Ville Lindholm - .ABSTRACT Lab-in-a-pocket -concepts Ville Lindholm University of Oulu, Degree Programme

  • View
    215

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of Ville Lindholm - .ABSTRACT Lab-in-a-pocket -concepts Ville Lindholm University of Oulu, Degree...

  • TEKNILLINEN TIEDEKUNTA

    Lab-in-a-pocket -konsepteja

    Ville Lindholm

    KONETEKNIIKAN TUTKINTO-OHJELMA

    Kandidaatinty 2017

  • TIIVISTELM

    Lab-in-a-pocket -konsepteja

    Ville Lindholm

    Oulun yliopisto, Konetekniikan tutkinto-ohjelma

    Kandidaatinty 2017, 30 s.

    Tyn ohjaaja(t) yliopistolla: Yrj Louhisalmi

    Tss kandidaatintyss esitelln Lab-in-a-pocket konsepti. Kyseinen konsepti on

    viimeaikaisen teknologisen kehityksen johdosta ottanut mittavan askeleen eteenpin ja

    tuotteita voidaan kytt useissa arkipivisisskin asioissa. Kandidaatintyss on

    esitetty nit kyttkohteita, sek konseptin synty ja sen kehityst.

    Lab-in-a-Pocket-laitteisiin tutustutaan perehtymll kolmeen eri laitevalmistajaan ja

    heidn laitteisiinsa, sek niiden kytttarkoituksiin. Tyss on esitelty esimerkiksi

    PocketLabin toimintaperiaatteita ja eri laitteiden ominaisuuksia.

    Asiasanat: Lab-in-a-Pocket, mittaaminen, anturi

  • ABSTRACT

    Lab-in-a-pocket -concepts

    Ville Lindholm

    University of Oulu, Degree Programme of Mechanical Engineering

    Bacherlors thesis 2017, 30 p.

    Supervisor(s) at the university: Yrj Louhisalmi

    This Bachelors thesis introduces the concept of Lab-in-a-Pocket. This concept has taken

    a major leap since the latest development in technology. These products can be used in

    some everyday situations. The most common uses, the creation and development of this

    issue is presented in this study.

    The Lab-in-a-pocket concept is introduced by telling about three different

    manufacturers and what kinds of products do they have as well as getting to know their

    purposes of use.

    Keywords: Lab-in-a-Pocket, measuring, sensor

  • ALKUSANAT

    Kandidaatintyn aiheen valitseminen oli minulle hieman vaikeaa. Tst huolimatta

    tutustuttuani aiheeseen, huomasin nopeasti sen olevan erittin mielenkiintoinen sek

    ajankohtainen. Nykypivn on paljon dataa ja sen mittaus on aina vain trkemp ja

    trkemp. Kuitenkaan pelkk datan mittaus ei riit, vaan sill mys tehd jotakin ja

    saada se tietoisuuteen. Nykypivn teknologialla se on mahdollista ja tulevaisuudessa tt

    konseptia voidaan varmasti hydynt entist tehokkaammin.

    Tyn tekemisess minua on auttanut ja ohjannut Yrj Louhisalmi.

    Oulu, 24.4.2017

    Ville Lindholm

  • SISLLYSLUETTELO

    1 Johdanto ......................................................................................................................... 6

    2 Lab-in-a-pocket ......................................................................................................... 7

    2.1 Mit Lab-in-a-pocket tarkoittaa ........................................................................... 7

    2.2 Miten Lab-in-a-pocket laite toimii .................................................................... 8

    3 Qloudlab Spectre .......................................................................................................... 10

    3.1 Qloudlab ................................................................................................................ 10

    3.2 Spectre ................................................................................................................... 11

    4 PocketLab ..................................................................................................................... 12

    4.1 Myriad Sensors ..................................................................................................... 12

    4.2 PocketLab One ...................................................................................................... 12

    4.3 Pocketlab Voyager ja Weather .............................................................................. 16

    4.4 Mittaaminen PocketLab:lla ................................................................................... 19

    5 Vernier Labquest .......................................................................................................... 22

    5.1 Vernier .................................................................................................................. 22

    5.2 Labquest2 .............................................................................................................. 24

    5.3 Labquest Mini ....................................................................................................... 26

    5.4 Labquest Stream .................................................................................................... 27

    6 Yhteenveto ................................................................................................................... 28

    7 LHTEET .................................................................................................................... 29

  • 6

    1 JOHDANTO

    Tmn kandidaatintyn aihe on Lab-in-a-Pocket -konsepteja. Valitsin aiheen sen

    mielenkiintoisuuden ja ajankohtaisuuden takia, eik aiheesta ei lytynyt muita tutkielmia.

    Lisksi aihe sopii hyvin yhteen paineeni mekatroniikan kanssa.

    Tutkielmassa pohditaan, mit Lab-in-a-Pocket-konsepti tarkoittaa, minklainen se on

    laitteena ja mit sill voi tehd. Tmn jlkeen tutustutaan kolmeen eri valmistajaan,

    heidn tarinaansa ja heidn laitteisiinsa. Tmn kandidaatintyn tarkoituksena on antaa

    lukijalle kuva siit, minklainen laite Lab-in-a-Pocket-laite on, mit niill voi tehd ja

    miksi niiden kytt on kannattavaa.

  • 7

    2 LAB-IN-A-POCKET

    2.1 Mit Lab-in-a-pocket tarkoittaa

    Termi Lab-in-a-pocket tarkoittaa suoraan suomennettuna taskussa olevaa

    laboratoriota, eli taskukokoista laboratoriota. Sill voidaan mitata esimerkiksi aineen tai

    nesteen koostumuksia. Lisksi niill voidaan mitata mys fysikaalisia suureita, kuten

    nopeutta tai kiihtyvyytt.

    Kuva 1. Ers laboratorio [1].

    Vaikka termi saattaa kuulostaa erittin tieteelliselt ja sana laboratorio saattaa tuoda

    mieleen valkotakkisen tutkijan, steriilit olosuhteet, lukion kemian tunnit, monia erilaisia

    aineita erilaisissa lasiastioissa tai jotain kuvan 1 kaltaista, Lab-in-a-Pocket laitteet

    ovat helposti kytettvi, eivtk yhtn luotaantyntvi.

  • 8

    2.2 Miten Lab-in-a-pocket laite toimii

    Laboratoriotiss on tarkoitus selvitt jotakin tai mitata jotain suuretta. Tm on mys

    Lab-in-a-Pocket laitteiden ptarkoitus. Ne ovat vain helpommin ja

    yksinkertaisemmin kytettvi, eivtk vaadi erityisi olosuhteita tai kyttji.

    Jotta laite kykenisi mittaamaan jotain suuretta, se tarvitsee anturin. Tmn jlkeen anturin

    saama mittausdata tytyy muuttaa ihmiselle ymmrrettvn muotoon. Tm tapahtuu

    yleens toisen laitteen avulla, sill Lab-in-a-pocket laitteissa ei yleens ole omaa

    nytt. Tm toinen laite voi olla lypuhelin, tabletti tai tietokone. Datan siirtminen

    toiseen laitteeseen tapahtuu joko langattomasti tai langallisesti. Pelkk nytt ei

    kuitenkaan riit mittaustulosten esittmiseen, vaan siihen tarvitaan mys sovellus, joka

    pystyy tulkitsemaan anturilta saatua dataa. Monet Lab-in-a-pocketlaitevalmistajat

    ovat lisksi ottaneet kyttns pilvipalvelun, jonne voi varastoida saatua mittausdataa.

    Data on helppo tallentaa pilveen, mutta sit on mys helppo jakaa sen kautta. Pilvi ei siis

    toimi pelkkn varastointipaikkana datalle, vaan mys datan jakovlineen. [2], [3]

    Lab-in-a-pocket laitteen toimintaperiaate on siis erittin yksinkertainen. Esimerkiksi

    sykemittari toimii juurikin yll esitetyll tavalla. Mys lypuhelimesta pystyy tekemn

    Lab-in-a-pocket laitteen lataamalla siihen sovelluksen, joka pystyy kyttmn

    puhelimen anturointia. Tllainen sovellus on esimerkiksi Lab4u:n kehittm

    Lab4physics. Se kytt puhelimen kiihtyvyysanturia ja mikrofonia hyvkseen

    mittauksissa. Sovellus toimii IPhone-, Android- ja Windows-puhelimilla. Kuvassa 2 on

    esitetty sovelluksen tykaluvalikko IPhone-puhelimella. Mittaaminen toimii avaamalla

    jokin nist sovelluksen tykaluista ja asettamalla mittaus plle. Kuvassa 3 on esitetty

    puhelimen kiihtyvyysanturilla saatavaa mittausdataa, kun puhelinta heiluttaa

    edestakaisin. Tulokset ilmoitetaan kiihtyvyyten ajanhetkell kolmessa eri suunnassa. [4]

    Perinteiset fysikaaliset mittaukset ovat siis ers Lab-in-a-pocket laitteiden

    kyttkohteista. Mittauskohteita lytyy tietysti muualtakin. Lis sovelluksia sek

    laitteita esitetn seuraavissa kappaleissa.

  • 9

    Kuva 2. Lab4physics:n tykaluvalikko.

    Kuva 3. Lab4physics:ll suoritetun kiihtyvyysmittauksen tulokset.

  • 10

    3 QLOUDLAB SPECTRE

    3.1 Qloudlab

    Qloudlab on Sveitsilinen startup-yritys, joka perustettiin vuonna 2014. Yrityksen

    perustaja sek sen toimitusjohtaja on Arthur Queval. Qloudlabin ensimminen Lab in a

    pocket-konsepti oli laite, jolla pystyy tekemn verikokeen lypuhelimen nytn avulla.

    Tm laite esitetn kuvassa 4. [5]

    Kuva 4. Qloudlabin laite [6].

    Laitteen toimintaperiaate on yksinkertainen. Laitteen lisksi tarvitaan lypuhelimeen

    tehty sovellus ja kertakyttisi, muutaman millimetrin paksuisia muovikalvoja.

    Veripisara tiputetaan muovikalvolle, joka sytetn laitteeseen. Veri kulkee laitteen

    sisll olevia putkia pitkin. Nin veri hiritsee lypuhelimen nytn tuottamaa

    shkkentt. Sovellus lukee tmn shkkentn muutoksen ja saadun datan voi lhett

    sovelluksen avulla suoraan lkrille. [6]

  • 11

    3.2 Spectre

    EPFL kuvaa julkaisussaan Spectre sanoilla:Swiss army knife of medical tests. Tll

    kuvataan Spectren helppokyttisyytt sek monipuolisuutta. Spect