Eine App bringt das Smartphone ins Rollen

  • 23. June 2017

Die App phyphox macht das Smartphone zum Messgerät für Drehbewegungen. Gesteuert wird es von einem Laptop in einem gemeinsamen Netzwerk.

Viele Apps müssen am Smartphone selbst bedient werden. Die kostenlose, an der RWTH Aachen entwickelte App Phyphox für Android und iOS funktioniert anders, wie das folgende Beispiel erläutert. Wir lassen eine Papprolle eine schiefe Ebene hinunterrollen (Abb. 1 links). Dabei befindet sich in der Rolle ein Smartphone, dessen Drehratensensor die Rotationsgeschwindigkeit erfasst, so dass bei gegebenem Radius die Geschwindigkeit der Rolle ermittelt und somit die lineare Zunahme der Geschwindigkeit quantitativ beobachtet werden kann. Es ist lediglich etwas Polstermaterial in der Rolle zu ergänzen, damit das Smartphone mittig sitzt und keine Unwucht entsteht. Doch wie kommen wir an die Daten, wenn das Smartphone in der Rolle steckt?

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Abb. 1 Das Smartphone wird in einer Rolle zentriert, welche die schiefe Ebene hinabrollt (links). Das Webinterface (rechts) erlaubt es, die Messung von phyphox ohne weitere Software in Echtzeit auf einem zweiten Gerät zu kontrollieren und zu steuern.

Bevor das Gerät in der Rolle landet, öffnen wir das mitgelieferte Experiment "Rolle" und wählen den Menüpunkt "Fernzugriff erlauben". Daraufhin zeigt die App am unteren Rand eine Adresse, die wir in einen Webbrowser eines zweiten Geräts eingeben, und schon erscheinen im Browser die Messdaten sowie Bedienelemente zum Starten, Stoppen und Herunterladen der Daten – weitere zusätzliche Software ist nicht erforderlich (Abb. 1 rechts). Die einzige Bedingung ist, dass sich beide Geräte im gleichen Netzwerk befinden. Falls nötig, kann jedes Smartphone ein eigenes WLAN-Netz über seine Hotspot-Funktion aufbauen.

Im Fall der Rolle zeigt der Browser nun zwei Graphen zum zeitlichen Verlauf der Geschwindigkeit und ein Eingabefeld für den Radius der Rolle. Diese braucht phyphox, um die lineare Geschwindigkeit aus der vom Gyroskop gemessenen Winkelgeschwindigkeit zu errechnen. Die Daten werden in Echtzeit im Browser angezeigt und kleinste Drehungen der Rolle erscheinen sofort als Ausschlag in den Graphen. Wird die Rolle auf die schiefe Ebene gelegt und losgelassen, erscheint also synchron zur Bewegung der Rolle der Geschwindigkeitsverlauf (Abbildung 1b).

Auf phyphox.org wird ein Editor angeboten, mit dem sich die vorhandenen Experimente verändern oder vollkommen neue entwickeln lassen. Das fertige Experiment kann dann einfach an andere verteilt werden – mit eigenem Titel und Icon sowie vor allem eigener Datenauswertung und eigenen Bedienelementen.

Sebastian Kuhlen, Christoph Stampfer, RWTH Aachen; Thomas Wilhelm, Uni Frankfurt;
Jochen Kuhn, TU Kaiserslautern

Eine ausführlichere Beschreibung der App mit einem weiteren Beispiel finden Sie in dem vollständigen Artikel. Er ist in der aktuellen Ausgabe von Physik in unserer Zeit erschienen (Download nur mit Online-Abo).

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