Insulating heat experiment

ステップ 1:準備

説明

BBC micro:bit を使って、どの材料が最も優れた断熱材か調べましょう。

このプロジェクトは、理科の教師とその生徒たちのために White Rose Science と提携し、生徒が日常の材料をその特性に基づいて比較できるように開発されたものです。 生徒は、データロギングや、コンピュータプログラムにおける簡単なループ、一連の流れ、変数の使い方についても学ぶことができます。

この動画は、プロジェクトの仕組みと実験の方法について説明します。

動作の仕組み

• この実験では、センサーと表示の2種類の異なるプログラムを設定した2台の micro:bit が必要です。
• センサー用 micro:bit は、データの記録と自身の温度を記録します。 また、読み取った温度を1分ごとに無線を使って表示用 micro:bit へ送信します。
• 表示用 micro:bit は、センサー micro:bit から送られた温度を表示します。
• センサー micro:bit を実験したい断熱材で包み、冷蔵庫に入れます。
• センサー micro:bit が充分に冷えたら、冷蔵庫から取り出し、自動または手動で温度の記録を開始します。どのくらいの速さで温度が上昇するか観察します。

必要なもの

• フェルト（布）、プチプチ（気泡緩衝材）、ラップのような実験用素材
• 2台の micro:bit
• 少なくとも1つのバッテリーパック
• micro:bit を包んだ素材を保持するためのセロハンテープ、もしくは、ペーパークリップ
• 冷蔵庫を使うことの許可（保護者にお願いすること）
• ストップウォッチ、または、タイマー
• データを表示できるパソコン、タブレット端末とUSBケーブル

ステップ 2: 研究

1. 以下の 2 つのポイントを読んだら、ヘキサファイルをダウンロードし、プログラムを micro:bit に導入します。 このプロジェクトの実験では、あなたがプログラムを作成する必要はありません。ですが、もし、あなたがプログラムの作成に興味があるなら、ステップ 4: プログラミング の項目を参照してください。
2. もし、あなたが学校、もしくは、プログラミングクラブでこの実験を行う場合は、それぞれの ペアリングした micro:bit に対して、異なる無線グループ番号を設定してください。 これは、センサー micro:bit が読み取った値を表示用 micro:bit が正しく受信することを保証するためのものです。 Microsoft MakeCode でプロジェクトを開き、無線設定グループブロックに固有の値を入力したら、2台の micro:bit にプログラムを導入してください。 ゴムバンド、もしくは、小さな袋に入れて、2台の micro:bit が離れ離れにならないようにします。 他のペアリングした micro:bit に対しても同じ操作を繰り返します。
3. センサー micro:bit にバッテリーパックを接続します。
4. センサー micro:bit をあなたがテストしたい素材で包み、板に載せて冷蔵庫へ入れたら1時間待ちます。 正しい実験結果を得るために、異なる素材を比較する際には、冷蔵庫の同じ場所に入れてください。
5. 異なる素材で実験を行うたびに、同じ開始温度になったらセンサー micro:bit を冷蔵庫から取り出します。
   表示用 micro:bit のBボタンを押して、センサー micro:bit の温度を探します。 冷蔵庫のすぐ近くであれば、冷蔵庫のドアが閉じていても成功するでしょう！
6. センサー micro:bit が充分に冷えたら、冷蔵庫から取り出します。 板に載せたまま冷蔵庫から取り出してください。手で持つと、あなたの手の温度で温まってしまいます。
7. センサー micro:bit のAボタンを押して、データの記録を開始します。
8. それでは、ストップウォッチ、または、タイマーを使用して、1分ごとに表示用 micro:bit の B ボタンを押し、センサー micro:bit の温度を正確に読み取りましょう。
9. Finish the experiment after ten minutes by pressing button B on the sensor micro:bit to stop data logging.

Tips

• 素材で包まない micro:bit を用意して実験の比較対象とするとよいでしょう。 次に、それらの結果をさまざまな素材で包んだ micro:bit による結果と比較することができます。
• この実験では、アルミホイルの使用は適していません。アルミホイルは、 micro:bit の無線信号を遮断してしまったり、無線シグナルに悪影響を与えてしまうためです。
• 冷蔵庫から micro:bit を取り出すと、すぐに温度が上がっていきます。 この実験は、学校の調理室で行うか、保冷バッグ、クールボックスに入れて調理師室から教室へ移動しましょう。
• ペアリングした micro:bit を次の実験でも使う場合には、センサー micro:bit のAボタンとBボタンを同時に押してデータを削除します。 micro:bit の裏側のリセットボタンを押すと、micro:bit の時刻を 0 に戻すことができます。

ステップ 3:解析

記録されたデータを確認するためには、まず、バッテリーパックを外し、次に、センサー micro:bit をコンピューターに再接続してください。 micro:bitはMICROBITというUSBドライブのように表示されます。 MICROBITドライブの中のMY_DATAファイルをウェブブラウザで開いて、データの表を見てみましょう。

• The time stamps in the log represent the amount of time that has passed since data logging began.
• Click on Visual preview to see a graph of your data:

• You can also click on the Copy button and then paste your data into a spreadsheet.
• You might like to compare the data you have collected manually with the micro:bit’s log to decide which is more accurate.

Step 4: Code it

Watch this video to find out how to code the project:

If you are interested in modifying the code for this project, click on the buttons below:

Remote thermometer sensor

Remote thermometer display