que permite
salir de pantalla o archivos (ECP), borrar (X), tomar muestras en
forma natural, regresar a la pantalla principal y una tecla central
para iniciar y finalizar la toma de datos.
El Xplorer GLX tiene un teclado alfa numérico para editar datos y
textos.
Archivo de datos (Data files): Permite generar los archivos de
datos cuando se realiza un experimento.
Medidor digital: Permite mostrar los valores numéricos de las
variables que intervienen en un fenómenos como la presión o
temperatura.
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Medidor Analógicos: Es un medidor que permite mostrar en
una pequeña pantalla los resultados de la medición de una
variables seleccionada.
Cronómetro: Permite tomar el tiempo de ejecución de las
variables.
Temporizador: Permite tomar el tiempo en las fotopuertas que
utilicen
Configuración: Por medio de este ícono se puede configurar el
GLX en lo que respecta a día, datos, toma de muestras, etc.
Salida: Se utiliza para configurar las señales de sonido.
Notas: Sirve para leer o editar textos complementarios a la
experiencia.
Gráfico: Permite configurar las diferentes gráficos que uno
desea para mostrar los resultados del experimento.
Tabla: Ahí se encuentran todos los datos de las variables que se
han medido en el experimento. En ella, también se pueden
editar datos.
Calculadora: Dispositivo para realizar operaciones
matemáticas.
Sensores: Este ícono permite seleccionar los sensores a ser
utilizados en el experimento
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BIBLIOGRAFÍA:
Pasco System (2005), ”Worldwide Catalog and
experiment guide”, Roseville CA, USA.
Prentice Hall – PASPORT Sxiente Explorer Bundle (2007)
“Science Bundle Software”; Roseville CA, USA.
WEBGRAFÍA:
http://facultad.bayamon.inter.edu/ditorres/Documentos/
Internet%20Links/DataStudioStarterManSpan.pdf
ftp://ftp.pasco.com/Sales/International/Humberto
%20Medina/Archivos%20PASCO%20producidos%20por
%20Representantes%20de%20America/Bionet/CD
%20Bionet%20-%20Kit%20Datalogger%20Julio
%202006/manual%20teorico%20basico%20xplorer
%20glx.pdf
3. Detalle con comentario e imágenes los principales sensores que
tiene PASCO procurar la mayor cantidad de sensores y su
aplicación.
EQUIPAMIENTO y SENSORES MECANICA
Sensor infrarrojo
ME-9498A
Columna + Pie para infrarrojo
ME-9204B
5
- Medición básica de posición, velocidad y aceleración
- Medición de energía cinética y cantidad de movimiento a través de cálculos del software
- Cálculo del período de péndulos, aceleración de la gravedad, etc.
Sistema Sensor infrarrojo + polea
ME-6838
5 - Estudio del movimiento a una velocidad constante
- Medida de un objeto en caída
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libre- Estudio de la cinemática sobre
un plano inclinado- Medición de la velocidad de un
proyectil- Medición de la aceleración de
un carro
Sensor de temperatura
CI-6605
8
- Medición de cambios rápidos de temperatura en experimentos de reacciones endotérmicas y exotérmicas
- Observación de congelación, puntos de ebullición y / o calor de fusión
- Monitoreo Ambiental (terrarios, clima, estudios de suelo)
- Cinética química y la velocidad de reacción
- Reacciones bioquímicas y enzimáticas
- Estudios de Microbiología.
Sensor de presión absoluta 0-700KPa
CI-6532A
:
3
- Leyes de los gases- Medición de procesos
Químicos y biológicos en los que se liberan gases
Sensor de presión diferencial 0-700 Kpa
CI-65331
- Leyes de los gases- Medición de procesos
Químicos y biológicos en los que se liberan gases
Sensor de fuerza
CI-6537
5
- Medición de las fuerzas presentes en choques elásticos e inelásticos, e integración en impulso.
- Fuerzas ejercidas por una masa oscilante.
- Fuerzas ejercidas en el punto de suspensión de un péndulo.
Sensor de movimiento de ultrasonido 9- Determinación de posición,
velocidad y aceleración
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CI-6742 - Energía cinética, potencial y cantidad de movimiento a través de cálculos del software
- Si se monta sobre un carrito motorizado, permite estudiar muy bien marcos de referencia en movimiento relativo
Sensor de sonido
CI-6506B
5
- Identificación de la intensidad sonora
- Medición de la velocidad del sonido
- Frecuencia de batido- Efecto Doppler- Estudio de las características
de la voz- Tonos y sobretonos en
instrumentos musicales
Sensor de intensidad luminosa
CI-6504A 5
- Variaciones de la iluminación diurna
- I vs d, I vs ángulo (polarización), I vs x (patrones de difracción)
- Mediciones de intensidad relativa de iluminación
Sensor de movimiento de rotación
CI-6538
5
- Conservación del momento angular
- Inercias rotacionales de masas cuasi-puntuales y cuerpos extensos
- Fuerza vs desplazamiento- Variantes de la máquina de
Atwood con poleas de gran momento de inercia
- Movimiento armónico simple- Relevamiento de patrones de
difracción- Registro del desplazamiento de
pistones y otros objetos
Sensor de aceleración
CI-6558
5 - Experimentos con choques de carritos
- Ascensores- Juegos de parques de
diversiones
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- Aceleraciones en los transportes públicos
EQUIPAMIENTO y SENSORES ELECTRICIDAD
Circuito RLC
CI-6512
Sensor de voltaje
CI-6503
1
11
- Relaciones entre tensiones y corrientes en: Resistores, Capacitores e Inductores
- Circuitos simples o mixtos.- Resonancia RLC: Usando los
distintos valores de resistencia, capacidad e inductancia (el núcleo de la bobina es ajustable).
- Resistencias no lineales: Características no óhmicas de algunos componentes
Sensor de carga
CI-6555
4
Cap. entrada: 0.01 µF ±5%
Res. entrada: 1012 ohms
Máx. voltaje entrada:150 V
Ganancia sensor: 1x, 5x y 20x
Rango voltaje: ±10 V, ±2 V y ±0.5 V
Rango carga: ±0.1µC, 0.02µC y ±0.005µC
Electrómetro básico
ES-9078
1
Electrómetro básico
Rango Voltaje entrada: 3, 10, 30, 100 V
Res. entrada: 1014 ohms
Cap.: 27 pF
Exactitud: (análoga) ±3%
ScienceWorkshop output: ±1%
Rango señal de salida: -100 a +100 V
-
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Fuente de voltaje para electrostática
ES-9077
1
- Producción de cargas.- Técnica de medición de cargas acumuladas en conductores y aislantes (electrómetro y doble jaula de Faraday)- Transferencia de cargas- Distribución de cargas en campos eléctricos- Capacidad, capacitores y constante dieléctrica- Cargas en movimiento
SENSORES de CLIMA y AGUA
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Termoclina (mide simultáneamente temperatura y profundidad)
PS-21512
- Estudiar termoclinas en ambientes de agua dulce y salada.
- Crear perfiles de profundidad de las masas de agua.
- Estudio de las mareas oceánicas.
Turbidímetro
PS-2122
2
- Comparar la turbidez de las muestras de agua de distintos lugares de destino.
- Determinar la tasa de sedimentación de una muestra.
- Comparar las muestras de agua locales a las normas nacionales.
- Medida de la formación de un precipitado.
Sensor de caudal y temperatura
PS-2130
2
- Determinar la tasa de transporte de sedimentos de un río u otro cuerpo de agua.
- Medir y comparar la velocidad de flujo en diferentes lugares en un arroyo.
- Comparar las características de una secuencia a otra.
Sensor Meteorológico
PS-2154A
2
- Realizar experimentos con la estación meteorológica.
- Tomar en un tiempo lecturas o recoger datos durante días o semanas, en cualquier lugar.
- Estudio de los fenómenos meteorológicos como las tormentas, nubosidad, etc.
Sensor múltiple para examinar calidad del agua
PS-2169
2
- Realizar investigaciones sobre Lluvia Ácida.
- Estudio de la contaminación térmica.
- Investigar la pureza del agua potable.
- Medida de la fotosíntesis.
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BIBLIOGRAFÍA:
Alonso, M. y Finn, E. J., Física, vol. I y II, Edición Revisada y Aumentada, Fondo Educativo Interamericano, 1967, Reimpresión 1998 (Texto Guía).
Crawford, Jr., Ondas, Berkeley Physics Course. Editorial Reverte, (1977).
WEBGRAFÍA:
http://www2.fisica.unlp.edu.ar/materias/FEI/manuales/ sensor_posicion.pdf
http://www.pasco.com/products/probeware/pasp ort/sensors.cfm
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