Konzeption und Evaluation eines Kinematik/Dynamik-Lehrgangs zur ...

11 Anhang
11.1 Technische Realisierungen verschiedener Messverfahren
11.1.1 Die zweidimensionalen Mausmessung
11.1.1.1 Mausmessung über den Windows-Maustreiber
Wie bereits dargelegt (siehe Kapitel 5.3.1 - 5.3.3.1) ist eine normale PC-Maus ein leistungsfähiges,
präzises und kostengünstiges Messgerät zur Erfassung von zweidimensionalen Bewegungen. Die
von einer von Windows erkannten Maus gesendeten Daten werden vom Windows-Maustreiber bearbeitet
und allen Anwendungsprogrammen zur Verfügung gestellt. Deshalb kann die Maus sowohl
als Messgerät für ein- als auch für zweidimensionale Bewegungen genutzt werden. Hier soll es jedoch
nur um Messmöglichkeiten für zweidimensionale Bewegungen gehen. Informationen zur
Messung eindimensionaler Bewegungen findet man im Kapitel 11.1.3.
Zweidimensionale Bewegungen mit der Maus auf dem Versuchstisch sind mit geeigneter Software,
PAKMA (ab Version 2.5) ohne jegliche Zusatzhardware und Experimentieranordnungen und ohne
Umbau der Maus realisierbar, so dass damit auch Schülerversuche zur zweidimensionalen Bewegungen
in einem Computer-Pool sehr leicht durchgeführt werden können. Bei diesen Versuchen
dient die Computermaus gleichzeitig zur Bedienung der Software und während des Programmablaufs
als bewegtes Objekt mit Sensoreigenschaften zum Messen. Es können alle Mäuse unabhängig
vom Anschluss (serielle, PS/2- und USB-Mäuse), unabhängig von der Übertragung (Kabel-, Funk-,
und Infrarotmäuse) und unabhängig vom Messprinzip (Kugel- oder optische Mäuse) verwendet
werden.
Eine Einschränkung betrifft die „Fahrweise“ mit der Maus. Damit die Zuordnung der Koordinaten
zu den Sensorachsen der Maus erhalten bleibt, darf die Maus während der „Fahrt“ nicht verdreht
werden, da sonst die Richtungsinformation verfälscht wird und Fehlmessungen entstehen. Damit
die Mausdaten proportional übertragen und nicht vom Windows-Maustreiber dynamisch in Abhängigkeit
der „Fahrweise“ behandelt werden, muss in der Systemsteuerung bei der Einstellung der
Maus gegebenenfalls etwas geändert werden. Wenn der Maustreiber die Option „Mausbeschleunigung“
anbietet, muss diese auf „Aus“ gestellt werden. Wenn es diese Option nicht gibt, muss der
Schieber für die Mausgeschwindigkeit nach links auf den kleinsten Wert verschoben werden, bei
dem eine Bedienung des PC noch problemlos möglich ist.
Während bei der Benutzung eines Zählrades im PAKMA-Kernprogramm durch den Messtyp „zählen“
der richtige Modus eingestellt wird, muss nun stattdessen der Messtyp „mauszählen“ stehen.
Messwerte mal Längeneinheit mes_wp(1)*l_einh und mes_wp(2)*l_einh ergeben auch hier die
Komponenten dx und dy der Ortsänderung im Zeitintervall dt. Das Aufaddieren der dx und dy im
PAKMA-Kernprogramm ergibt die Ortskomponenten x und y. Im PAKMA-Kernprogramm muss
dieser Zeitschritt dt ein Vielfaches von 0.025 sein, da die meisten Mäuse alle 25 ms Daten sendet.
Bei neueren Mäusen, bei denen dieser Wert im Maustreiber eingestellt werden kann, stellt man im
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