Στην ανάρτηση αυτή παρουσιάζεται ένα πιλοτικό
παράδειγμα STEM σε έναν διαφορετικό τρόπο χρήσης του ελεύθερου
λογισμικού Tracker Video Analysis. Ως γνωστόν το
συγκεκριμένο λογισμικό είναι δωρεάν και παρέχει τη δυνατότητα ανάλυσης κίνησης
μέσα από video. Βρίσκει μεγάλη εφαρμογή στη θεματολογία της επιστήμης της
Φυσικής.
Καταφέραμε με τη βοήθεια του Tracker και αναπτύξαμε δύο διαφορετικής μορφής αναλύσεις φάσματος φωτός από ένα video. Είναι ένα καλό παράδειγμα για ανάπτυξη εφαρμογών σε άλλα μαθήματα με μεθοδολογία STEM.
Το λογισμικό αυτό εκτός της γνωστής
ανάλυσης οποιασδήποτε βιντεοσκοπημένης κίνησης μπορεί να κάνει και επεξεργασία
ανάλυσης φάσματος φωτός σε φωτογραφία ή video, δυνατότητα που ελάχιστοι την
γνωρίζουν με μοναδικό δεδομένο κάποιο γνωστό μήκος κύματος ή και συχνότητας
μιας χρωματικής φωτεινής ακτινοβολίας. Εκτός από αυτό παρέχει τη δυνατότητα
ανάλυσης RGB περιοχής όσον αφορά την ένταση αυτής.
Πιο απλά, είναι δυνατή η χρήση του ελεύθερου αυτού λογισμικού για την εύρεση
του μήκους κύματος μίας εκπεμπόμενης φωτεινής ακτινοβολίας ή της έντασης της
φωτεινότητας στην RGB περιοχή.
Όσον αφορά την εκπαιδευτική διαδικασία μπορεί να αξιοποιηθεί για παράδειγμα:
στο κεφάλαιο της φυσικής Οπτική, στη μεταλλογνωσία για την ανάλυση φασμάτων
ατμών μετάλλου, στην αστρονομία για την ανάλυση φάσματος των άστρων όπου
προκύπτουν πολλά συμπεράσματα, στη χημεία για ανάλυση ατμών. Πρόσφατα
καταφέραμε και αναπτύξαμε εφαρμογή ανάλυσης φάσματος υπέρυθρης ακτινοβολίας που
καταγράφεται από κάμερες. Θα παρουσιασθεί πολύ σύντομα....
Με την ανάλυση φάσματος, μπορούμε να υπολογίσουμε το μήκος κύματος της φωτεινής εκπομπής και με θεωρητική υποστήριξη είναι εφικτό να βρούμε και άλλα χαρακτηριστικά όπως θερμοκρασία, ισχύ, μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί στην αρχιτεκτονική για την ανάλυση χρωματικού φάσματος ενός οικισμού! Είναι σημαντικό γιατί ενώ είναι ένα ελεύθερο λογισμικό μπορεί να κάνει ένα ακόμη περισσότερο πράγμα από το MATLAB που και αυτό δίνει τη δυνατότητα επεξεργασίας video!
 |
| Εξοπλισμός που χρησιμοποιήθηκε. |
Επιθυμία μας ήταν να βρεθεί ο χρόνος
πυράκτωσης, η ισχύς και άλλα χαρακτηριστικά μίας ηλεκτρικής αντίστασης που
πυρακτώνεται με τη βοήθεια αυτού του λογισμικού. Η σκέψη μας να υπολογιστεί με
ακρίβεια ο χρόνος πυράκτωσης αυτής μέχρι πέρατος μας οδήγησε μετά από
μακροχρόνια έρευνα και υπολογισμούς να καταστεί εφικτό η επιτυχής περάτωση της
ανάπτυξης αυτής της εφαρμογής. Είναι σημαντικό γεγονός για εμάς ότι αυτή
είναι η πρώτη διεθνής παρουσίαση της συγκεκριμένης δυνατότητας
του Tracker.
Με οπτική παρατήρηση δεν είναι εφικτό να
μετρηθεί με ακρίβεια ο χρόνος πυράκτωσης. Ούτε είναι εύκολο να
υπολογιστεί η μέγιστη θερμοκρασία χωρίς τη χρήση θερμομέτρου υπεριώδους
ακτινοβολίας. Η μέθοδος αυτή υπολογισμού με ανάλυση του video δίνει μεγάλη ακρίβεια
σε σχέση με τη μέτρηση οπτικής παρατήρησης με χρήση χρονομέτρου, όσον αφορά τον
υπολογισμό του χρόνου πυράκτωσης.
Η ανάλυση του video που έχει καταγράψει την πυράκτωση της αντίστασης του καταλύτη γίνεται στην περιοχή RGB (Red, Green, Blue) και δίνει το μέσο όρο της έντασης της φωτεινής ακτινοβολίας.
Εργασθήκαμε με την έκδοση του ελεύθερου
λογισμικού Tracker analysis video 4.93. Αρχικά
βιντεοσκοπήσαμε τη θέρμανση του ηλεκτρικού μέρους (αντίσταση) ενός καταλύτη που
ευγενικά μας χορήγησε η εταιρεία EMITEC.
Στη συνέχεια εισάγαμε το video στον Tracker και εκτελέσαμε την ανάλυση. Στις εικόνες βλέπουμε το αποτέλεσμα μετά την ανάλυση του video.
Επιλέξαμε για τον υπολογισμό μας το σημείο
που είναι κοντά στο κέντρο της αντίστασης και είναι σημαδεμένο με κόκκινο
κύκλο.
Αν προσέξουμε στο παρακάτω διάγραμμα που
προέκυψε μετά την ανάλυση του video παρατηρούμε ότι από το εικοστό μέχρι το
τεσσαρακοστό δευτερόλεπτο η θέρμανση είναι αξιοσημείωτη. Οι άξονες των
συντεταγμένων παριστούν το χρόνο και τη φωτεινότητα RGB.
Έτσι αντιλαμβανόμαστε ότι η μέτρηση του
χρόνου έχει γίνει με ιδιαίτερη ακρίβεια μέσα από την μελέτη
του video στην περιοχή RGB.
Στην ανάρτησή μας http://sv1ahh1.blogspot.com/2017/06/stem-tracker-analysis-video.html παρουσιάζεται ο τρόπος εργασίας μας μέσα από ένα ολιγόλεπτο video.
Στην ανάρτηση μας http://sv1ahh1.blogspot.com/2018/03/blog-post_31.html γίνεται
λεπτομερής αναφορά για τον υπολογισμό της μέγιστης θερμοκρασίας πυράκτωσης
θεωρητικά με τον δεύτερο τρόπο ανάλυσης του video.
Η εργασία αυτή εκπονήθηκε από τον blogger και
παρουσιάζεται πιλοτικά. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως παράδειγμα για οποιαδήποτε
σχετική άλλη εφαρμογή για την ανάπτυξη εκπαιδευτικού αντικειμένου για χρήση στη
μεθοδολογία STEM.
Είσαστε σε ένα ιστολόγιο ιδιαίτερα πρωτοποριακό που θεωρούμε ότι είναι πολύ
μπροστά από την εποχή του. Όλες οι αναρτήσεις μας είναι προτάσεις για ένταξη
της μεθοδολογίας STEM στην εκπαιδευτική διαδικασία. Είναι πρωτότυπες χωρίς
να υπάρχουν αντιγραφές από άλλες ιστοσελίδες ή έντυπο υλικό. Προκύπτουν από τις
προσπάθειές μας για την αγάπη μας στην εκπαίδευση. Δεν περιμένουμε ανάδειξη ή
κάποιο οικονομικό όφελος. Είναι σίγουρο ότι ο μεγάλος αριθμός των
εκπαιδευτικών δεν επιθυμεί να παρακολουθήσει τις δράσεις αυτές για την προώθηση
της προσέγγισης της STEM εκπαίδευσης.
Στη διάθεσή σας για οποιαδήποτε πληροφορία.
