Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Planung und dem Bau eines tragbaren Datenloggers für Beschleunigungsmessungen, um den Physikunterricht praxisnäher und somit interessanter zu gestalten.
Das Messgerät ermöglicht kreative Anwendungsfälle z. B. Beschleunigungsmessungen beim Roller-, Auto- oder Achterbahnfahren. Die Genauigkeit der Messungen ist besser als 5 mg. Der Messbereich beträgt ±2 g in zwei Achsen. Durch die Aufzeichnungsfunktion kann eine Messreihe batteriegeschützt abgespeichert werden. Die Samplefrequenz beträgt 160 Hz (80 Hz pro Achse). Durch das verwendete I²C-Bus-System ist das Gerät aufrüstbar, was sowohl einen größeren Speicher als auch neue Module ermöglicht.
Die direkte Übertragung der Messreihen in den Computer via USB und die problemlose Handhabung von Hard- und Software selbst erlauben es, die aufgezeichneten Daten sofort in einem konventionellen Programm wie Excel bearbeiten zu können und ersparen somit den Anwendern die Einarbeitung in eine neue Materie, so dass die Physik im Vordergrund steht und nicht die Arbeit mit dem PC. Weitere Vorteile von Standard-Office-Programmen wie Excel sind, dass die Messreihen auch in anderen Excel-kompatiblen Programmen (z. B. Word oder Access) genutzt werden können, und somit direkt und vielseitig in die Office-Datenverarbeitung einbindbar sind.
Für Excel speziell wurde ein Makro entwickelt, das aus den aufgezeichneten a-Werten die Geschwindigkeit, Strecke, Kraft, Energie, Impuls und sogar die abgefahrene Strecke selbst berechnen, rekonstruieren und grafisch darstellen kann und dabei Störungen, wie Schräglage des Sensors und/oder Erdbeschleunigung, eliminiert.
Aus den bei Konstruktion und Bau dieses Gerätes gesammelten Erfahrungen und der Idee, die Raumlage von Objekten mittels der Erdbeschleunigung zu bestimmen, entwickelte ich das zum Patent angemeldete "Gravity-Balance-System" (GBS), welches in Form von "Intelligent-Failsafe", einem Notfall-Stabilisierungssystem bei Modellflugzeugen, zum Einsatz kommen kann.
