Phi-Meter
In unserem heurigen
Projekt verwirklichten wir eine Idee, die unser Klassenvorstand, Herr Dipl.
Ing. Winkler, schon vor einiger Zeit hatte: Die Temperatur so zu messen, wie
sie vom Menschen empfunden wird!
Wie sie sicher schon
einmal bemerkt haben, empfinden wir 20°C in einem sonnigen Raum als viel
angenehmer, als wenn wir uns in einem feuchten Raum aufhalten, doch woran liegt
das? Nun, anhand dieses Beispiels lässt sich sehr leicht zeigen, dass die
Temperatur, die vom Thermometer gemessen wird, und die Temperatur, die der
Körper empfindet, sehr stark differieren können.
Die vom Körper
empfundene Temperatur hängt von folgenden Faktoren ab:
- Umgebungstemperatur
- Windgeschwindigkeit
- Wärmestrahlung
- Feuchtigkeit
Unser Körper
berücksichtigt alle diese Faktoren und bildet aus dem Zusammenspiel selbiger
das Wärmeempfinden des Menschen. Ein normales Thermometer berücksichtigt nur
einen dieser Faktoren, die Umgebungstemperatur. Da wir das Wärmeempfinden des
Menschen nachempfinden wollten, mussten wir die anderen Faktoren, die auf den
Menschen einwirken, berücksichtigen. Dies veranlasste uns dazu, unser Phi-Meter
innerhalb einer Projektarbeit zu entwickeln.
Der Name Phi-Meter hat
überhaupt nichts mit der Phasenverschiebung Phi zu tun, er entstand vielmehr
dadurch, dass wir für unser physiologisches Thermometer eine neue Einheit, den
„Physiologischen Hitze Index“ definieren, welcher im
englischen auch Personal Heat Index genannt werden könnte.
Das Phi-Meter verwendet
einen Leistungstransistor als Wärmeempfindungsfühler, welcher mittels
Interface-Schaltungen vom Mikrokontroller angesteuert wird, wobei die
thermodynamischen Vorgänge an der Hautoberfläche elektronisch nachgebildet
werden.
Dieses Projekt wurde
innerhalb einer geringen Zeit realisiert, da uns für die Durchführung
prinzipiell nur 1 Woche (Projektwoche) zur Verfügung stand, wir aber natürlich
schon zirka 2 Wochen vor der Projektwoche neben dem normalen Unterricht
begonnen hatten, erste Prototypen zu entwerfen und zu testen, da die gesamte
Entwicklung innerhalb 1 Woche nicht möglich gewesen wäre.
Unseren ersten Prototypen bauten wir auf einem
Übungsbrett auf, um zu sehen, ob der Regelmechanismus unserer Schaltung
funktioniert. Nachdem diese Messungen erfolgreich waren, bauten wir unsere
Schaltung auf einer Lochrasterplatine auf und schlossen erstmals unsere LCD
Anzeige und den Mikroprozessorkit, der die Steuerung der gesamten Schaltung
übernimmt, an. Bei diesem Aufbau bemerkten wir, dass unsere Schaltung sehr
problematisch auf die kleinsten elektromagnetischen Störungen reagierte. Wir
verminderten diesen Fehler durch ein sauberes Massesystem und durch
Pufferkondensatoren. Als wir schlussendlich mit dem Ergebnis dieses
Lochrasteraufbaus halbwegs zufrieden waren, entwarfen wir ein Layout für unsere
Schaltung. Dieses Layout wurde schließlich auf eine Platine geätzt und
beinhaltete auch den Mikroprozessor, womit wir nun endlich ohne
Mikroprozessorkit arbeiten konnten. Den Sensor, der auf die verschiedenen
Einflüsse reagieren soll, befestigten wir an einem Kabel über einen 3,5 mm
Klinkenstecker an der Platine, wodurch wir nicht mehr so stark ortsgebunden
waren.
Zum Betrieb unseres
Phi-Meters benötigt man lediglich ein Netzgerät, doch an einer
Weiterentwicklung unseres Projekts wird bereits gearbeitet. Ziel ist es, der
Schaltung ein eigenes Schaltnetzteil hinzuzufügen, wodurch ein Betrieb an 230 V
oder mittels Akku möglich ist.
Innerhalb der
Projektwoche gab es einige Komplikationen, da z.B. unser Projektleiter, Herr
Dipl. Ing. Winkler erkrankte und wir somit sehr viele organisatorische
Tätigkeiten selbst übernehmen mussten, was uns einiges an Zeit kostete. Es
wurde eine Software für den PC geschrieben, die es ermöglicht, die Messwerte
aus unserem Phi-Meter über die serielle Schnittstelle zu übertragen und in
einer geeigneten Form auf dem Bildschirm auszugeben. Außerdem wurde innerhalb
der Projektwoche an einer geeigneten Präsentation unseres Projektes gearbeitet.
Wir entschlossen uns für folgende Möglichkeiten,
unser Projekt zu präsentieren:
o Power Point Präsentation
o Messeartiger Stand in der Aula
o Flugblätter
o Homepage
1. Die Power Point Präsentation erfolgte zwecks Projektbeurteilung vor einer Jury bestehend aus dem Direktor unserer Schule Hrn. HR Dir. Dipl. Ing. Dr. techn. P. Israiloff, sowie allen Abteilungsvorständen bzw. sonstigen Führungskräften unserer Schule.
2. Es erfolgte auch eine Präsentation bei unserem Stand, um unser Projekt anderen Schülern, Lehrern sowie interessierten Eltern vorzustellen.
Dieser Stand wurde in der Aula aufgebaut und bot allen Interessierten die Möglichkeit, sich näher über unser Projekt zu informieren.
Wir boten unserem Publikum eine Präsentation (Erklärung der Funktionsweise) sowie eine Vorführung unserer Schaltung (die Sonne wurde durch einen Scheinwerfer, der Wind durch einen Ventilator simuliert) an.
Da unser Stand etwas abseits (in einem Nebentrakt der Aula) lag, verteilten wir in der Aula Flugblätter, auf denen wir kurz das Funktionsprinzip unseres Projektes vorstellten, um das Interesse der Leute, unseren Stand zu besuchen, zu wecken. Dies war für uns vor allem deshalb sehr wichtig, da die Bewertung des Projektes nicht nur aus der Jurybewertung, sondern auch noch aus einer Publikumsbewertung bestand und wir unser Projekt möglichst vielen Leuten präsentieren wollten.
Um unser Projekt einem möglichst breiten Publikum präsentieren zu können, entschlossen wir uns, eine Homepage zu diesem Projekt zu gestalten. Sie ist unter www.phi-meter.de.vu erreichbar und bietet die Möglichkeit, sich in Ruhe über unser Projekt zu informieren.
Bei der Bewertung der Projekte durch eine Fachjury sowie des Publikums erreichten wir den ausgezeichneten 2. Platz.
Team
Projektleiter
Herr Dipl. Ing. Werner Winkler
Team
hintere Reihe (v.l.n.r.): Riechl Markus, Riegler Florian, Poiger Thomas,
Müllner Michael, Szöllösy Bernd, Schidl Stefan
Vordere Reihe (v.l.n.r.): Wallner Johannes, Kurle Bernhard, Synowiec Christian,
Planinc Rainer
Fehlend: Pöchhacker Stefan