Obligatorisk oppgave nr.2

Noe av utstyret som brukes, fra og med oppgave 6 er ikke tilgjengelig i settet deres, men dere kan f? det utlevert i resepsjonen i f?rste etasje p? IFI. P?regn ? fremvise gyldig studentbevis. Lykke til!

Oppgave 1:

Plotting av str?m som funksjon av spenning over motstand

• Bruk Matlab eller Python til ? plotte str?mmen i en resitiv motstand p? 100 Ohm. La spenningen variere fra 1V til 10V med inkrement p? 0.1V.

Oppgave 2:

Spenningsdeler

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

Oppgave 3:

Spenningsdeler

• Plot spenningen over R1 som funksjon av verdien p? R1 n?r R1 varierer mellom 1 Ohm og 1000 Ohm

Oppgave 4:

Ekte spenningsdeler

• Lag en modifisert versjon av kretsen i oppgave 3 p? br?dbrettet: bruk 4,7KOhm-motstanden som R1, 10KOhm-motstanden som R2, og 5V-str?mforsyningen til arduinoen som V1. N?rmere 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 p? 4,7KOhm, og bruk deretter multimeteret til ? m?le det faktiske spenningsfallet. Ta med utregningen i svaret og m?lingene du gj?r med multimeteret.
2. Hva kan v?re ?rsaken til forskjellen i verdier?

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

Oppgave 5:

Ekte spenningsdeler

• Koble opp en spenningsdeler med en motstand p? 4.7KOhm og et potensiometer p? br?dbrettet. Koble de mellom Gnd og Vdd (5V). M?l spenningen over utgangen av spenningsdeleren. Med utgangen av spenningsdeleren menes punktet mellom de to resistorene (et potensiometer er en variable resistor). Sett p? 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 ? feste en knott med en pil p? toppen (inkludert i settet) til potensiometeret og vri p? det. Variering av motstanden b?r sl? LED-en p? og av.

• Bruk analogRead() og Serial.Println() i en loop, slik at du sender ut de m?lte dataene (analogRead()) 5 ganger per sekund til serieporten (Serial.Println()) p? PCen. Du kan bruke delay() for ? forsinke kj?ringen av kode, se Help->Reference i Arduino IDE.
• I Arduino IDE, g? til Tools->Serial Plotter, eller Tools->Serial Monitor for ? se plot av den m?lte 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 p? 10MOhm. Denne motstanden f?lger ikke med i settet, men dere kan f? den utlevert av gruppel?rer eller i resepsjonen i 1 etasje.

Kroppen v?r leder str?m ganske godt. Huden v?r leder ikke s? veldig godt, men litt, og kan derfor sees p? som en motstand med veldig h?y verdi. Kobler man en motstand (last) mellom utgangen av en spenningsdeler og jord, vil spenningen ut bli noe p?virket av dette.

• Ta med en finger p? utgangen av spenningsdeleren og ta med en annen finger p? jord. Se om du f?r noen forandring i spenning ut.

Statisk elektrisitet - st?y

En spenningsdeler med s? h?ye motstander (h?y utgangsimpedans) blir veldig f?lsom for elekstrisk st?y. I kroppen v?r har vi mye elekstrisk st?y, og det er det du ser overlagret p? m?lingene.

Ta et skjermbilde av plottet og lim inn i besvarelsen.

Innlevering:

• Matlab/Python koden for oppgave 1 skal leveres p? formen oblig2_1_<brukernavn>.m eller oblig2_1_<brukernavn>.py.
• Matlab/Python koden for oppgave 3 skal leveres p? formen oblig2_3_<brukernavn>.m eller oblig2_3_<brukernavn>.py.
• Koden for oppgave 5 skal leveres p? formen oblig2_<brukernavn>.ino.
• Tekstlig besvarelse med illustrasjoner skal leveres i PDF format p? 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 l?ses individuelt med mindre annet er oppgitt i oppgaveteksten.
• Besvarelsene leveres i f?lgende format i Canvas:
  • Tekstlig besvarelse skal leveres PDF format p? formen oblig<nummer>_<brukernavn>.pdf. (Se v?r LaTeX-mal)
  • Arduinokode skal leveres p? formen <filnavn>.ino.
  • Processingkode skal leveres p? formen <filnavn>.pde.
  • Matlabkode skal leveres p? formen <filnavn>.m.
  • Pythonkode skal leveres p? formen <filnavn>.py.
• Plott m? inkludere tittel og benevnelser p? aksene. Man m? ogs? oppgi m?leenhet i parentes hvis man plotter en fysisk st?rrelse (se eksempel i malene: Plotting i Python og Plotting i Matlab)
• Plotter dere flere kurver i samme plott m? dere spesifisere kurvene med ¡°legend¡± (se eksempel i malene)