LabsLand is een wereldwijd netwerk van echte laboratoria die online beschikbaar zijn. Studenten (van scholen, universiteiten en platforms voor levenslang leren) kunnen toegang krijgen tot de echte laboratoria via het internet, met behulp van hun laptop, tablet of telefoon.

De laboratoria zijn ofwel in real-time (Arduino, FPGAs...) gevestigd in verschillende universiteiten over de hele wereld. In bepaalde vakgebieden (Natuurkunde, Biologie, Chemie) zijn de laboratoria LabsLand Ultraconcurrent Laboratories, zodat de universiteit alle mogelijke combinaties heeft opgenomen van wat er in het laboratorium kan worden gedaan (in sommige gevallen meerdere duizenden) en deze op een interactieve manier beschikbaar stelt.

In ieder geval is het laboratorium altijd echt (niet gesimuleerd) en beschikbaar via het web (je hoeft geen hardware te verkrijgen, je hoeft je niet bezig te houden met verzending, enz.).

Bekijk hoe een typische gebruikerssessie werkt in de volgende video:

In het 3D-printerlab kun je kiezen uit verschillende 3D-printinstellingen, zoals temperatuur en oriëntatie, en het printproces en de resultaten vanuit verschillende hoeken observeren. Je kunt de afspeelsnelheid regelen om sneller te kunnen experimenteren dan hands-on, en je kunt het Ultimaker Cura projectbestand downloaden om verder te experimenteren.

Bestudeer hoe wisselstroom (AC) werkt door te experimenteren met verschillende lampen die in serie en / of parallel zijn verbonden. Door de schakelaars die u wilt openen of sluiten, kunt u het effect op de lichtintensiteit van elk van de lampen van het gecreëerde circuit zien.

Samenvatting

Voer een zuur-base titratie uit om de concentratie van een onbekende azijnzuuroplossing te bepalen met behulp van een natriumhydroxide-titrant. Dit laboratorium benadrukt visuele metingen met betrekking tot de meniscus van de buret en ondersteunt twee verschillende configuraties.

De eerste is voor een potentiometrische aanpak: je hebt toegang tot een digitale pH-sensor en je kunt deze gebruiken om te bepalen wanneer de onbekende oplossing geneutraliseerd is.

De tweede is voor een colorimetrische aanpak: je kunt vertrouwen op de kleurverandering door de aanwezigheid van een fenolftaleïne-indicator, zonder een digitale pH-sensor beschikbaar te hebben.

Zuur-base Titratie

Titraties zijn een volumetrische methode die is gebaseerd op het meten van de hoeveelheid reagens met een bekende concentratie (bekend als een primair standaard) die wordt verbruikt door een monster met onbekende concentratie, bekend als analyte.

De titratie wordt uitgevoerd door het toevoegen van de titrant aan de analyte met behulp van een buret, zodat een chemisch equivalent tussen de titrant en de analyte wordt verkregen. Dit wordt het "equivalentiepunt" genoemd en het is een theoretische waarde die experimenteel niet kan worden bepaald.

De experimentele schatting van dit punt wordt verkregen via een benadering die bekend staat als het "eindpunt". Dit wordt bepaald door een fysieke verandering. In dat geval wordt de kleurverandering van de oplossing bereikt na het toevoegen van een indicatorstof: een stof die van kleur verandert binnen bepaalde pH-waardes.

Voor de zuur-base titratie gebruiken we een fenolftaleïne-indicator die lichtroze wordt na een pH van ongeveer 8,4, wat een waarde is die zeer dicht bij het equivalentiepunt ligt in de meest voorkomende zuur-base titraties.

Alternatief kan in de potentiometrische configuratie een digitale pH-sensor worden gebruikt om het "equivalentiepunt" te bepalen.

Colorimetrische vs Potentiometrische benadering

De colorimetrische benadering vertrouwt op de kleurverandering die wordt geleverd door de fenolftaleïne-indicator. De potentiometrische benadering vertrouwt in plaats daarvan op de pH-stijging die wordt gemeten door de digitale sensor. In deze versie van het laboratorium zijn er twee verschillende configuraties beschikbaar, één voor elke aanpak. In de colorimetrische configuratie kunnen studenten de digitale pH-sensor niet zien.

Verschillen met het Zuur-Base Titratie II-laboratorium

In deze versie van het laboratorium (Zuur-Base Titratie II) kun je de zuur-base titratie uitvoeren voor een onbekende azijnzuuroplossing. In de andere versie van het laboratorium (zie Zuur-Base Titratie I) kun je de zuur-base titratie uitvoeren voor een citroenzuuroplossing.

Deze versie van het laboratorium legt de nadruk op visuele buretmetingen, inclusief het correct aflezen van de meniscus in de buret. De andere versie van het laboratorium (zie Zuur-Base Titratie I) legt hier geen nadruk op en richt zich in plaats daarvan op de berekeningen.

Ook kun je in deze versie kiezen tussen twee verschillende configuraties: één voor de potentiometrische aanpak en één voor de colorimetrische aanpak. De configuratie voor de colorimetrische aanpak toont de pH-sensor niet. In de andere versie van het laboratorium (zie Zuur-Base Titratie I) is er één enkele configuratie en wordt de sensor altijd getoond.

Samenvatting

Voer een zuur-base titratie uit om de concentratie van een onbekende zoutzuur oplossing te bepalen met behulp van een natriumhydroxide titrant. Dit laboratorium legt de nadruk op visuele metingen met betrekking tot de meniscus van de buret, en ondersteunt twee verschillende configuraties.  

De eerste is voor een potentiometrische benadering: je hebt toegang tot een digitale pH-sensor en je kunt deze gebruiken om vast te stellen wanneer de onbekende oplossing geneutraliseerd is.  

De tweede is voor een colorimetrische benadering: je kunt vertrouwen op de kleurverandering als gevolg van de aanwezigheid van een fenolphthaleïne-indicator, zonder beschikbaarheid van een digitale pH-sensor.

 

Zuur-base titratie

Titraties zijn een volumetrische methode die gebaseerd is op het meten van de hoeveelheid van een reactief met bekende concentratie (bekend als een primaire standaard) dat wordt verbruikt door een onbekende concentratie monster bekend als analyte.

De titratie wordt uitgevoerd door het toevoegen van de titrant aan de analyte met behulp van een buret, om zo een chemisch gelijkwaardige stof te verkrijgen tussen de titrant en de analyte. Dit staat bekend als het "equivalentie punt" en is een theoretische waarde die niet experimenteel kan worden bepaald.

De experimentele schatting van dit punt wordt verkregen door een benadering die bekend staat als "eindpunt". Dit wordt bepaald door een fysieke verandering. In dat geval wordt de kleurverandering van de oplossing bereikt na het toevoegen van een indicatorstof: een stof die van kleur verandert in bepaalde pH-bereiken.

Voor de zuur-base titratie gebruiken we een fenolphthaleïne-indicator die lichtroze wordt na een pH van ongeveer 8,4, een waarde die zeer dicht bij het equivalentiepunt ligt in de meest voorkomende zuur-base titraties.

Als alternatief kan in de potentiometrische configuratie een digitale pH-sensor worden gebruikt om het "equivalentiepunt" te bepalen.

 

Colorimetrische versus Potentiometrische benadering

De colorimetrische benadering maakt gebruik van de kleurverandering die door de fenolphthaleïne-indicator wordt veroorzaakt. In plaats daarvan vertrouwt de potentiometrische benadering op de pH-verandering zoals gemeten door de digitale sensor. In deze versie van het laboratorium zijn er twee verschillende configuraties beschikbaar, één voor elke benadering. In de colorimetrische configuratie kunnen studenten de digitale pH-sensor mogelijk niet zien.

 

Verschillen met de andere titratielaboratoria

In deze versie van het laboratorium (Zuur-Base Titratie II) kun je de zuur-base titratie uitvoeren voor een onbekende zoutzuur oplossing. In andere versies van het laboratorium kun je de zuur-base titratie uitvoeren voor een citroenzuur oplossing (Zuur-Base Titratie I) en azijnzuur (Zuur-Base Titratie II).

Zowel deze versie van het laboratorium (Zuur-Base Titratie III) als Zuur-Base Titratie II leggen de nadruk op visuele buretmetingen, waaronder het correct aflezen van de meniscus in de buret. De andere versie van het laboratorium (zie Zuur-Base Titratie I) legt hierop de nadruk niet, maar richt zich in plaats daarvan op de berekeningen.

Bovendien, in deze versies kun je kiezen tussen twee verschillende configuraties: één voor de potentiometrische benadering en één voor de colorimetrische benadering. De configuratie voor de colorimetrische benadering toont de pH-sensor niet. In andere versie van het laboratorium (zie Zuur-Base Titratie I) is er een enkele configuratie en wordt de sensor altijd getoond.

Samenvatting

Voer een zuur-base titratie uit om de concentratie van een onbekende citroenzuuroplossing te bepalen met behulp van een natriumhydroxide titrant. Een digitale pH-sensor is altijd beschikbaar en een fenolftaleïne-indicator is toegevoegd aan de onbekende oplossing zodat zowel een potentiometrische als colorimetrische benadering kan worden gebruikt. Een realtime plot is ook beschikbaar.

\u00a0

Zuur-Base Titratie

Titraties zijn een volumetrische methode die is gebaseerd op het meten van de hoeveelheid van een reactief met bekende concentratie (bekend als een primaire standaard) dat wordt verbruikt door een monster met onbekende concentratie, ook wel analyte genoemd.

De titratie wordt uitgevoerd door het toevoegen van de titrant aan de analyte met behulp van een buret, zodat een chemisch equivalent ontstaat tussen de titrant en de analyte. Dit staat bekend als het "equivalentiepunt" en is een theoretische waarde die experimenteel niet kan worden bepaald.

De experimentele schatting van dit punt wordt verkregen via een benadering bekend als "eindpunt". Dit wordt bepaald door een fysieke verandering. In dat geval wordt de kleurverandering van de oplossing bereikt na toevoeging van een indicatorstof: een stof die van kleur verandert in bepaalde pH-bereiken.

Voor de zuur-base titratie gebruiken we een fenolftaleïne-indicator die lichtroze wordt na een pH van ongeveer 8,4, wat een waarde is die zeer dicht bij het equivalentiepunt ligt in de meest voorkomende zuur-base titraties.

\u00a0

Colorimetrische vs Potentiometrische benaderingen

De colorimetrische benadering is gebaseerd op de kleurverandering die wordt verschaft door de fenolftaleïne-indicator. De potentiometrische benadering daarentegen is gebaseerd op de pH-stijging zoals gemeten door de digitale sensor. In deze versie van het zuur-base titratie laboratorium kunnen beide benaderingen worden gebruikt. De digitale sensor is altijd beschikbaar en kan niet worden verborgen.

\u00a0

Verschillen met het Zuur-Base Titratie II laboratorium

In deze versie van het laboratorium (Zuur-Base Titratie I) kun je de zuur-base titratie uitvoeren voor een onbekende citroenzuuroplossing. In de andere versie van het laboratorium (zie Zuur-Base Titratie II) kun je de zuur-base titratie uitvoeren voor een azijnzuuroplossing in plaats daarvan. \u00a0

Deze versie van het laboratorium benadrukt de berekeningen maar heeft visuele buretmetingen niet als leerdoelen. De andere versie van het laboratorium (zie Zuur-Base Titratie II) legt de nadruk op visuele metingen, en studenten moeten leren hoe ze de meniscus van de buret correct kunnen aflezen.

Bovendien is er in deze versie een enkele ervaring die kan worden gebruikt voor zowel de colorimetrische als potentiometrische benaderingen. In de andere versie van het laboratorium (zie Zuur-Base Titratie II) zijn er twee verschillende configuraties beschikbaar, waarvan in één de digitale sensor verborgen is, zodat studenten alleen kunnen vertrouwen op de kleurverandering.

Experimenteer met opwaartse kracht, het principe van Archimedes en soortgelijke natuurwetten. Voer gerelateerde metingen uit, voer experimenten uit en begin te werken aan relatief geavanceerde berekeningen om conclusies te trekken.

De experimenten van de Geavanceerde versie van het Opwaartse kracht laboratorium zullen normaal gesproken meer gegevens weergeven (zoals gegevens van vloeistofniveausensoren en objectgewichtsensoren), en de voorgestelde activiteiten zullen numerieke berekeningen van variërende moeilijkheidsgraad omvatten.

Experimenteer met de wet van Archimedes: laat ballen van verschillende materialen, maten en gewichten zakken en stijgen en zie wat er gebeurt als ze in een vloeistof worden ingebracht. Zinken ze? Drijven ze? Waarom? Zou je hun gewicht kunnen bepalen? En het volume van de verplaatste vloeistof? De opwaartse kracht? Probeer al deze vragen te beantwoorden door het experiment te observeren en met behulp van de waarden die door de beschikbare sensoren worden verstrekt.

Met dit laboratorium kunt u een echte Arduino Uno-bord programmeren. Het bevat ook verschillende in- en uitvoerperiferieapparaten, vergelijkbaar met die vaak in Arduino-starterkits worden opgenomen.

Die periferieapparaten omvatten LED's, schakelaars, knoppen, een OLED-scherm, een servomotor, enz.

Met dit laboratorium kunt u een echte Arduino Uno-bord programmeren. Het bevat ook verschillende in- en uitvoerperiferieapparaten, vergelijkbaar met die vaak in Arduino-starterkits worden opgenomen.

Die periferieapparaten omvatten LED's, schakelaars, knoppen, een OLED-scherm, een servomotor, enz.

Het Arduino Robot laboratorium stelt je in staat om experimenten uit te voeren met een echte robot. Definieer de logica van de robot door de Arduino direct te programmeren en upload vervolgens je programma naar de robot om zijn gedrag via een webcam te zien. Je kunt je robot muren laten vermijden, deelnemen aan lijnvolgende races, of elk ander type oefening uitvoeren. Als je liever een visuele programmeertaal zoals Scratch gebruikt, probeer dan ons arduino visuele robot laboratorium!

Het Arduino Robot-laboratorium stelt je in staat om experimenten uit te voeren met een echte robot. Definieer de logica van de robot via een op blokken gebaseerde taal (Blockly) en upload vervolgens je programma in de robot om het gedrag te zien via een webcamera. Je kunt je robot laten ontwijken van muren, deelnemen aan races waarbij lijnen gevolgd worden, of andere soorten oefeningen uitvoeren. Als je liever leert met code, kun je dat doen met de codeversie.

Gebruik een online IDE om de ATmega328p microcontroller van ATMEL te programmeren met gebruik van assembleertaal. De ATmega328p wordt gebruikt in de Arduino UNO, wat in feite het bord is dat je zult kunnen programmeren. Verschillende randapparatuur zijn aangesloten, waaronder LED’s, potentiometers en een servomotor, onder andere.

De hardware wordt gedeeld met het Arduino Board laboratorium, dus activiteiten die mogelijk zijn in dat lab zijn ook hier mogelijk. Bovendien is het mogelijk om C-broncode te combineren met de assembly. Natuurlijk is deze versie van het laboratorium, gericht op assembly, moeilijker te gebruiken dan andere versies van het Arduino lab, en het is gericht op microprocessor-, computerarchitectuur- en assembleercursussen.

Dit laboratorium laat je basis Digitale Elektronica leren.

Je zult in staat zijn om Combinatorische Systemen te ontwerpen door een waarheidstabel te ontwerpen en in te vullen, Booleaanse Algebra te gebruiken, Karnaugh-Veitch (KV of VK) kaarten te creëren, en de systemen die je maakt in echte remote hardware (Intel FPGAs) te testen.

Samenvatting

Het Boyle's Law laboratorium stelt studenten in staat om de relatie tussen de druk en het volume van een gas bij kamertemperatuur en constante temperatuur te bepalen. Studenten kunnen kiezen uit twee verschillende volume spuiten en de druk van het gas meten terwijl ze het volume verminderen. Het experiment wordt weerspiegeld in een grafische analyse in de vorm van een isotherm. Op deze manier kunnen ze Boyle's Law verifiëren en leren over het gedrag van gassen op een praktische en toegankelijke manier.

Boyle's Wet

Boyle's Wet stelt dat bij een constante temperatuur het volume van een gas omgekeerd evenredig is aan de druk ervan. Dit betekent dat als de druk van een gas toeneemt, het volume afneemt, en vice versa. Boyle's Wet kan wiskundig worden uitgedrukt als:

V 1/P

Waar V het volume van het gas is en P de druk van het gas is.

Het Boyle's Law laboratorium stelt studenten in staat om deze wet in praktijk te brengen en te verifiëren in een experimentele context. Door het volume en de druk van het gas op verschillende momenten te meten, kunnen ze een isotherm grafiek plotten die laat zien hoe het volume van het gas verandert op basis van de druk ervan. Als de isotherm grafiek past bij Boyle's Wet, dan hebben de studenten de wet experimenteel geverifieerd.

Het uitvoeren van experimenten zoals dit is een uitstekende manier om meer te leren over het gedrag van gassen en hoe verschillende variabelen met elkaar in verband staan. Bovendien kunnen praktische experimenten toegankelijker en memorabeler zijn voor studenten dan alleen maar over de wet lezen in een handboek. De isotherm grafiek visualiseert duidelijk het gedrag van het gas en verifieert of de voorspellingen van Boyle's Wet worden nageleefd.

Toepassing in Middelbaar en Universitair Onderwijs

Het Boyle's Wet laboratorium wordt doorgaans toegepast in natuurkundevakken op middelbaar niveau en in scheikunde vakken op universitair niveau. Op het middelbaar niveau kan het laboratorium worden toegepast in een natuurkunde les waarin de basisconcepten van scheikunde en fysica, zoals de druk en het volume van gassen, worden bestudeerd. Op de universiteit kan het Boyle's Wet laboratorium worden toegepast in een meer gevorderde scheikundeles waarin de studie van gassen en hun gedrag wordt uitgediept.

Doelstellingen

Een Boyle's Wet laboratorium kan verschillende educatieve doelstellingen hebben, afhankelijk van het opleidingsniveau waarop het wordt toegepast. Hieronder volgen enkele voorbeelden van doelstellingen die een Boyle's Wet laboratorium kan hebben op zowel middelbaar als universitair niveau:

Op middelbaar niveau:

• Studenten begrijpen Boyle's Wet en het belang ervan in de gasfysica.
• Studenten oefenen experimentele en observatievaardigheden.
• Studenten ontwikkelen vaardigheden in gegevensanalyse en representatie.
• Studenten begrijpen de relatie tussen temperatuur, druk en volume van gassen.

Op universitair niveau:

• Studenten kennen Boyle's Wet en het belang ervan in de gasfysica.
• Studenten demonstreren experimentele en observatievaardigheden in het laboratorium.
• Studenten passen theoretische concepten van gasfysica toe in praktische situaties.
• Studenten ontwikkelen vaardigheden in gegevensanalyse en representatie in een wetenschappelijke context.
• Studenten begrijpen hoe temperatuur, druk en volume van gassen met elkaar in verband staan in verschillende situaties.

Samenvatting

Deze laboratoriumopstelling stelt studenten in staat om de concentratie van koolstofdioxide te meten in een afgesloten kamer met zaden van vergelijkbare grootte. Studenten kunnen kiezen uit verschillende experimentele omstandigheden: zaden die eerder in gedestilleerd water zijn geweekt of in een oplossing van azijnzuur op kamertemperatuur (24 1 1)0C, of niet-geweekte zaden (niet geactiveerd).



Versies van dit laboratorium

In deze versie van het laboratorium moeten studenten, op een manier die vergelijkbaar is met een traditioneel hands-on experiment, gegevens verzamelen van de sensoraflezingen en hun eigen grafieken maken of hun eigen spreadsheets maken om te analyseren en conclusies te trekken, aangezien het geen grafieken bevat en geen mogelijkheid biedt om gegevens te downloaden.

Er is een alternatieve versie van het laboratorium (Cellulaire Ademhaling met Grafiek) waarin aan het einde van elk experiment een grafiek wordt getoond en studenten de gegevens op een spreadsheet kunnen downloaden.



Vrijgave van koolstofdioxide bij ademhaling van planten

Cellulaire ademhaling is een van de vitale functies die door alle cellen wordt uitgevoerd, waarbij verschillende organische verbindingen worden afgebroken en de energie die nodig is voor andere processen wordt vrijgegeven.

De uitwisseling van gassen op macroniveau is een bewijs van de energieomzettingsprocessen die plaatsvinden in cellen. In aanwezigheid van zuurstof wordt koolstofdioxide vrijgegeven als een bijproduct van cellulaire ademhaling. Deze uitstoot van koolstofdioxide is essentieel voor het begrijpen van het metabolisme van levende wezens en de gevolgen ervan in ecosystemen.



Zaadactivatie

De inwerking of opname van water door zaden is een essentieel proces voor het activeren van hun metabolisme en voor het doorbreken van dormantie, waardoor het zaad wordt voorbereid op kieming. Dit fenomeen treedt op door de zaden een bepaalde periode in water of waterige oplossingen te dompelen, zoals weken in gedestilleerd water of azijnzuur. De duur en omstandigheden van inwerking hebben direct invloed op de metabolische activiteit van het zaad, wat weerspiegeld wordt in de snelheid van koolstofdioxide-uitstoot tijdens het cellulaire ademhalingsproces. De metabolische snelheid kan variëren afhankelijk van de soort en de gekozen inwerkingsomstandigheden.



Experimenten & Opstelling

Het experimentele apparaat is uitgerust met een gasvormige koolstofdioxidesensor en een hermetische kamer. Studenten hebben de mogelijkheid om te kiezen uit de drie eerder beschreven experimentele zaadactivatieomstandigheden.

In alle experimenten worden zaden van dezelfde soort met vergelijkbare grootte gebruikt, wat de vergelijking van resultaten vergemakkelijkt.



Leerdoelen

• Begrijp de wetenschappelijke onderneming door de ontwikkeling van een gecontroleerd experiment en de interpretatie van gegevens met betrekking tot biologische processen.
• Verband leggen tussen de vrijgave van koolstofdioxide onder verschillende experimentele omstandigheden en cellulaire ademhaling, waarbij de niveau's van organisatie van materie worden onderscheiden.
• Identificeer cellulaire ademhaling als een essentiële eigenschap van levende wezens en begrijp het belang van de energietransformaties die het met zich meebrengt.

Samenvatting

Deze laboratoriumopstelling stelt studenten in staat om de concentratie koolstofdioxide te meten in een afgesloten kamer met daarin zaden van vergelijkbare grootte. Studenten kunnen kiezen uit verschillende experimentele omstandigheden: zaden die eerder in gedestilleerd water of in een azijnzuuroplossing bij kamertemperatuur (24 \\u00b1 1)\\u00b0C zijn geweekt, of niet-geweekte zaden (niet geactiveerd).

\\u00a0

Versies van dit laboratorium

Deze versie van het laboratorium toont aan het einde van elk experiment een grafiek en stelt studenten in staat om de gegevens in een spreadsheet te downloaden. Hierdoor kunnen studenten de resultaten analyseren zonder zelf de gegevens te hoeven verzamelen en in kaart te brengen.

Er bestaat een alternatieve versie van het laboratorium (Cellulaire ademhaling) waarin de grafiek en de gegevens niet beschikbaar zijn. Studenten moeten zelf de gegevens van de discrete sensorlezingen verzamelen en in kaart brengen om de resultaten te analyseren en correcte conclusies te trekken, vergelijkbaar met wat ze zouden doen in een traditioneel hands-on laboratorium.

\\u00a0

Vrijgave van koolstofdioxide bij plantademhaling

Cellulaire ademhaling is een van de vitale functies die door alle cellen worden uitgevoerd, waarbij verschillende organische verbindingen worden afgebroken en de energie wordt vrijgegeven die nodig is voor andere processen.

De uitwisseling van gassen op macroniveau is een bewijs van de energietransformatieprocessen die plaatsvinden in cellen. In aanwezigheid van zuurstof wordt koolstofdioxide vrijgegeven als een bijproduct van cellulaire ademhaling. Deze uitstoot van koolstofdioxide is essentieel voor het begrip van het metabolisme van levende wezens en de gevolgen daarvan in ecosystemen.

\\u00a0

Zaadactivatie

De imbibitie of opname van water door zaden is een essentieel proces om hun metabolisme te activeren en de kiemrust te doorbreken, waardoor de zaadbereiding voor ontkieming wordt voorbereid. Dit fenomeen treedt op door de zaden gedurende een bepaalde periode in water of waterige oplossingen te dompelen, zoals weken in gedestilleerd water of azijnzuur. De duur en omstandigheden van de imbibitie beïnvloeden rechtstreeks de metabole activering van het zaad, wat tot uiting komt in de snelheid van koolstofdioxide-uitstoot tijdens het cellulaire ademhalingsproces. Het metabolisme kan variëren, afhankelijk van de soort en de gekozen imbibitieomstandigheden.

\\u00a0

Experimenten & opstelling

Het experimentele apparaat is uitgerust met een gasvormige koolstofdioxidesensor en een hermetische kamer. Studenten hebben de optie om te kiezen uit de drie eerder beschreven experimentele omstandigheden voor zaadactivatie.

Bij alle experimenten worden zaden van dezelfde soort en vergelijkbare grootte gebruikt, wat de vergelijking van de resultaten vergemakkelijkt.

\\u00a0

Leerdoelen

• Begrijp de wetenschappelijke poging door de ontwikkeling van een gecontroleerd experiment en de interpretatie van gegevens met betrekking tot biologische processen.
• Relateer de uitstoot van koolstofdioxide onder verschillende experimentele omstandigheden aan cellulaire ademhaling, waarbij de niveaus van organisatie van materie worden onderscheiden.
• Identificeer cellulaire ademhaling als een essentiële eigenschap van levende wezens en begrijp het belang van de energieomzettingen die het met zich meebrengt.

Centrifugaalpompen worden op veel gebieden gebruikt om vloeistoffen te transporteren. De rotatie-energie komt meestal van een motor of een elektromotor.

In dit laboratorium kun je toegang krijgen tot en controle uitoefenen over zo'n pomp, die is opgesteld in een circuit dat kan worden geconfigureerd via verschillende kleppen. De kleppen kunnen het in een serie- of parallelconfiguratie instellen. Het is ook mogelijk, onder bepaalde configuraties, de effecten van cavitatie te observeren.

Behoud van Impuls is een natuurwet die beschrijft hoe impuls, dat beweging karakteriseert, niet verandert in een geïsoleerde verzameling objecten, en de totale impuls constant blijft.

In dit remote laboratorium kun je twee wagens laten botsen in een elastische of inelastische botsing, en bepaalde experimentele variabelen variëren zoals de massa van de wagens. Je kunt dus experimenteel testen of de totale impuls verandert of niet na de botsing.

Samenvatting

Het Digital Trainer-laboratorium is ontworpen voor studenten die beginnen met digitale logica, waarheidswaarden tabellen en de algebra van Boole.

Tijdens de activiteit ziet de student een Intel FPGA die een reeks eenvoudige waarheidswaarden tabellen implementeert. De student kan met de FPGA-apparaten interactief zijn door de invoeren van het systeem te variëren via schakelaars, en de uitgangen waar te nemen via LEDs. De uitdaging is om te bepalen welke logische operator de FPGA in elk geval implementeert (bijv. EN, NAND...).

 

 

Meer details

De activiteit is zodanig ontworpen dat deze relatief eenvoudig en recht-toe-recht-aan is, maar tegelijkertijd boeiend is voor de studenten. Het is ontworpen in een spelachtige stijl en is gebaseerd op echte hardware (FPGAs). Op die manier is het niet alleen nuttig om bekend te raken met digitale logica, maar het stelt studenten ook in staat om toekomstige toepassingsmogelijkheden van die kennis te zien door op een oppervlakkige manier te interacteren met FPGA-apparaten, van dezelfde soort die in de industrie worden gebruikt.

Interacties met de FPGA-apparaten voegen geen complexiteit toe, aangezien studenten ze niet hoeven te programmeren; ze implementeren al een zwarte doos logica (wat precies het punt van de activiteit is).

Het laboratorium is oorspronkelijk gebaseerd op een activiteit die Intel Corporation vaak uitvoert in zijn seminars, zowel hands-on als op afstand, gebruikmakend van hun Intel DE1-SoC, Intel DE2-115, of andere types van FPGAs.

Samenvatting

Voor experimenten met analoge schakelingen. Met dit hulpmiddel krijgt u toegang tot uw eigen elektronicalaboratorium. Gebruikmakend van zijn interactieve interface kunt u een prototyping board gebruiken om componenten en draden te verbinden. U kunt ook een functie-generator en een voeding aansluiten en configureren. Zodra het circuit is ontworpen, kunt u ook metingen verrichten met de multimeter of de oscilloscoop. Zowel de schakelingen als de metingen worden in de werkelijkheid gebouwd en uitgevoerd: dit is geen simulatie. Een relais-gebaseerd systeem verbindt de componenten zoals u ze heeft gedefinieerd, resulterend in echte signalen en metingen. Nuttig voor activiteiten in analoge elektronica zoals de wet van Ohm, de wet van Kirchoff, componentkarakterisering, leren over instrumentatie, soorten schakelingen, enz.

 

Gebruik en Instrumenten

Het LabsLand Electronics Lab is zeer krachtig en is gebaseerd op een interactieve interface met een virtueel uiterlijk. Net als in een traditioneel analoog elektronicalab heeft de student toegang tot en controle over een reeks instrumenten, namelijk: prototyping board, functie-generator, voeding, multimeter, oscilloscoop. Ze hebben ook toegang tot een componentenhulpbron, die ze in hun circuit kunnen opnemen.

Het belangrijkste element is het prototyping board. Studenten beginnen meestal met het creëren van hun circuit hier. Om een circuit te creëren, worden componenten vanuit de hulpbron (bovenaan het scherm) naar het prototyping board gesleept en worden ze verbonden met draden, die toegankelijk zijn via de werkbalk rechtsboven. De interface is zeer interactief, waardoor je componenten en draden vrij kunt toevoegen, verplaatsen en verwijderen.

Het systeem stelt je ook in staat om al ontworpen schakelingen te laden en op te slaan. Deze functie stelt je in staat om complexe schakelingen als startpunt te gebruiken als de activiteit op die manier is ontworpen; of om schakelingen op te slaan om ze te bewaren of in te dienen aan het einde van een activiteit.

Vanaf het prototyping board kun je verschillende connectors aan de zijkanten zien, die het circuit nauwkeurig met de rest van de instrumenten verbinden. De labels op deze connectors zijn nogal beschrijvend, maar bijvoorbeeld, de connectors linksboven, gegroepeerd als "DC Voeding", waar staat +5V, GND, -5V, verbinden het circuit met de voeding.

Om een instrument te observeren en te configureren, hoef je het alleen maar te selecteren uit het menu onderaan. Bijvoorbeeld, door op "DC Voeding" te klikken, krijgen we toegang tot de voeding. We kunnen de meeste van zijn bedieningselementen bedienen, en dit zal een direct effect hebben op het circuit en de metingen (ervan uitgaande dat we het circuit correct hebben verbonden).

Zodra we het circuit correct hebben ontworpen en gebouwd, en de instrumenten hebben geconfigureerd, om een meting uit te voeren, drukken we op de knop "Meten uitvoeren" rechtsonder. Als het circuit correct is ontworpen, zien we na een korte tijd de meetresultaten op de instrumenten. Als we een fout hadden gemaakt of als het circuit niet kon worden gebouwd vanwege veiligheidsredenen of omdat het niet wordt ondersteund; zouden we een foutmelding zien.

Bij het uitvoeren van een meting van een circuit, zien we onder de interface twee realtime foto's van de apparatuur op het moment dat de meting wordt uitgevoerd. Tijdens de tijdsduur waarin het wordt uitgevoerd, wordt het circuit fysiek geconfigureerd met behulp van relais. De status kan soms worden waargenomen via de indicatorleds.

 

Schakelcatalogus

De belangrijkste eigenschap van het Electronics Lab van LabsLand is dat het geen simulatie is: de schakelingen worden daadwerkelijk gebouwd met behulp van relais, alle componenten die in de schakelingen zijn opgenomen (weerstanden, diodes, condensatoren...) zijn echt, en de metingen worden gedaan met echte instrumenten. Dit maakt het een uiterst realistisch en krachtig laboratorium, maar tegelijkertijd brengt het ook bepaalde onvermijdelijke beperkingen met zich mee.

Allereerst moet het lab de specifieke component fysiek ondersteunen (inclusief). U kunt zien welke componenten in de componentenhulpbron zijn opgenomen. Verder, als u meer dan één van hetzelfde type component wilt gebruiken, moet het systeem een adequaat aantal hebben. Bovendien is het systeem vanwege de veiligheid zo ontworpen dat het geen enkele vorm van onderlinge verbinding toestaat. Kortsluitingen of schakelingen die het ondersteunde vermogen van de componenten zouden overschrijden, bijvoorbeeld, kunnen niet worden gebouwd. Schakelingen die niet zijn goedgekeurd voor veiligheidsredenen kunnen ook niet worden gebouwd.

Om deze reden bieden en raden we aan het Circuit Catalog te gebruiken dat we aanbieden om klasactiviteiten te ontwerpen en het Electronics Lab didactisch in de praktijk te gebruiken. De LabsLand Circuit Catalog vermeldt een grote set schakelingen waarvan we garanderen dat ze gebouwd en veilig gebruikt kunnen worden, en die doorgaans nuttig zijn in de verschillende cursussen waarvoor het Electronics Lab wordt gebruikt.

Door klasactiviteiten te ontwerpen rond schakelingen uit de catalogus, zullen we het potentiële probleem vermijden dat een willekeurige schakeling niet wordt ondersteund, hetzij vanwege veiligheidsproblemen, componentbeschikbaarheid, of simpelweg omdat niet kan worden bevestigd dat het geldig is om het te bouwen.

U kunt de catalogus openen via deze link: https://labsland.com/pub/docs/experiments/hive/en/index.html en het wordt ook vermeld in de inhoudssectie.

De catalogus bevat secties met schakelingen voor:

• Weerstanden
• Diodes
• RC Schakelingen
• RLC Schakelingen
• Operationele Versterkers
• Transistors

We breiden de catalogus continu uit. Als u geïnteresseerd bent in een type schakeling dat volgens u nuttig kan zijn, aarzel dan niet om contact met ons op te nemen. Hoewel we niet kunnen garanderen dat deze wordt toegevoegd, kunnen we hem analyseren en mogelijk in toekomstige revisies opnemen.

 

Interne werking

Het LabsLand Elektronica Laboratorium bestaat uit verschillende "Hives" die zijn verdeeld over verschillende instellingen over de hele wereld, die als een "cluster" werken om schakelingen en metingen aan gebruikers te leveren.

Bij het ontwerpen van een schakeling wordt de schakeling niet fysiek gebouwd en worden de metingen niet uitgevoerd totdat op de knop Meten wordt drukken. Op dat moment wordt een van de verdeelde nodes toegewezen, die onmiddellijk het circuit bouwt, de benodigde metingen verricht en het resultaat terugstuurt. De specifieke node die een meting heeft gedaan, kan worden waargenomen in de interface, via de twee realtime-foto's. Elke meting kan naar een andere node worden geleid: daarom ziet u soms dat het beeld en de aanbieder van de laatste meting vaak variëren als er verschillende worden genomen.

Intern is elke node een doos die verschillende instrumenten bevat en verschillende door LabsLand ontworpen borden met relais en de componenten die het circuit zullen vormen. Het document "Hive Node Reference Documentation" legt de interne werking van de nodes gedetailleerd uit, evenals het doel van elk type intern bord.

De nodes zijn ontworpen zodat de instelling die ze host nieuwe schakelingen kan toevoegen als ze dat willen en ze kan aanpassen. Dit wordt ook gedetailleerd uitgelegd in de handleiding.

 

Apparatuur

De apparatuur voor dit lab (d.w.z. de eerder genoemde nodes) is ontworpen door LabsLand en is beschikbaar voor verkoop om in instellingen te worden ingezet. Instellingen die de apparatuur aanschaffen en in hun eigen faciliteiten inzetten, verkrijgen verschillende voordelen; waaronder het vermogen om onderzoek uit te voeren met behulp daarvan, en het vermogen om schakelingen te creëren en aan te passen.

Voor informatie over het aanschaffen van de hardware kunt u onze pagina bezoeken: https://labsland.com/en/hardware

 

Toepassing in Voortgezet en Universitair Onderwijs

Het LabsLand Elektronica Laboratorium is een bijzonder waardevolle educatieve bron voor zowel voortgezet als universitair onderwijs.

Het lab biedt een veilige en interactieve platform om de basisprincipes van analoge elektronica te verkennen. Studenten kunnen leren over basisconcepten, zoals de Wet van Ohm en de Wet van Kirchoff, door te experimenteren met echte schakelingen, iets wat typisch beperkt of zelfs buiten hun bereik ligt. Ze kunnen ook praktijkervaring opdoen met laboratoriuminstrumenten, zoals oscilloscopen en multimeters, die essentieel zijn in het veld van elektrotechniek en elektronische techniek.

Het lab kan worden gebruikt om concepten die zijn geïntroduceerd in elektronica-klassen te versterken en uit te breiden en te experimenteren met complexere componenten, zoals operationele versterkers en transistors, en hun eigen schakelingen te ontwerpen voor analyse en simulaties.

De zuurgraad van bodem kan optreden door verschillende processen die een pH-vermindering bevorderen. Deze processen komen natuurlijk voor of door menselijk handelen. De belangrijkste bronnen van bodemzuurgraad zijn verbonden met waterstofionen (H+) en aluminiumionen (Al+3) in de bodemoplossing. Verwisselbare zuurgraad wordt bepaald door het gebruik van neutrale zoutoplossingen zoals kaliumchloride (KCl). De zure ionen (aluminium en hydronium) die vastgehouden worden in de colloïdale fractie van de bodem, maken dat die in de aanwezigheid van een verdringingsion (K+) in de bodemoplossing terechtkomen. Vervolgens wordt die oplossing getitreerd met een natriumhydroxide-oplossing van exacte concentratie om het laatste punt van de neutralisatiereactie te bereiken met behulp van fenolftaleïne als indicator.

Samenvatting

Het Multi-Phase Flowloop-laboratorium stelt je in staat experimenten uit te voeren om stromingspatronen van multi-fase systemen te visualiseren die zich ontwikkelen in productiebuisleidingen in mogelijke realistische scenario's. Door variatie van de waterstroomsnelheid en de hoek van de buis zelf, kun je het ontstaan van verschillende stromingspatronen of "cuttings" waarderen, afhankelijk van de gekozen waarden.

Verdere details

Multi-fase systemen worden gevonden in verschillende industriële scenario's, waarbij de olie- en gasindustrie geen uitzondering is. De voorspelling en bepaling van het stromingspatroon in de productiebuis is van groot belang, aangezien dit direct betrokken is bij de optimalisatie van de productie zelf.

Mengsels van koolwaterstoffen, water, sedimenten en gassen die in reservoirs worden aangetroffen, vertonen verschillend gedrag tijdens hun transport naar het oppervlak van de grond. Het voorspellen van dergelijk gedrag stelt een beter begrip mogelijk voor een adequate keuze van pompinstallaties en pijpleidingopstellingen voor een succesvol transport naar hun uiteindelijke verwerkingsfaciliteit. De Multi-Phase Flowloop-testunit helpt bij het beter voorspellen van hoe multi-fase systemen zich in het echte leven gedragen voor verder onderzoek. Dit stelt de gebruiker in staat een beter begrip en visualisatie te krijgen van hoe multi-fase transportsystemen reageren onder variërende productiesnelheden en mengverhoudingen.

• Het testgedeelte is een transparante 0,04m interne diameter rechte Plexiglas pijpleiding (1) met een lengte van 6m.
• Deze pijp wordt ondersteund door een hydraulische schroefkrik (2) en een koolstofstalen balk, het systeem kan tot een hoek van 90 graden worden gekanteld vanaf het horizontale maaiveld.
• Een roestvrijstalen centrifugaalpomp (3) verbonden met de hoofdtank (4) levert water aan het systeem. Uitgerust met een elektromagnetische inductie flowmeter en door de rotatiesnelheid van de pomp kan het debiet van het water worden aangepast aan de gewenste waarden.
• Om verschillende fase-stroompatronen te ontwikkelen, kan lucht in het water worden geïnjecteerd via een lucht-watermixer (5).
• Een trechter (6) op de waterbak dient om een andere fase toe te voegen, die het vaste sediment voorstelt.
• Een hogesnelheidscamera (7) gemonteerd op de Plexiglas pijpleiding legt de stroom vast.

Het Multi-Phase Flowloop-laboratorium stelt je in staat experimenten uit te voeren om stromingspatronen van multi-fase systemen te visualiseren die zich ontwikkelen in productiebuisleidingen in mogelijke realistische scenario's. Door variatie van de waterstroomsnelheid en de hoek van de buis zelf, kun je het ontstaan van verschillende stromingspatronen of "cuttings" waarderen, afhankelijk van de gekozen waarden.

Leer hardwareontwerp met echte FPGAs!

In dit laboratorium kun je leren programmeren met behulp van twee talen voor hardwareontwerp: VHDL of Verilog, en je code testen op een van de vele beschikbare borden. Elke FPGA heeft een reeks componenten die al zijn geplaatst, zoals 10 LEDs, 6 displays met 7 segmenten of meerdere klokken. Daarnaast heb je toegang tot 10 virtuele schakelaars en 4 virtuele knoppen die je in je ontwerp kunt gebruiken en die je zult zien wanneer je met de echte hardware werkt.

Telkens wanneer je je code synthetiseert, word je toegewezen aan een specifiek bord (zoals Terasic DE2-115 of Terasic DE1-SoC of andere), en kun je je code naar een van de beschikbare borden sturen en de schakelaars aan- of uitzetten of de knoppen indrukken om te zien hoe je ontwerp zich gedraagt. De borden bevinden zich op verschillende universiteiten, zoals je zult zien wanneer je elk bord gebruikt.

In dit laboratorium heb je geen software of hardware nodig die op je computer, tablet of telefoon is geïnstalleerd.

Samenvatting

Het remote laboratorium biedt een gemakkelijke manier voor scholen en universiteiten om experimenten over zwaartekracht en energiebesparing uit te voeren. Studenten kunnen kiezen uit verschillende objecten met verschillende massa's en ze vrijlaten met behulp van een elektrische schakelaar. Een ontvangend apparaat zal de tijd meten die het object nodig heeft om te vallen, waardoor studenten de zwaartekracht experimenteel kunnen berekenen en andere experimenten met vrijvallende objecten kunnen uitvoeren. Het laboratorium biedt activiteiten op verschillende niveaus, waardoor het geschikt is voor studenten van alle niveaus. Door gebruik te maken van het remote laboratorium, kunnen studenten een dieper inzicht krijgen in deze fundamentele concepten in de fysica.

Vrije val

Vrije val is een fenomeen dat optreedt wanneer een object onder invloed van alleen de zwaartekracht valt. Dit kan worden waargenomen door een object van een bepaalde hoogte te laten vallen en het te zien versnellen richting de grond met een constante snelheid. In scholen en universiteiten worden vrije val experimenten vaak gebruikt om studenten te helpen de fundamentele concepten van zwaartekracht en energiebesparing te begrijpen en te verkennen. Deze experimenten omvatten meestal het laten vallen van een object vanaf een bekende hoogte en het meten van de valtijd met een ontvangend apparaat, waardoor studenten de versnelling als gevolg van zwaartekracht kunnen berekenen en andere experimenten met vrijvallende objecten kunnen uitvoeren. Door deze experimenten uit te voeren, kunnen studenten een dieper begrip krijgen van de fysieke principes die vrije val beheersen en hoe deze van toepassing zijn op situaties in de echte wereld.

In een vrije val experiment kunnen studenten zorgvuldig de initiële hoogte van het vallende object en de tijd die het nodig heeft om de grond te bereiken meten, zodat ze de versnelling als gevolg van zwaartekracht kunnen berekenen. Studenten kunnen ook experimenteren met verschillende objecten van verschillende massa's om te zien hoe de versnelling door zwaartekracht verandert op basis van de massa van het object. Naast het helpen van studenten bij het begrijpen van de basisprincipes van zwaartekracht en energiebesparing, kunnen vrije val experimenten ook worden gebruikt om meer geavanceerde concepten in de fysica te verkennen. Bijvoorbeeld, studenten kunnen experimenteren met objecten die verschillende vormen en dichtheden hebben om te zien hoe deze factoren de snelheid van vrije val beïnvloeden. Ze kunnen ook de resultaten van hun experimenten gebruiken om voorspellingen te doen over de beweging van objecten in de echte wereld, zoals de beweging van een skydiver of een satelliet in een baan rond de aarde. Over het algemeen zijn vrije val experimenten een boeiende en effectieve manier voor studenten om te leren over de fundamentele principes van de fysica.

Integratie in cursussen Fysica & Natuurkunde

Vrije val experimenten worden meestal opgenomen in cursussen op zowel universiteits- als schoolniveau die zich richten op fysica en natuurkunde. Op universitair niveau worden vrije val experimenten vaak opgenomen in inleidende natuurkunde-cursussen, evenals in meer geavanceerde cursussen die zich richten op mechanica, gravitatie en andere gerelateerde onderwerpen. Op schoolniveau worden vrije val experimenten vaak opgenomen in natuurkunde-cursussen voor middelbare scholieren, waar ze studenten kunnen helpen om een begrip te ontwikkelen van belangrijke natuurkunde-concepten en -principes, zoals krachten, beweging, energie en momentum. Deze experimenten kunnen ook worden opgenomen in meer geavanceerde cursussen, zoals natuurkunde op de middelbare school of natuurkunde-cursussen op universiteitsniveau voor niet-natuurkunde majorkiezers.

Typische leerdoelen

De typische leerdoelen van een vrije val laboratorium op school- en universitair niveau zijn als volgt:

1. Een begrip ontwikkelen van belangrijke natuurwetenschappelijke concepten en principes, zoals krachten, beweging, energie en momentum. Vrije val is een belangrijk concept in de studie van beweging en de effecten van zwaartekracht, en het is gerelateerd aan deze natuurwetenschappelijke concepten en principes.
2. Toepassen van natuurwetenschappelijke concepten en principes op situaties uit de echte wereld met behulp van laboratoriumapparatuur en faciliteiten. Het concept van vrije val is relevant voor een breed scala aan situaties uit de echte wereld en kan worden bestudeerd met behulp van laboratoriumapparatuur en faciliteiten.
3. Praktijkervaring opdoen met het uitvoeren van experimenten en het analyseren van gegevens, met behulp van gespecialiseerde apparatuur en faciliteiten. Vrije val experimenten kunnen studenten praktijkervaring bieden met het uitvoeren van experimenten en het analyseren van gegevens.
4. Leren hoe experimenten te ontwerpen en uit te voeren met behulp van laboratoriumapparatuur en faciliteiten. Vrije val experimenten kunnen studenten helpen leren hoe experimenten te ontwerpen en uit te voeren.
5. Leren hoe variabelen te beheersen en gegevens te verzamelen, met behulp van gespecialiseerde apparatuur en faciliteiten. In vrije val experimenten kunnen studenten leren hoe variabelen te beheersen en gegevens te verzamelen.
6. Gegevens gebruiken om conclusies te trekken en voorspellingen te doen. Gegevens verzameld uit vrije val experimenten kunnen worden gebruikt om conclusies te trekken en voorspellingen te doen over de effecten van zwaartekracht op de beweging van objecten.
7. Kritisch denken en probleemoplossende vaardigheden ontwikkelen door het gebruik van laboratoriumapparatuur en faciliteiten. Vrije val experimenten kunnen studenten helpen kritisch denken en probleemoplossende vaardigheden te ontwikkelen.
8. Waarderen van het belang van wetenschappelijk onderzoek en de wetenschappelijke methode, en de rol van technologie bij het bevorderen van wetenschappelijke kennis. Vrije val experimenten kunnen studenten helpen het belang van wetenschappelijk onderzoek te waarderen en de rol van technologie bij het bevorderen van wetenschappelijke kennis.

De wet van Gay-Lussac stelt ons in staat het gedrag van gassen te bestuderen en wordt vaak bestudeerd in de natuurkunde en scheikunde. Het relateert de druk van een gas met zijn temperatuur, terwijl andere parameters zoals volume en hoeveelheid constant blijven.

Er zijn verschillende manieren om de wet van Gay-Lussac te verifiëren. In dit experiment zullen we verifiëren dat, voor een gegeven hoeveelheid gas, de druk recht evenredig is met de temperatuur.

Schrijf en compileer je ontwerp in de browser en test het op een echte DE1-SoC. Bekijk de leds en zevensegmentdisplays via de livecamera en bedien de virtuele schakelaars en knoppen.

Kies voor UART de standaardinterface en schakel de seriële UART-terminal in voordat je het bord opent. UART-sessies gebruiken compatibele borden.

Maak en compileer je FPGA-ontwerp in Quartus en upload het .sof-bestand hier. Kies de standaardinterface voor directe toegang of selecteer vooraf een interface voor andere beschikbare bedieningselementen en simulaties.

Kies voor UART de standaardinterface en schakel de seriële UART-terminal in voordat je het bord opent. UART-sessies gebruiken compatibele borden.

Leer hardware-ontwerp met FPGA's met Terasic DE2-115!

In dit laboratorium kun je leren programmeren met behulp van twee hardware-ontwerptalen: VHDL of Verilog, en je code testen in een echte Terasic DE2-115 FPGA. De FPGA heeft een set componenten die al geplaatst zijn, zoals 18 rode LED's, 9 groene LED's, 8 7-segmentdisplays, verschillende klokken. Daarnaast heb je toegang tot 18 virtuele schakelaars en 4 virtuele knoppen die je in je ontwerp kunt gebruiken en die je zult zien wanneer je met de echte hardware werkt. Op deze manier kun je de schakelaars aan- en uitzetten of op de knoppen drukken en zien hoe je ontwerp zich gedraagt. De borden bevinden zich op verschillende universiteiten, zoals je zult zien wanneer je elk bord gebruikt.

In dit laboratorium heb je geen software of hardware nodig die op je computer, tablet of telefoon is geïnstalleerd.

Leer hardwareontwerp met FPGA's met de Terasic DE2-115!

In dit laboratorium kun je leren hoe je kunt programmeren met behulp van twee hardwareontwerptalen: VHDL of Verilog, en je code testen in een echte Terasic DE2-115 FPGA. De FPGA heeft een reeks componenten die al zijn geplaatst, zoals LED's, 7-segmentdisplays of meerdere klokken. Daarnaast heb je toegang tot 18 virtuele schakelaars en 4 virtuele knoppen die je in je ontwerp kunt gebruiken en die je zult zien tijdens interactie met de echte hardware. Op deze manier kun je de schakelaars aan- of uitzetten of op de knoppen drukken en zien hoe je ontwerp zich gedraagt. De borden bevinden zich in verschillende universiteiten, zoals je zult zien bij het gebruik van elk bord.

In dit laboratorium heb je geen software of hardware nodig die op je computer, tablet of telefoon is geïnstalleerd.

Via dit remote laboratorium kun je experimenteren met de tweede wet van Newton in een systeem waarmee je het gedrag van een bal kunt observeren en analyseren terwijl deze langs een hellend vlak beweegt of in vrije val is. De te analyseren parameters zijn: tijd, snelheid en versnelling van de bal tijdens de val. De hellingshoek is configureerbaar door de gebruiker, tot 90º, waardoor je een scenario van vrije val kunt ervaren. Controleer of de bal rolt terwijl hij over het hellende vlak beweegt of alleen langs het vlak naar beneden beweegt. Zal het afhangen van de gedefinieerde helling? Test het!

Dit apparaat stelt je in staat om real-time metingen van de verlichtingsomstandigheden van een gebouwd en operatief ruimte te verkrijgen, en om verschillende alternatieven voor te stellen dankzij de resultaten.

Verkrijg toegang om in meer detail te weten te komen hoe je deze apparatuur op professioneel niveau kunt gebruiken!

Samenvatting

Dit lab faciliteert experimenten met magnetische velden met een constante stroom in een rechte geleider, waarvan de intensiteit kan worden aangepast. Een verplaatsbare Hall-sensor meet de veldsterkte op verschillende afstanden. In deze versie van het lab noteren studenten de gegevens handmatig.

Versies van het lab

In deze versie van het lab zijn grafieken niet inbegrepen en mogen studenten de gegevens niet downloaden. In plaats daarvan moeten studenten de gegevens verzamelen uit de sensorwaarden en de afstand tot de geleider, vergelijkbaar met een traditioneel praktisch experiment. Dit stelt hen in staat hun eigen grafieken te maken en aangepaste spreadsheets voor gegevensanalyse en het trekken van conclusies te creëren.

Er is een alternatieve versie van het lab (Magnetic Field with Graph) waarin aan het einde van elk experiment een grafiek wordt verstrekt en studenten mogen de gegevens naar een spreadsheet downloaden. Deze versie kan vooral nuttig zijn voor die studenten die de voorkeur geven aan meer directe toegang tot de gegevens die tijdens het experiment zijn verzameld.

Magnetisch Veld

Bewegende geladen deeltjes hebben het vermogen om een magnetisch veld om zich heen te creëren, dat kan interageren met andere bewegende geladen deeltjes. In deze context genereert een geleider waardoor een elektrische stroom vloeit een magnetisch veld in zijn omgeving. Dit fysische fenomeen is fundamenteel in tal van technologische vooruitgangen die we in ons dagelijks leven tegenkomen, zoals elektrische motoren en verschillende elektronische apparaten.

Potentiële Experimenten

Talloze experimenten kunnen worden uitgevoerd met onze labopstelling. Gebruikers kunnen observeren hoe de sterkte van het magnetische veld varieert met de stroom die het genereert. Ze kunnen de fundamentele principes van elektromagnetische inductie verkennen, waarbij ze de link tussen een veranderend magnetisch veld en de geïnduceerde elektrische stroom visualiseren. Door de afstand van de probe tot het veld aan te passen, kunnen ze experimenteel de omgekeerde kwadratenwet van magnetisme verifiëren en zich verdiepen in de complexe relatie tussen veldsterkte en afstand.

Leerdoelen

Het lab kan de volgende leerdoelen bestrijken:

• Begrijp het concept van een magnetisch veld en hoe het kan worden gegenereerd en gemeten.

• Herken de relatie tussen magnetische veldsterkte en de stroom die het genereert.

• Begrijp het principe van elektromagnetische inductie.

• Begrijp en verifieer de omgekeerde kwadratenwet voor magnetische velden.

• Ontwikkel vaardigheden in gegevensverzameling, analyse en interpretatie in een natuurkundige context.

• Verbeter het begrip van fysische principes en hun toepassingen in de echte wereld.

Samenvatting

Dit laboratorium faciliteert experimenten met magneetvelden met een constante stroom in een rechte geleider, waarvan de intensiteit kan worden aangepast. Een verplaatsbare Hall-sensor meet de sterkte van het veld op verschillende afstanden. In deze versie van het lab krijgen studenten een plot met de data te zien en kunnen zij deze downloaden voor verdere verwerking.

Versies van het laboratorium

Deze versie van het laboratorium toont een plot aan het eind van elk experiment en stelt studenten in staat om de gegevens te downloaden in een spreadsheet. Dit stelt studenten in staat om de resultaten te analyseren zonder dat ze de data zelf moeten verzamelen en plotten.

Er bestaat een alternatieve versie van het lab (Magnetisch Veld) waarin de plot en de data niet beschikbaar zijn. Op die manier, om de resultaten te analyseren en tot goede conclusies te komen, moeten studenten de data zelf verzamelen en plotten vanaf de discrete sensoraflezingen, vergelijkbaar met hoe zij dat zouden doen in een traditioneel hands-on lab.

Magnetisch Veld

Bewegende geladen deeltjes hebben de mogelijkheid om een magneetveld om zich heen te creëren, dat kan interactieren met andere bewegende geladen deeltjes. In deze context genereert een geleider waar een elektrische stroom doorheen vloeit een magneetveld in zijn omgeving. Dit fysieke fenomeen is fundamenteel in talrijke technologische vooruitgangen die we in ons dagelijks leven tegenkomen, zoals elektrische motoren en diverse elektronische apparaten.

Potentiële Experimenten

Talrijke experimenten kunnen worden uitgevoerd met onze laboratoriumopstelling. Gebruikers kunnen observeren hoe de sterkte van het magneetveld varieert met de stroom die het genereert. Ze kunnen de fundamentele principes van elektromagnetische inductie verkennen, waarbij de link tussen een veranderend magneetveld en de opgewekte elektrische stroom wordt gevisualiseerd. Door de afstand van de probe tot het veld aan te passen, kunnen ze experimenteel de omgekeerde kwadratenwet van magnetisme verifiëren en ingaan op de complexe relatie tussen veldsterkte en afstand.

Leerdoelen

Het laboratorium kan de volgende leerdoelen omvatten:

• Begrijpen van enkele processen van wetenschappelijk onderzoek door de ontwikkeling van een gecontroleerd experiment en de verzameling en interpretatie van data die verband houden met een fysiek fenomeen.

• Elektrische stroom herkennen als een bron van magneetveld.

• De relatie vinden tussen de waarde van het magneetveld in een bepaalde richting en de stroomintensiteit door een rechte geleider.

• De relatie vinden tussen de waarde van het magneetveld in een bepaalde richting en de afstand tot de geleider.

The Materials remote laboratory offers students the opportunity to explore the behavior and properties of different materials under various treatments and testing conditions—all from anywhere in the world. This lab is designed to provide hands-on experience with real materials and advanced testing equipment, enabling deep learning of material science concepts.

 

Materials and Treatments

Students can select from a range of materials, including:

• Steel
• Aluminum
• Copper
• Titanium

Each material supports multiple treatments, allowing students to experiment with heat treatment, surface finishing, and other processes to study how treatments affect material properties.

 

Testing Capabilities

Once materials and treatments are selected, students can perform a variety of industry-standard tests:

• Tensile Test: Evaluate the material's strength and ductility under tension.
• Notched Bar Impact Test: Measure material toughness and resistance to impact.
• Hardness Measurement: Determine the material's resistance to deformation or scratching.
• Microstructure Analysis: Analyze the internal structure of the material to understand grain size, phase distribution, and more.

 

Educational Benefits

This lab provides an ultraconcurrent experience, enabling multiple students to perform experiments simultaneously without compromising access or results. It integrates seamlessly into material science and engineering courses, offering hands-on experimentation that enhances theoretical learning.

With its advanced features and broad material selection, the Materials remote laboratory equips students with the skills and knowledge needed for modern materials engineering.

In het Microscopie Laboratorium kun je een verscheidenheid aan samples verkennen met behulp van basis mikroscopietechnieken. Leer hoe je de microscoop bedient, inclusief het afstellen van de focus, het beheren van de verlichting en het wisselen van lenzen om zoomniveaus aan te passen. Observeer verschillende plant- en dierweefsels, doe praktijkervaring op met essentiële microscopie-functies en verdiep je begrip van hoe microscopen werken.

In the Microscope Laboratory, you can explore a variety of samples using basic microscopy techniques. Learn how to operate the microscope, including adjusting focus, managing lighting, and changing lenses to control zoom levels. Observe different plant and animal tissue samples, gain hands-on experience with essential microscopy features, and deepen your understanding of how microscopes work. In this version of the Microscope lab, successfully preparing the sample is mandatory before controlling the microscope itself.

Via dit remote lab kun je experimenteren wat er gebeurt met twee lichtstralen die door een biconvexe, biconcave of convexe lens gaan. Je kunt de lens op elk moment bedienen.

Experimenteer ermee door basisparameters zoals de opening en het toerental te variëren en observeer de output, waarbij elektriciteit wordt gegenereerd en gemeten.

Met dit experiment kunt u de initiële hoek van de last regelen en het gedrag zien in een echte eenvoudige slinger. Dit experiment zal u een reeks echte gegevens bieden die u kunt gebruiken om het gedrag van de slinger te analyseren afhankelijk van de specifieke milliseconde, snelheid, oscillatielengte, enz. U kunt ook gewichten aan de slinger bevestigen.

Planarianen zijn platwormen die kunnen worden gebruikt om het effect van verschillende stoffen op het zenuwstelsel te bestuderen. In dit remote laboratorium kun je de oplossing kiezen waarin je de planarianen plaatst. De oplossingen zijn waterig en bevatten verschillende opwekkende of remmende stoffen in verschillende concentraties die erin zijn opgelost.

In deze versie van het planaria-laboratorium is er een handmatige telsysteem aanwezig die studenten kunnen gebruiken om het aantal keren dat de planarianen een lijn overschrijden te tellen (om hun activiteitsniveau te schatten).

Planarianen zijn platwormen die kunnen worden gebruikt om het effect van verschillende stoffen op het zenuwstelsel te bestuderen. In dit op afstand bediende laboratorium kun je de oplossing kiezen waarin de planarianewormen worden geplaatst. De oplossingen zijn waterig en bevatten verschillende stimulerende of remmende stoffen, met uiteenlopende concentraties, die daarin zijn opgelost.

In deze versie van het planarianen laboratorium wordt het aantal keren dat de planarianewormen de lijnen kruisen automatisch geteld.

Planarians zijn platwormen die gebruikt kunnen worden om het effect van verschillende stoffen op het zenuwstelsel te bestuderen. In dit remote laboratorium kun je de oplossing kiezen waarin je de platwormen plaatst. De oplossingen zijn waterig en hebben verschillende stimulerende of remmende stoffen, met verschillende concentraties, erin opgelost.

In deze versie van het laboratorium worden de namen van de stoffen niet weergegeven. De uitdaging kan dus zijn om te bepalen welke stof welke is, door het activiteitsniveau van de platwormen in elke onbekende stof te meten.

Samenvatting

De opstelling, nuttig voor scholen en universiteiten, omvat een Geigerteller die het aantal gedetecteerde deeltjesbotsingen kan meten. De gebruiker kan kiezen uit verschillende radioactieve bronnen en een absorber om tussen de radioactieve bron en de sonde te plaatsen. Daarnaast kunnen andere parameters die gebruikers kunnen variëren de afstand en het aantal tests zijn. Dit biedt een breed scala aan experimenten en leermogelijkheden.

 

Radioactiviteit

Radioactiviteit is het proces waarbij een atoomkern energie verliest door deeltjes en straling uit te zenden. Dit kan van nature voorkomen in bepaalde elementen, of kunstmatig door het gebruik van nucleaire reacties. In de context van natuurkunde op scholen en universiteiten kan het bestuderen van radioactiviteit waardevolle inzichten geven in de fundamentele aard van materie en de natuurwetten.

Een veelvoorkomend experiment in dit gebied is de meting van radioactiviteit met een Geigerteller. Dit instrument kan de emissie van deeltjes van een radioactieve bron detecteren, zodat studenten de basisprincipes van straling en de effecten ervan op materie kunnen begrijpen. Door het type radioactieve bron, de afstand tussen de bron en de detector, en het type absorbermateriaal dat tussen de twee wordt geplaatst te variëren, kunnen studenten een breed scala aan fenomenen verkennen en een dieper begrip krijgen van de onderliggende principes.

Naast de educatieve waarde ervan heeft het bestuderen van radioactiviteit ook praktische toepassingen op gebieden zoals geneeskunde, energieproductie en milieubescherming. Het is daarom een belangrijk onderwerp voor studenten om over te leren, zowel vanwege het intrinsieke belang ervan als vanwege de vele toepassingen in de echte wereld.

 

Toepassingen van radioactiviteit in de echte wereld

Een van de meest voorkomende toepassingen van radioactiviteit is binnen het veld van de geneeskunde. Radioactieve isotopen worden gebruikt in medische beeldvormingstechnieken zoals PET- en SPECT-scans, waarmee artsen binnen in het lichaam kunnen kijken en ziekten kunnen diagnosticeren. Radioactieve isotopen worden ook gebruikt bij kankerbehandelingen, zoals radiotherapie, waarbij ze worden gebruikt om kankercellen te doden.

Radioactiviteit wordt ook gebruikt in industrieën zoals olie- en gasexploratie, waarbij het wordt gebruikt om de doorlaatbaarheid van rotsformaties en de stroming van vloeistoffen door hen te meten. Radioactieve isotopen worden ook gebruikt in rookdetectoren en in de productie van lichtgevende horloges en instrumenten.

Over het geheel genomen heeft radioactiviteit een breed scala aan toepassingen in velden zoals geneeskunde, industrie en zelfs alledaagse consumentproducten. Het blijft een belangrijk studiegebied in de natuurkunde en andere wetenschappen, en het gebruik ervan blijft uitbreiden naarmate nieuwe technologieën worden ontwikkeld.

 

Radioactiviteitsproeven op scholen en universiteiten

Het gebruik van een Geigerteller in een radioactiviteitsexperiment biedt een breed scala aan mogelijkheden. Door de stralingsbronnen en absorbers te variëren, kunnen studenten de effecten van verschillende bronnen en materialen op de gedetecteerde deeltjesbotsingen observeren. Dit kan studenten helpen de eigenschappen van radioactiviteit en het gedrag van verschillende deeltjes te begrijpen.

Bovendien kunnen experimenten waarbij het type van het gestraald deeltje wordt vastgesteld worden uitgevoerd door te observeren of het deeltje wordt geabsorbeerd of niet. Door verschillende absorbers tussen de bron en de sonde te plaatsen, kunnen studenten de eigenschappen van de uitgezonden deeltjes vaststellen en een dieper begrip krijgen van radioactiviteit.

Ten slotte kunnen experimenten waarbij de geometrische vorm van de radioactieve emissie wordt bepaald ook worden uitgevoerd met een Geigerteller. Door zorgvuldig de gedetecteerde deeltjesbotsingen op verschillende afstanden te meten, kunnen studenten inzicht krijgen in de ruimtelijke verdeling van radioactiviteit. Dit kan studenten helpen de fundamentele principes van radioactiviteit en de toepassingen ervan in de echte wereld te begrijpen.

 

Potentiële leerdoelen

Potentiële doelen van activiteiten uitgevoerd met het laboratorium zijn de volgende:

1. Begrijp de eigenschappen en het gedrag van radioactieve emissies.
2. Voer experimenten uit om de effecten van straling op verschillende materialen te meten.
3. Bepaal het type straling uitgezonden door een radioactieve bron.
4. Begrijp de principes van stralingsveiligheid en -hantering.
5. Onderzoek de toepassingen van radioactiviteit in velden zoals geneeskunde, industrie en onderzoek.
6. Begrijp de principes van Geigertellers en hun gebruik bij het meten van radioactiviteit.
7. Begrijp de historische ontwikkeling van het concept van radioactiviteit en de ontdekking ervan.
8. Verken de ethische implicaties van het gebruik van radioactieve materialen.

Het rijdende auto-laboratorium laat je basis kinematica bestuderen door een kleine auto van een helling te laten gaan. Dit resulteert in een lineaire versnelde beweging. Je kunt de ingebouwde timer gebruiken om zelf te meten hoe lang de auto erover doet om te vallen. Als alternatief zal de software, nadat elk experiment voorbij is, je vertellen hoeveel tijd het in beslag nam.

De wet van Snellius (de brekingswet) is een formule die wordt gebruikt om de relatie te beschrijven tussen de hoeken van inval en breking, wanneer we verwijzen naar licht of andere golven die door de grens tussen twee verschillende isotrope media gaan, zoals water, glas of lucht.

In dit laboratorium kunt u experimenteren met verschillende lenzen om de brekingsindices van verschillende materialen te vinden met behulp van deze wet.

In deze versie van het laboratorium zullen studenten zelf moeten meten met behulp van het vierkantenrooster. De brekingshoek wordt niet aan hen gegeven. Er is een alternatieve versie van het laboratorium beschikbaar waarin een verificatiefase beschikbaar is met de resulterende brekingshoek. Bekijk "Snell's Law with verification" voor die versie.

De wet van Snellius (de wet van breking) is een formule die wordt gebruikt om de relatie tussen de invalshoek en de brekingshoek te beschrijven, wanneer wordt verwezen naar licht of andere golven die door een grens tussen twee verschillende isotrope media gaan, zoals water, glas of lucht. In dit laboratorium kun je experimenteren met verschillende lenzen om de brekingsindices van verschillende materialen te vinden met behulp van deze wet. In deze versie van het laboratorium moeten de studenten zelf meten met behulp van het raster met vierkanten. De brekingshoek wordt hen niet gegeven. Er is een alternatieve versie van het laboratorium beschikbaar waarin een verificatiefase beschikbaar is met de resulterende brekingshoek. Zie "Wet van Snellius met verificatie" voor die versie.

De wet van Snellius (de wet van breking) is een formule die wordt gebruikt om de relatie te beschrijven tussen de invalshoek en de brekingshoek, met betrekking tot licht of andere golven die door een grens tussen twee verschillende isotrope media gaan, zoals water, glas of lucht. In dit laboratorium kun je met verschillende lenzen experimenteren om de brekingsindices van verschillende materialen te vinden met behulp van deze wet. In deze versie van het laboratorium is er een verificatiestap waarin studenten de oplossing kunnen zien met de metingen voor een gegeven experimentele opstelling. Als studenten de oplossing niet zouden mogen zien, bekijk dan de alternatieve versie van het laboratorium "Snell's Law" (zonder verificatie).

De wet van Snellius (de brekingswet) is een formule die wordt gebruikt om de relatie tussen de hoek van inval en de hoek van breking te beschrijven, wanneer licht of andere golven door een grens tussen twee verschillende isotrope media, zoals water, glas of lucht, passeren.

In dit laboratorium kun je met verschillende lenzen experimenteren om de brekingsindices van verschillende materialen met behulp van deze wet te vinden.

In deze versie van het laboratorium is er een verificatiefase waarin studenten de oplossing met de metingen voor een bepaalde experimentele opstelling kunnen zien. Als studenten de oplossing niet mogen zien, bekijk dan de alternatieve versie van het laboratorium "Snell's Law" (zonder verificatie).

Met dit apparaat krijgt u realtime waarden om de akoestische comfortomstandigheden en de grenswaarden die samenhangen met verschillende professionele activiteiten te evalueren.

Toegang om meer gedetailleerd te weten te komen hoe u dit apparaat professioneel kunt gebruiken!

Akoestische omstandigheden zijn essentieel om de juiste comfortcondities in elke gebouwde ruimte te garanderen. Om geluid te meten, gebruiken we de PEAKTECH 8500 geluidsniveaumeter als meetinstrument.

Deze compacte apparatuur biedt veel veelzijdigheid bij het uitvoeren van metingen binnenshuis en buitenshuis, en om direct te weten wat de geluidsomstandigheden zijn die door verschillende bronnen in een kamer, ruimte of werkplek worden geproduceerd.

Door de gepresenteerde scenario's te bestuderen, kunt u observeren hoe het akoestisch gedrag in een ruimte varieert afhankelijk van de geluidsbron, de positie van de meetapparatuur en de frequenties van elk van de verkregen geluiden.

Uit deze metingen is het mogelijk om verbetermaatregelen voor te stellen binnen het kader van een Energie Audit.

Dit ultraconcurrerende laboratorium is gebaseerd op een experimentele praktijk over röntgenspectroscopie met behulp van een LEYBOLD-apparaat dat is geïnstalleerd in een laboratorium voor radiologische instrumentatie aan de Nationale Universiteit van Costa Rica (Universidad Nacional de Costa Rica), gelegen in het gebouw Toegepaste Medische Fysica.

De opstelling bestaat uit een röntgenbuis met een goud (Au) anode, samen met een scintillatiedetector geconfigureerd met een voorversterker en een digitalisator die het mogelijk maakt om informatie van de metingen van de detector te verwerken via software.

De test heeft als doel om de bundel van de stralingsbron te karakteriseren door de experimentele berekening van het spectrum van de röntgenstraal die in de buis wordt geproduceerd, naast het genereren van basisideeën over radiologische instrumentatie en hoe de variatie van de parameters wordt gebruikt in industriële en medische toepassingen.

Met dit laboratorium kun je de afstand instellen waarnaar een veer moet worden bewogen en zijn gedrag observeren en meten zodra deze wordt losgelaten. Dit experiment levert u een reeks echte gegevens op die u kunt gebruiken om het gedrag van de veer te analyseren afhankelijk van de afstand, de tijd en andere variabelen.

Samenvatting

Het STM32-lab stelt gebruikers in staat om een ST WB55RG Nucleo-bord op afstand te programmeren en te bedienen. In deze versie van het laboratorium wordt er gebruikgemaakt van een volledig webgebaseerde C/C++ online IDE. Het bevat verschillende invoer- en uitvoerperifere apparaten, zoals schakelaars, knoppen, potentiometers en sensoren, evenals een lcd-scherm en een servomotor. Het laboratorium kan worden gebruikt om lage-energieverbruiksmodi te bestuderen. Het is geschikt voor gebruik in cursussen over embedded systemen, microcontrollerprogrammering, het Internet of Things (IoT), enz.

 

Laboratoriumhardware en -perifere apparaten

Het STM32-laboratorium op afstand van LabsLand stelt gebruikers in staat om een ST Nucleo WB55RG-bord en verschillende invoer- en uitvoerperifere apparaten, zoals LED's, een RGB LED, schakelaars, een OLED-display en een servomotor, te programmeren en te bedienen. Het laboratorium ondersteunt ook een reeks energiebesparingsmodi, waaronder Slaap, Energiebesparende uitvoering, Energiebesparende slaap, Stop 0, Stop 1, Stop 2, Standby en Uitschakeling. Deze modi kunnen worden gebruikt om de impact van energieverbruik op de prestaties en functionaliteit van het STM32-bord te bestuderen.

 

De online IDE

Dit laboratorium wordt gebruikt via een online Integrated Development Environment (IDE) om het STM32-bord te programmeren met C/C++. Deze IDE, ontwikkeld door LabsLand, is volledig webgebaseerd en gebruiksvriendelijk, waardoor het geschikt is en effectief kan worden gebruikt voor educatieve doeleinden. Met de online IDE kunnen studenten code schrijven, compileren en uploaden naar het STM32-bord vanaf elke computer met een internetverbinding. De online IDE bevat ook een reeks functies en tools.

 

De startcode

In traditionele werkstromen beginnen studenten die het STM32-laboratorium op afstand van LabsLand gebruiken, mogelijk met het gebruik van STM32CubeMX om een basisproject te genereren dat compatibel is met de hardware en hun project. Om dit proces te vergemakkelijken, heeft LabsLand zo'n project vooraf gegenereerd en beschikbaar gemaakt voor gebruikers als uitgangspunt. Dit project is ontworpen om direct compatibel te zijn met de hardware en dient als een goed algemeen startpunt voor educatieve doeleinden.

Het STM32-laboratorium op afstand vertrouwt intern op dit sjabloonproject, dat kan worden gedownload door gebruikers om te onderzoeken hoe het is geconfigureerd. Gebruikers die het sjabloon willen wijzigen of hun eigen project willen genereren met STM32CubeMX kunnen dit doen. In dit geval kunnen ze de voorkeur geven aan het gebruik van de alternatieve versie van het laboratorium die geen online IDE bevat. Die alternatieve versie stelt gebruikers in staat om het STM32-bord te programmeren met standaard vendor- of industrie-toolchains en een gecompileerd binaire bestand naar het laboratorium te uploaden.

 

Cursussen en toepassingen

Het STM32-laboratorium op afstand van LabsLand is een veelzijdig platform dat kan worden toegepast op een breed scala aan cursussen, waaronder:

• Inleiding tot microcontrollers
• Internet of Things (IoT)
• Energiebesparende computing
• Sensor interfacing
• Embedded Systems
• Computerarchitectuur

Deze cursussen kunnen het programmeren van het STM32-bord, het koppelen van verschillende sensoren en perifere apparaten en het bestuderen van de principes van microcontrollergebaseerde systemen en IoT omvatten. Het STM32-lab op afstand biedt de nodige hardware- en softwaretools voor praktisch leren en experimenteren in deze gebieden.

 

Andere versies van dit laboratorium

In deze versie van het laboratorium programmeren gebruikers de borden met LabsLand's online C/C++ IDE, een gebruiksvriendelijke IDE met een snelle leercurve die is ontworpen voor educatief gebruik.

Er is een alternatieve versie van het lab beschikbaar ("STM32 Nucleo - Geen IDE") die is ontworpen om te worden gebruikt met elke toolchain, inclusief industrienorm toolchains, offline IDE's of volledige online IDE's zoals die van Mbed. In deze alternatieve versie uploaden gebruikers direct gecompileerde binaire bestanden om het bord te programmeren.

 

Het REMOCLEC-project

De ontwikkeling van dit laboratorium wordt uitgevoerd als onderdeel van het REMOCLEC-project. Het REMOCLEC-consortium, geleid door LabsLand, wordt ook gevormd door de Universiteit van Deusto en Plegma Labs. REMOCLEC wordt gefinancierd door het Smart4All Europese project, dat wordt gefinancierd door het Horizon 2020 onderzoeks- en innovatieprogramma van de Europese Unie.

Samenvatting

Het STM32-lab stelt gebruikers in staat om op afstand een ST WB55RG Nucleo-bord te programmeren en te besturen. In deze versie van het laboratorium kunnen gebruikers een gecompileerd binair bestand uploaden dat in het bord wordt geprogrammeerd, zodat ze elke soort toolchain kunnen gebruiken, inclusief industriestandaard offline tools. Het lab bevat verschillende invoer- en uitvoerperifere apparatuur, zoals schakelaars, knoppen, potentiometers en sensoren, evenals een LCD-scherm en een servomotor. Het kan worden gebruikt om modi voor laag energieverbruik te bestuderen. Het is geschikt voor gebruik in cursussen over embedded systemen, microcontroller-programmering, het Internet of Things (IoT), enz.

 

Laboratoriumhardware en perifere apparatuur

Het STM32-remote-laboratorium van LabsLand stelt gebruikers in staat om een ST Nucleo WB55RG-bord te programmeren en te besturen, evenals verschillende invoer- en uitvoerperifere apparatuur, zoals LED's, een RGB-LED, schakelaars, een OLED-display en een servomotor. Het laboratorium ondersteunt ook een reeks laagvermogenmodi, waaronder Sleep, Low-power run, Low-power sleep, Stop 0, Stop 1, Stop 2, Standby en Shutdown. Deze modi kunnen worden gebruikt om de impact van energieverbruik op de prestaties en functionaliteit van het STM32-bord te bestuderen.

 

Uploaden van binaire bestanden

Deze versie van het STM32-laboratorium stelt gebruikers in staat om gecompileerde binaire bestanden te uploaden die in het bord worden geprogrammeerd. Verschillende specifieke formaten worden ondersteund, waaronder .bin, .axf, .hex of .elf. Alle STM32-toolchains en IDE's genereren een van deze formaten, dus het laboratorium is compatibel met elke workflow.

Studenten kunnen gebruik maken van een van de traditionele tools (bijv. STM32CubeMX) of desktop-gebaseerde IDE's en toolchains (Keil, STM32CubeIDE, Eclipse met een GCC-ARM toolchain, enz.).

 

Hardware-indeling en starttemplate

Studenten kunnen vrij gebruik maken van STM32CubeMXProgrammer. Om dit proces te vergemakkelijken heeft LabsLand zo'n project gegenereerd en beschikbaar gemaakt voor gebruikers als startpunt. Dit project is ontworpen om direct compatibel te zijn met de hardware en dient als een goed algemeen vertrekpunt. Het kan vrij worden aangepast.

Er zijn ook meerdere handleidingen en specificaties die beschrijven hoe de remote-hardware is verbonden, zodat studenten die informatie ook kunnen gebruiken om hun eigen STM32CubeMX-configuratie vanaf nul op te bouwen.

 

Cursussen & Toepassingen

Het STM32-remote-laboratorium van LabsLand is een veelzijdig platform dat kan worden toegepast op een breed scala aan cursussen, waaronder:

• Inleiding tot microcontrollers
• Internet of Things (IoT)
• Laagvermogen-computing
• Sensorinterfacing
• Embedded systemen
• Computerarchitectuur

Deze cursussen kunnen het programmeren van het STM32-bord omvatten, het interfacen met verschillende sensoren en perifere apparaten, en het bestuderen van de principes van op microcontrollers gebaseerde systemen en IoT. Het STM32-remote-lab biedt de benodigde hardware- en softwaretools voor praktisch leren en experimenteren in deze gebieden.

 

Andere versies van dit laboratorium

In deze versie van het laboratorium ("STM32 Nucleo - No IDE") uploaden studenten een gecompileerd binair bestand, zodat het is ontworpen om te worden gebruikt met elke toolchain, inclusief industriestandaard toolchains, offline IDE's of volledig uitgeruste online IDE's zoals Mbed's.

Er bestaat een alternatieve versie van het laboratorium waarin gebruikers de borden programmeren met LabsLand's online C/C++ IDE, een gebruiksvriendelijke IDE met een zachte leercurve ontworpen voor educatief gebruik. Hoewel minder krachtig dan deze versie, stelt de online IDE studenten in staat om binnen enkele seconden aan de slag te gaan zonder enige software op hun apparaten te hoeven installeren. Het is daarom geschikt voor inleidende activiteiten.

 

Het REMOCLEC-project

De ontwikkeling van dit laboratorium wordt uitgevoerd als onderdeel van het REMOCLEC-project. Het REMOCLEC-consortium, geleid door LabsLand, wordt ook gevormd door de Universiteit van Deusto en Plegma Labs. REMOCLEC wordt gefinancierd door het Smart4All Europese project, dat wordt gefinancierd door het Horizon 2020 onderzoeks- en innovatieprogramma van de Europese Unie.

In dit laboratorium kun je werken met een texture analyzer (een texturometer) om de reologische kenmerken te bepalen die verband houden met het rijpingsproces van fruit en groenten. Je kunt deze laboratoriuminstrumenten gebruiken om de textuur van verse en verwerkte voedingsmiddelen en van industriële producten te analyseren. Het maakt de meting van verschillende fysische parameters mogelijk.

De texture profile analysis (TPA) is gebaseerd op sensorische evaluaties om defecten te detecteren en te elimineren. Bovendien wordt het gebruikt als een onderzoeksmethode en voor het leren van wetenschap, technologie en voedsel.

Een robotarm van de texture analyzer past de kracht toe die nodig is voor de analyse. De robotarm is gekoppeld met een punctie- of compressieprobe, afhankelijk van de vereiste analyse. Een platform houdt het monster vast en ondersteunt de interactie van de probe met het geselecteerde fruit of groente. Op die manier wordt het analytische signaal verkregen. Het signaal wordt uitgedrukt als een kracht die afhankelijk is van de tijd. Op die manier is het mogelijk om de grafieken te correleren met verschillende rijpheidsstadia en te concluderen over de chemische veranderingen die het fruit of de groente na de oogst beïnvloeden.

In dit remote lab kunnen studenten kiezen uit drie verschillende materialen — koper, messing of aluminium. Ze kunnen vervolgens warmte toepassen op het gekozen materiaal en de resulterende thermische uitzetting observeren. Dit interactieve lab stelt studenten in staat de principes van thermische uitzetting in realtime te verkennen, waardoor hun begrip van hoe verschillende materialen op warmte reageren wordt vergroot. Met nauwkeurige controle en gedetailleerde metingen biedt dit lab een praktische leerervaring, toegankelijk vanaf elke locatie, die diepere inzichten in materiaalkunde en thermodynamica bevordert.

This device allows you to conduct real-time measurements from surface temperature conditions, to detect potential construction issues or to detect functionality issues in the premises."

Access to know in more detail how to make use of this equipment at a professional level!

Discover the measurements taken with a HTI HANDHELD 35200 thermographic camera.

This compact device offers much versatility for taking surface measurements and for instantly knowing the thermal conditions of a build element, a window, a device...

Observe through the proposed scenarios how the thermal behavior of a building is critical for drawing conclusions, and to propose improvement measures in the Energy Auditing area.

Via dit remote laboratorium kun je de monsters onder observatie van een microscoop beheersen. De beschikbare monsters maken het mogelijk om 6 verschillende bladeren te analyseren, waarbij hun verschillende pigmenten en kleuringen worden vergeleken

Begin vertrouwd te raken met de concepten van drijfvermogen, volume en dichtheid. Experimenteer met verschillende voorwerpen van diverse dichtheden en begrijp intuïtief waarom ze drijven of niet, zonder je nog bezig te houden met complexe numerieke berekeningen.

Newton's wieg is een apparaat dat behoud van momentum en energie demonstreert door gebruik te maken van een reeks schommelende bollen.

Het Water Verwarming en Koeling Curves van Water laboratorium stelt studenten in staat om een massa water met verschillende intensiteiten te verwarmen of te koelen en de temperatuur continu te meten. Het is daardoor mogelijk om een grafiek te maken met de resulterende temperatuur-tijd curves, en zo conclusies te trekken over de energietransfer en veranderingen in de toestand van materie.

Dit lab gebruikt het vaste Nios V-systeem van FPGAcademy. Upload ELF-programma’s of schrijf C of RISC-V-assembly in de browser. De FPGA-configuratie wordt geleverd. Het startprogramma kopieert NSW0–NSW9 naar LEDR0–LEDR9.

FPGAcademy · DE1-SoC Computer · Nios V (PDF)