header.gif
LabVIEW document

Темы проектов

Возможные темы работ не исчерпываются приведенным списком. Желающие могут предложить свои собственные темы. В связи с открытием в нашей школе лаборатории Экспериментальной физики будет подготовлен отдельный список тем проектов по различным разделам физики. Мы принципиально не повторяем простейшие эксперименты, ранее проводившиеся в школе или описанные где-либо в литературе или Интернете. По нашему мнению, в каждом эксперименте или проекте должна быть своя "изюминка", придающая ему определенную особенность и новизну.

Физика Электроника Техника

В связи с появлением в лаборатории большого количества Arduino-совместимых (и не только) контроллеров мы открываем новое направление - программирование встраиваемых систем. Темы проектов:

  1. Часы с будильником (индикатор 7-сегментная светодиодная матрица).
  2. Кодовый замок для двери.
  3. Автоматическая программируемая кормушка.
  4. Матричный дисплей "бегущая строка".
  5. Управляемый компьютером 3D светодиодный куб (8х8х8) - монохромный или RGB.
  6. Контроллер шагового двигателя. Разработка 2-х и 3-х координатного стола.
  7. Хронограф - устройство, определяющее скорость полета пули.
  8. Контроллер прецизионного поворотного энкодера. Стабилизация "обратного" маятника.
Физика Электроника Криогеника
  1. Изучение термоэлектрического эффекта (эффекты Пельтье и Зеебека).
  2. Разработка оптического криостата на основе термоэлектических элементов.
  3. Разработка и исследование параметров термоэлектрического генератора.
Физика Аэродинамика    

Теперь у нас есть работающая и полностью автоматизированная аэродинамическая труба. Предлагаются следующие эксперименты по аэродинамике.

  1. Занимательная аэродинамика. Серия демонстраций с использованием кодоскопа (оптического проектора), иллюстрирующих основные аэродинамические эффекты и законы.
  2. Эффект Магнуса. В основном исследования завершены (см.отчет о первом этапе работ), сам эффект зарегистрирован, но в процессе эксперимента обнаруженно много интересных результатов. Предлагается доработать установку и измерять не только подъемную силу, но и силу сопротивления. Кроме того, можно разработать систему визуализации процесса обтекания объекта воздушным потоком с использованием цифровой камеры. И наконец, можно исследовать эффект магнуса в "тонкой" воздушной струе.
  3. Крыло самолета. Собрать модель крыла с датчиками давления, расположенными вдоль его профиля. В эксперименте предполагается измерять величину подъемной силы и распределение давления вдоль поверхности крыла в зависимости от скорости потока воздуха, формы профиля, и угла атаки.
  4. Визуализация аэродинамических эффектов.
Физика Оптическая спектроскопия    
  1. Разработка установки и проведение спектральных исследований в искровом разряде, электрической дуге.
  2. Иследование спектральных свойств звезд, солнечной короны.
  3. Исследование кинетики химических реакций
  4. Исследование свойств оптического запоминющего устройства на основе молекул бактериородопсина и других фотохромных веществ.
Робототехника Информатика Распознавание изображений
  1. Робот-сортировшик I
    Роботу по одной предъявляются карточки с цифрами или символами. Робот отбирает или производит сортировку карточек по определенноиу признаку.
  2. Робот-сортировшик II
    На столе выложены карточки с цифрами в произвольном порядке. Робот собирает их, а затем выкладывает их в порядке возрастания или убывания.
  3. Робот-калькулятор
    Робот движется вдоль написанного на листе бумаге или выложенного с помощью карточек арифметического выражения (используются цифры и знаки элементарных арифметических операций), считывая его с помощью видеокамеры. После знака "=" пишет на бумаге или воспроизводит на экране компьютера ответ.
  4. Турель с оптическим наведением.
    Турель с двумя приводами с электронным управлением позволяет навести "орудие" в произвольную точку пространства. На турели установлена видеокамера, передающая изображение в компьютер. В качестве мишени используются светодиоды, создающиие определенный паттерн, который система способна распознать. Необходимо собрать механизм и написать управляющую программу на LabVIEW. Электронные компоненты для управления приводами и интерфейс с компьютером есть.
  5. Робот управляемый сенсором движений.
    Все знают про игровую приставку XBOX360 с сенсором Kinect. Необходимо собрать робота, управляемого аналогичным сенсором с помощью виртуального руля. Нужно написать программу умеющую работать с сенсором. Есть как сам MS Kinect, так и его аналог ASUS Xtion.

Предполагается создание гибридной конструкции, состоящей из элементов Лего, RCX/NXT контроллеров, USB-камеры или сенсора и управляющего компьютера с программой на LabVIEW.

Информатика Распознавание изображений    
  1. Детектор траектории.
    Разработать в LabVIEW систему автоматического определения 2D траектории теннисного шарика с помощью цифровой видео-камеры.
  2. Система определения положения объекта в пространстве
    Определяет положение одного или нескольких объектов в пространстве по нескольким 2D изображениям, снятым камерами одновременно с нескольких ракурсов. Может использоваться  для анализа движений спортсмена, управления анимационным персонажем.
  3. Акустическая система определения координат объекта.
    Аналогичная система, использующая акустические дальномеры из лаборатории Архимед.
Информатика Электроника    
  1. Система управления сценическим светом.
    Предлагается разработать простейший интерфейс управления сценическим светом в актовом зале с использованием э/м реле для подключения к имеющемуся пульту дистанционного управления световым оборудованием. Программа на LabVIEW должна управлять светом в соответствии с выбранными схемами освещения, либо по заданному сценарию.
Физика Электроника    
  1. Создание высокоэффективного преобразователя солнечной энергии.
    На крыше школы установлена солнечная батарея мощностью около 20 Вт. Провести исследование вольт-амперных характеристик и определить оптимальные режимы работы солнечного элемента. Собрать действующий макет управляемого компьютером электронного преобразователя и накопителя энергии.
  2. Использование датчиков лаборатории Архимед для физических измерений.
    В нашей школе имеется большое количество датчиков (для измерения тока, напряжения, давления, силы, освещенности и т.д.), ориентированных на работу под управлением наладонника Palm-а в составе лаборатории Архимед. Предлагается разработать альтернативные способы подключения датчиков к компьютеру с использованием USB интерфейсов от компании National Instruments. Провести тестовые измерения физических величин в программе LabVIEW.
  3. Маятник.
    Создать лабораторный стенд для изучения колебаний маятника с автоматизованной обработкой результатов эксперимента на LabVIEW.
  4. RLC.
    Создание компьютеризованного стенда для изучение процессов прохождения постоянного и переменноого тока в RLC-цепях (заряд/разряд конденсатора, интегрирующие/дифференцирующие цепи, фильтры частот, резонанс). Используется LabVIEW и платформа Мини-Элвис.
  5. Изучение вольт-амперных характеристик.
    Необходимо создать экспериментальный компьютеризованный стенд для изучения ВАХ разнообразных электронных устройств (пассивных и активных) . Рассмотреть линейные и нелинейные характеристики, характеристики с отрицательным наклоном, гистерезисом и стохастическими параметрами. Создать набор устройств для демонстраций. Создать устройство с программируемой ВАХ. Используется LabVIEW и платформа Мини-Элвис.
Физика Биология Психология Электроника  
  1. Детектор лжи.
    Создать действующий макет и испытать на учащихся школы "Интеллектуал" полиграф (детектор лжи). Рассмотреть различные принципы работы и конструкции устройства. Предлагается использовать USB-интерфейс от National Instruments и LabVIEW.
  2. Тренажер с биологической обратной связью (БОС).
    Система очень похожа на детектор лжи, но снимаемые в реальном времени физиологические паркаметры человека (кожно-гальваническая реакция, частота пульса и дыхания, и т.п.) затем предъявляются испытуемому в виде определенных стимулов. Таким образом человек учится контролировать свое состояние.
  3. Детектор движений в психологии.
    Разработка психологических методик с использованием сенсора движений MS Kinect (или аналогов) и зрительной обратной связью.
Информатика Программирование для WEB    
  1. Система web-доступа к данным метеорологических измерений.
    В школе создан действующий прототип (а сейчас ведутся работы по созданию постоянно действующего модуля) автоматизированной метео-станции, проводящей измерения и сохраняющей результаты в базе данных MS Access на одном из серверов. Необходимо разработать web-интерфейс к этой базе данных, обеспечивающий доступ и первичную обработку (выборку, сортировку, построение графиков). Предполагается использование технологии ASP  и ASP.NET для MS Server 2003.
  2. Система web-доступа к изображениям земной поверхности, полученных со спутников NOAA
    Создан автоматизированный комплекс круглосуточного приема изображений с пролетающих спутников NOAA. Информация хранится в виде звуковых файлов, требующих декодирования специальными программами. Необходимо создать удобную систему работы с изображениями. рассмотреть возможность автоматического декодирования информации.
Физика Математика Информатика    
  1. Моделирование явлений окружающего мира в LabVIEW
    Предлагается выбрать какое-либо физическое (химическое, биологическое и т.п.) явление или известный эффект, создать описывающую его математическую модель и смоделировать его в реальном времени в среде LabVIEW.
  2. Идеальный газ.
    Написать на LabVIEW программу-симулятор поведения идельного газа в различных условиях.
Информатика Электроника Технологии обучения  
  1. Умный класс.
    Все слышали об "умном доме", напичканном разнообразными электронными устройствами и интеллектуальной бытовой техникой. Что вы можете предложить для создания "умного класса"-  реальной и виртуальной обучающей среды школы. Проект не предполагает создание реальных устройств, а требует вашей креативности и знания текущего состояния дел в этой области в мире.


footer
Дизайн и Оформление - Copyright © ESD Multimedia, 2008-2013

66090