Automatisierte Auswertung der Rohdaten zur Bestätigung der gleichmäßigen beschleunigten
Bewegung im Physik Praktikum in zwei Phasen.
Erste Phase: Extrahierung der Zeit-Datenreihe
aus Datenbereich (DataFrame) und Speicherung als Text-Datei.
Zweite Phase: Auswertung als
Diagrammdarstellung mit s, v und a von t.
Vor einigen Wochen nahmen wir in Physik an einem wissenschaftlichen Praktikum teil. In diesem Praktikum führten wir ein Experiment zum Nachweiß gleichmäßiger beschleunigter Bewegung durch. Zur Auswertung und Datenaufnahme wurde Microsoft Excel auf einem iPad verwendet. In den letzten Jahren wurde dieses Praktikum nur spezifisch in Physik durchgeführt und ausgewertet. Dieses Jahr ist es nun fächerübergreifend gestaltet. Kombiniert wurde das Experiment mit dem Fach Informatiksysteme (IS). Die Übertragene Aufgabe in IS ist die Erstellung eines Programms, welches eine automatische Auswertung der Rohdaten ermöglicht. Für die komplexe Ausarbeitung wurden Gruppen gebildet, die gemeinsam eine Lösung des Problems erarbeiteten.
Um unsere einzelnen Aufgaben in Meilensteine zu unterteilen nutzten wir das KANBAN-System. Dieses beschreibt die Methode der Einteilung in die Bereiche To-Do, Doing und Done. Somit kann jeder die Übersicht über unser Projekt behalten und sieht auf Anhieb den Fortschritt der Gruppe. Zur perfekten Umsetzung von diesem System haben wir uns für die Website Trello entschieden.
Um unsere Fortschritte zu speichern und für alle aus dem Team erreichbar zu machen, nutzen wir GitHub. GitHub ist ein webbasierter Filehosting-Service für Softwareentwicklung. Dieser ermöglicht es uns zudem gemeinsam von unseren privaten Computern an dem selben Projekt zu arbeiten und den jeweiligen Code sehr einfach zwischeneinander auszutauschen bzw. zu kombinieren.
Unser Programm soll eine neue Datei einlesen können um diese als Input zu nutzen.
Dieses Ziel wurde
erfolgreich erreicht. Bei Betätigung von "open" öffnet sich der Dateimanager (Explorer/Finder) zur
Auswahl von .xlxs oder .csv Dateien.
Anschließend soll das entwickelte Programm die importierten .csv oder .xlxs Dateien auslesen können, um die ermittelten Messwerte im Mainwindow in Form von Diagrammen auswerten zu können.
Um die automatisch ausgelesenen Daten in Diagrammen darstellen zu können, müssen wir zunächst die
Geschwindigkeit, die Beschleunigung sowie die durchschnittliche Beschleunigung ermitteln.
Der folgende Code realisiert diese Berechnung:
Unser Ziel war nicht nur, dass die Daten in Diagrammen angezeigt werden, sondern dass diese zudem direkt in der
FormUI integriert sind. Dies war etwas komplexer umzusetzen aber wir haben es dennoch nach unseren Wünschen
implementiert.
Dieser Code gestaltet eine vereinfachte Interaktion mit den Widgets:
finale Ausgabe:
Außerdem haben wir uns die Variabilität der Diagramme als Ziel der Ausarbeitung gesetzt. Diese beschreibt die optionale Einblendung jedes einzelnen Diagrammes, sowie die Möglichkeit ein Grid (Raster) im Hintergrund der Diagramme anzeigen zu lassen. Zudem werden aus den Rohdaten die jeweiligen Graphen ermittelt und diese können mithilfe einer weiteren Checkbox in allen drei Diagrammen eingeblendet werden.
Zur Arbeitsweise kann man in unserer Gruppe sagen, dass wir relativ selbstständig vorgegangen sind und jeder
selbst Entscheidungen getroffen hat, welche relevant für die jeweiligen Unteraufgaben waren. Dennoch haben
wir gerade die Zeit in den Unterrichtsstunden genutzt, um unsere Fortschritte intern zu präsentieren, größere
Entscheidungen abzuwägen, sowie zu reflektieren.
Zur Aufgabenverteilung haben wir explizit die Stärken
des Einzelnen ausgenutzt. Somit sind durch die individuellen Vorkenntnisse wenige Schwierigkeiten bei der
Entwicklung aufgetreten. Schlussfolgernd kann man den Ablauf als Reibungslos bezeichnen.
Gerade weil wir
hauptsächlich zu Hause separat gearbeitet und den individuellen Fortschritt nur via GitHub ausgetauscht haben,
kamen wir schnell mit unserem Projekt voran, sodass wir schon weit vor der Deadline nahezu fertig waren.
Zusammenfassend kann man sagen, dass wir sehr zufrieden mit der Umsetzung, der Gruppenarbeit und dem
Endergebnis sind. Zudem haben wir alle unser Wissen/Vorkenntnisse vertieft und oder ergänzt.