Obligatorisk oppgave nr.2

Noe av utstyret som brukes, fra og med oppgave 6 er ikke tilgjengelig i settet deres, men dere kan få det utlevert i resepsjonen i første etasje på IFI. Påregn å fremvise gyldig studentbevis. Lykke til!

Oppgave 1:

Plotting av strøm som funksjon av spenning over motstand

• Bruk Matlab eller Python til å plotte strømmen i en resitiv motstand på 100 Ohm. La spenningen variere fra 1V til 10V med inkrement på 0.1V.

Oppgave 2:

Spenningsdeler

• Finn verdien på R1 for at vi skal få 2.5V på utgangen av kretsen under. Dvs. en spenning på 2.5V over R1. Ta med utregningen i svaret

Oppgave 3:

Spenningsdeler

• Plot spenningen over R1 som funksjon av verdien på R1 når R1 varierer mellom 1 Ohm og 1000 Ohm

Oppgave 4:

Ekte spenningsdeler

• Lag en modifisert versjon av kretsen i oppgave 3 på brødbrettet: bruk 4,7KOhm-motstanden som R1, 10KOhm-motstanden som R2, og 5V-strømforsyningen til arduinoen som V1. Nærmere bestemt, koble 5V til den positive ledningen til 10KOhm-motstanden, og gnd til den negative ledningen til 4,7kOhm-motstanden.

1. Beregn det teoretiske spenningsfallet over motstanden på 4,7KOhm, og bruk deretter multimeteret til å måle det faktiske spenningsfallet. Ta med utregningen i svaret og målingene du gjør med multimeteret.
2. Hva kan være årsaken til forskjellen i verdier?

Hint: Motstander har fargekode som viser motstandsverdien, se labveilederen.

Oppgave 5:

Ekte spenningsdeler

• Koble opp en spenningsdeler med en motstand på 4.7KOhm og et potensiometer på brødbrettet. Koble de mellom Gnd og Vdd (5V). Mål spenningen over utgangen av spenningsdeleren. Med utgangen av spenningsdeleren menes punktet mellom de to resistorene (et potensiometer er en variable resistor). Sett på en LED mellom utgangen og Gnd (dvs. parallelt med potensiometeret) og koble utgangen til A0.

Hint: Utgangspinnen til potensiometeret (pinnen plassert overfor de to andre pinnene) skal kobles til jord; ellers forblir motstanden konstant. Du kan variere potensiometermotstanden ved å feste en knott med en pil på toppen (inkludert i settet) til potensiometeret og vri på det. Variering av motstanden bør slå LED-en på og av.

• Bruk analogRead() og Serial.Println() i en loop, slik at du sender ut de målte dataene (analogRead()) 5 ganger per sekund til serieporten (Serial.Println()) på PCen. Du kan bruke delay() for å forsinke kjøringen av kode, se Help->Reference i Arduino IDE.
• I Arduino IDE, gå til Tools->Serial Plotter, eller Tools->Serial Monitor for å se plot av den målte spenningen, sendt fra din arduino til din pc via serieporten.

Ta et skjermbilde av plottet og lim inn i besvarelsen.

Oppgave 6:

Spenningsdeler med last

* R1 og R2 kan hentes i resepsjon.

• Fjern LED-en og bytt ut motstanden og potensiometeret med to motstander på 10MOhm. Denne motstanden følger ikke med i settet, men dere kan få den utlevert av gruppelærer eller i resepsjonen i 1 etasje.

Kroppen vår leder strøm ganske godt. Huden vår leder ikke så veldig godt, men litt, og kan derfor sees på som en motstand med veldig høy verdi. Kobler man en motstand (last) mellom utgangen av en spenningsdeler og jord, vil spenningen ut bli noe påvirket av dette.

• Ta med en finger på utgangen av spenningsdeleren og ta med en annen finger på jord. Se om du får noen forandring i spenning ut.

Statisk elektrisitet - støy

En spenningsdeler med så høye motstander (høy utgangsimpedans) blir veldig følsom for elekstrisk støy. I kroppen vår har vi mye elekstrisk støy, og det er det du ser overlagret på målingene.

Ta et skjermbilde av plottet og lim inn i besvarelsen.

Innlevering:

• Matlab/Python koden for oppgave 1 skal leveres på formen oblig2_1_<brukernavn>.m eller oblig2_1_<brukernavn>.py.
• Matlab/Python koden for oppgave 3 skal leveres på formen oblig2_3_<brukernavn>.m eller oblig2_3_<brukernavn>.py.
• Koden for oppgave 5 skal leveres på formen oblig2_<brukernavn>.ino.
• Tekstlig besvarelse med illustrasjoner skal leveres i PDF format på formen oblig2_<brukernavn>.pdf.

Generelle krav til innlevering

• Sett dere inn i sikkerhetsrutiner for lab.
• IFIs retningslinjer for obligatoriske oppgaver finner dere her.
• Oppgavene skal løses individuelt med mindre annet er oppgitt i oppgaveteksten.
• Besvarelsene leveres i følgende format i Canvas:
  • Tekstlig besvarelse skal leveres PDF format på formen oblig<nummer>_<brukernavn>.pdf. (Se vår LaTeX-mal)
  • Arduinokode skal leveres på formen <filnavn>.ino.
  • Processingkode skal leveres på formen <filnavn>.pde.
  • Matlabkode skal leveres på formen <filnavn>.m.
  • Pythonkode skal leveres på formen <filnavn>.py.
• Plott må inkludere tittel og benevnelser på aksene. Man må også oppgi måleenhet i parentes hvis man plotter en fysisk størrelse (se eksempel i malene: Plotting i Python og Plotting i Matlab)
• Plotter dere flere kurver i samme plott må dere spesifisere kurvene med “legend” (se eksempel i malene)