Введение 3
1 Основные понятия и определения 4
1.1 Краткий обзор возможностей Excel и Visual Basic for 4 Applications
1.2 “Выход” Excel во внешнюю среду через СОМ порт 5
2 Компьютерный светоиндикатор на основе светодиода 10
2.1 Сборка и подключение 10
2.2 Реализация формы для управления работой светодиода 11
3 Компьютерный термометр с датчиком DS18B20 16
3.1 Описание структуры датчика и способов снятия информации 16
3.2 Сборка и подключение 24
3.3 Реализация программы для считывания температуры 29
Заключение 36
Список использованных источников и литературы 37
Приложение А. Листинг программы «Компьютерный светоиндикатор на основе светодиода»
Приложение Б. Листинг программы «Компьютерный термометр с датчиком DS18B20»
Приложение В. Публикация в сборнике материалов XXII 59
Всероссийской научно-практической конференции «Учебный физический эксперимент: Актуальные проблемы. Современные решения», 2017 г.
Приложение Г. Сертификат участника международной научной конференции молодых ученых, магистрантов, студентов и школьников «XVII Сатпаевские чтения», 2017 г.
В настоящее время использование персональных компьютеров в методиках измерения, управления и регулирования происходит во всех сферах, также и в образовательной. Для уменьшения сложности и стоимости проектов в них применяют проверенный временем последовательный интерфейс, работающий под управлением специального программного обеспечения.
Автоматизация физического эксперимента включает три составляющие - лабораторную установку, компьютер или микропроцессор и программное обеспечение, содержащее операционную систему, оболочку, на которой пишется управляющая программа и собственно программу управления. В качестве оболочки обычно используется специализированная оболочка, основанная на одном из языков программирования высокого уровня - С, Pascal, Java и т.д. Однако это предполагает дополнительную установку на компьютер соответствующей системы. В то же время на любом компьютере стандартно устанавливается пакет программ Office, который уже содержит оболочку для использования при управлении экспериментом. [1] Снятие экспериментальных данных можно организовать непосредственно в Microsoft Excel. Достоинством этого приложения является наличие встроенных средств, для работы с графикой и таблицами, а также встроенного языка программирования Visual Basic for Applications (VBA). В результате вместо создания массивных приложений достаточно ограничиться лишь небольшими макросами.
В рамках данной работы в качестве установки используются светоиндикатор на основе светодиода и компьютерный термометр с датчиком DS18B20, управление экспериментом происходит с помощью Excel.
В первой главе рассматривается возможность создания управляющих программ для эксперимента на основе пакета Excel, а также средства для создания интерфейса с реальной физической установкой. Введены основные понятия и определения, используемые в работе.
Во второй главе представлена реализация и подключение к компьютеру светоиндикатора и организация интерфейса в оболочке Excel для управления работой светодиода.
Третья глава посвящена компьютерному термометру - тому, как производилась сборка, подключение и считывание измеренной температуры, времени и автоматическое построение диаграммы.
Основные результаты, полученные в данной магистерской диссертации:
1. Рассмотрены возможности создания управляющих программ для эксперимента на основе пакета Excel, а также средства для создания интерфейса с реальной физической установкой.
2. Введены основные понятия и определения, используемые в работе.
3. Реализован светоиндикатор на основе светодиода.
4. Организован интерфейс в оболочке Excel для управления работой светодиода.
5. Собран компьютерный термометр с датчиком DS18B20.
6. Написана программа для подключения компьютерного термометра и считывания измеренной температуры, времени и автоматического построения диаграммы.
