e zientes erstellen sch oner plots - keine hexerei · erstellen von plots j1 2015 ieee student...
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Erstellen von Plots | 12015
IEEE Student Branch Magdeburg Tutorial
Effizientes Erstellen schoner Plots - keine Hexerei
IEEE Student Branch Magdeburg Tutorial
Erstellen von Plots | 22015
IEEE Student Branch Magdeburg Tutorial
Ubersicht
1. Wieso sind Plots und Grafiken entscheidend?
2. Ziel dieses Tutorials
3. Was ist fur eine gute Darstellung zu beachten?
4. Strukturiertes Vorgehen
5. Welche Auswahl an Software gibt es?
6. konkretes Beispiel mit MATLAB
Erstellen von Plots | 32015
IEEE Student Branch Magdeburg Tutorial
Wieso sind Plots und Grafiken entscheidend?
• wissenschaftliche Arbeiten (Protokolle, Abschlussarbeiten,Veroffentlichungen) gepragt von Ubersichten und Diagrammen,Prinzipdarstellungen, Mess- und Simulationsergebnissen
• Visualisieren von komplexen Sachverhalten
• zum Erhohen des Verstandnisses
Erstellen von Plots | 32015
IEEE Student Branch Magdeburg Tutorial
Wieso sind Plots und Grafiken entscheidend?
• wissenschaftliche Arbeiten (Protokolle, Abschlussarbeiten,Veroffentlichungen) gepragt von Ubersichten und Diagrammen,Prinzipdarstellungen, Mess- und Simulationsergebnissen
• Visualisieren von komplexen Sachverhalten
• zum Erhohen des Verstandnisses
”Ein Bild sagt mehr als 1000 Worte“
→ aber nur, wenn es gut ist
Erstellen von Plots | 32015
IEEE Student Branch Magdeburg Tutorial
Wieso sind Plots und Grafiken entscheidend?
• wissenschaftliche Arbeiten (Protokolle, Abschlussarbeiten,Veroffentlichungen) gepragt von Ubersichten und Diagrammen,Prinzipdarstellungen, Mess- und Simulationsergebnissen
• Visualisieren von komplexen Sachverhalten
• zum Erhohen des Verstandnisses
”Ein Bild sagt mehr als 1000 Worte“ → aber nur, wenn es gut ist
Erstellen von Plots | 42015
IEEE Student Branch Magdeburg Tutorial
Ziel dieses Tutorials
• Focus auf Darstellung von Mess- und Simulationsergebnissen
• Beantworten der Fragen:- Was ist zu beachten?- Wie gehe ich strukturiert vor?- Welche Software kann ich nehmen?
• Erzeugen von Plots mit MATLAB
• in wenigen Schritten zu einemansprechenden Plot
• reproduzierbares und effizientesErstellen von Plots→ mittels Programmierung einesQuellcodes
• Vorgehen und Befehle zum Teilanalog oder ahnlich auf andereProgramme andwendbar
Erstellen von Plots | 42015
IEEE Student Branch Magdeburg Tutorial
Ziel dieses Tutorials
• Focus auf Darstellung von Mess- und Simulationsergebnissen
• Beantworten der Fragen:- Was ist zu beachten?- Wie gehe ich strukturiert vor?- Welche Software kann ich nehmen?
• Erzeugen von Plots mit MATLAB
• in wenigen Schritten zu einemansprechenden Plot
• reproduzierbares und effizientesErstellen von Plots→ mittels Programmierung einesQuellcodes
• Vorgehen und Befehle zum Teilanalog oder ahnlich auf andereProgramme andwendbar
Erstellen von Plots | 52015
IEEE Student Branch Magdeburg Tutorial
Was ist fur eine gute Darstellung zu beachten?
101
102
103
104
105
106
10−4
10−3
10−2
10−1
100
101
102
103
104
f / MHz
10−1
100
101
102
103
104
10510
−4
10−2
100
102
104
f / MHz
|Zin|/Ω
L1 klein
L1 groß
L1
Eingangsimpedanz Zin in Abhangigkeit von L1
•”Jede Grafik sollte weitestgehend
selbsterklarend sein“
• aussagekraftigeAchsen-Beschriftung, Legende,optional: zusatzliches Textfeld
• eindeutige und aussagekraftigBildunterschrift (in der Arbeit)
• Ubersichtlichkeit
• Information klar erkennbar(Platzierung des Kurvenverlaufsim Plot-Fenster)
• Schriftgroße (und -art) demDokument angepasst
• Einheitlichkeit ahnlicher Plots(Schrift, Große, Farbwahl)
Erstellen von Plots | 52015
IEEE Student Branch Magdeburg Tutorial
Was ist fur eine gute Darstellung zu beachten?
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106
10−4
10−3
10−2
10−1
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f / MHz
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10510
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10−2
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f / MHz
|Zin|/Ω
L1 klein
L1 groß
L1
Eingangsimpedanz Zin in Abhangigkeit von L1
•”Jede Grafik sollte weitestgehend
selbsterklarend sein“
• aussagekraftigeAchsen-Beschriftung, Legende,optional: zusatzliches Textfeld
• eindeutige und aussagekraftigBildunterschrift (in der Arbeit)
• Ubersichtlichkeit
• Information klar erkennbar(Platzierung des Kurvenverlaufsim Plot-Fenster)
• Schriftgroße (und -art) demDokument angepasst
• Einheitlichkeit ahnlicher Plots(Schrift, Große, Farbwahl)
Erstellen von Plots | 62015
IEEE Student Branch Magdeburg Tutorial
Strukturiertes Vorgehen
zum Teil abhangig von Software, da nicht jede Software alles kann
t
UI
Oszilloskop
• Was soll gemessen werden und wieso?
• Speichern der Mess-/Simulations-ergebnisse (Auflosung beachten);Format?: .txt, .csv, .dat
• Aufarbeiten, Weiterverarbeiten,Darstellen der Ergebnisse
• Speichern; Format?: .eps, .pdf(Vektorgrafik), jpg, png (bedingt)
• Einfugen in die wissenschaftliche Arbeit(LATEX?)
• ggf. Uberarbeiten von Schrift- undPlotfenstergroße
• referenzierbare Bildunterschrift (jedeGrafik sollte im Text referenziertwerden)
Erstellen von Plots | 62015
IEEE Student Branch Magdeburg Tutorial
Strukturiertes Vorgehen
zum Teil abhangig von Software, da nicht jede Software alles kann
t
UI
Oszilloskop
• Was soll gemessen werden und wieso?
• Speichern der Mess-/Simulations-ergebnisse (Auflosung beachten);Format?: .txt, .csv, .dat
• Aufarbeiten, Weiterverarbeiten,Darstellen der Ergebnisse
• Speichern; Format?: .eps, .pdf(Vektorgrafik), jpg, png (bedingt)
• Einfugen in die wissenschaftliche Arbeit(LATEX?)
• ggf. Uberarbeiten von Schrift- undPlotfenstergroße
• referenzierbare Bildunterschrift (jedeGrafik sollte im Text referenziertwerden)
Erstellen von Plots | 62015
IEEE Student Branch Magdeburg Tutorial
Strukturiertes Vorgehen
zum Teil abhangig von Software, da nicht jede Software alles kann
t
UI
=>
, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,
Messwerte.dat
Oszilloskop
• Was soll gemessen werden und wieso?
• Speichern der Mess-/Simulations-ergebnisse (Auflosung beachten);Format?: .txt, .csv, .dat
• Aufarbeiten, Weiterverarbeiten,Darstellen der Ergebnisse
• Speichern; Format?: .eps, .pdf(Vektorgrafik), jpg, png (bedingt)
• Einfugen in die wissenschaftliche Arbeit(LATEX?)
• ggf. Uberarbeiten von Schrift- undPlotfenstergroße
• referenzierbare Bildunterschrift (jedeGrafik sollte im Text referenziertwerden)
Erstellen von Plots | 62015
IEEE Student Branch Magdeburg Tutorial
Strukturiertes Vorgehen
zum Teil abhangig von Software, da nicht jede Software alles kann
t
UI
=>
, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,
Messwerte.dat
=> => UI
P
E
MATLAB-
code
Oszilloskop
• Was soll gemessen werden und wieso?
• Speichern der Mess-/Simulations-ergebnisse (Auflosung beachten);Format?: .txt, .csv, .dat
• Aufarbeiten, Weiterverarbeiten,Darstellen der Ergebnisse
• Speichern; Format?: .eps, .pdf(Vektorgrafik), jpg, png (bedingt)
• Einfugen in die wissenschaftliche Arbeit(LATEX?)
• ggf. Uberarbeiten von Schrift- undPlotfenstergroße
• referenzierbare Bildunterschrift (jedeGrafik sollte im Text referenziertwerden)
Erstellen von Plots | 62015
IEEE Student Branch Magdeburg Tutorial
Strukturiertes Vorgehen
zum Teil abhangig von Software, da nicht jede Software alles kann
t
UI
=>
, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,
Messwerte.dat
=> => UI
P
E
=>
MATLAB-
code
Oszilloskop
wissensch.Arbeit
• Was soll gemessen werden und wieso?
• Speichern der Mess-/Simulations-ergebnisse (Auflosung beachten);Format?: .txt, .csv, .dat
• Aufarbeiten, Weiterverarbeiten,Darstellen der Ergebnisse
• Speichern; Format?: .eps, .pdf(Vektorgrafik), jpg, png (bedingt)
• Einfugen in die wissenschaftliche Arbeit(LATEX?)
• ggf. Uberarbeiten von Schrift- undPlotfenstergroße
• referenzierbare Bildunterschrift (jedeGrafik sollte im Text referenziertwerden)
Erstellen von Plots | 62015
IEEE Student Branch Magdeburg Tutorial
Strukturiertes Vorgehen
zum Teil abhangig von Software, da nicht jede Software alles kann
t
UI
=>
, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,
Messwerte.dat
=> => UI
P
E
=>
MATLAB-
code
Oszilloskop
wissensch.Arbeit
• Was soll gemessen werden und wieso?
• Speichern der Mess-/Simulations-ergebnisse (Auflosung beachten);Format?: .txt, .csv, .dat
• Aufarbeiten, Weiterverarbeiten,Darstellen der Ergebnisse
• Speichern; Format?: .eps, .pdf(Vektorgrafik), jpg, png (bedingt)
• Einfugen in die wissenschaftliche Arbeit(LATEX?)
• ggf. Uberarbeiten von Schrift- undPlotfenstergroße
• referenzierbare Bildunterschrift (jedeGrafik sollte im Text referenziertwerden)
Erstellen von Plots | 72015
IEEE Student Branch Magdeburg Tutorial
Welche Auswahl an Software gibt es?
Software Vorteile Nachteile
Screenshot - schnell- keine Verfalschung moglich
- Auflosung- Nachbearbeitung/ Weiterver-arbeitung
EXCEL - kurze Einarbeitungszeit- schnelle erste Ergebnisse- Daten weiterverarbeitbar
- kostenpflichtig- Aussehen (ohne hohen Auf-wand)
GNU-Plot - kostenfrei- Daten weiterverarbeitbar- Code-basiert (Reproduzier-barkeit)
- Code-basiert (Lernkurve)- nicht optimal fur (komplexe)Berechnungen
LATEXTikz - kostenfrei- Code-basiert (Reproduzier-barkeit)- Einbettung in LATEX
- Code-basiert (Lernkurve)- limitierte Berechnungsmog-lichkeit
MATLAB/Mathematica
- Rechner mit Plotfunktion- Code-basiert (Reproduzier-barkeit)
- Code-basiert (Lernkurve)- kostenpflichtig
Erstellen von Plots | 72015
IEEE Student Branch Magdeburg Tutorial
Welche Auswahl an Software gibt es?
Software Vorteile Nachteile
Screenshot - schnell- keine Verfalschung moglich
- Auflosung- Nachbearbeitung/ Weiterver-arbeitung
EXCEL - kurze Einarbeitungszeit- schnelle erste Ergebnisse- Daten weiterverarbeitbar
- kostenpflichtig- Aussehen (ohne hohen Auf-wand)
GNU-Plot - kostenfrei- Daten weiterverarbeitbar- Code-basiert (Reproduzier-barkeit)
- Code-basiert (Lernkurve)- nicht optimal fur (komplexe)Berechnungen
LATEXTikz - kostenfrei- Code-basiert (Reproduzier-barkeit)- Einbettung in LATEX
- Code-basiert (Lernkurve)- limitierte Berechnungsmog-lichkeit
MATLAB/Mathematica
- Rechner mit Plotfunktion- Code-basiert (Reproduzier-barkeit)
- Code-basiert (Lernkurve)- kostenpflichtig
Erstellen von Plots | 82015
IEEE Student Branch Magdeburg Tutorial
Welche Auswahl an Software gibt es?
Beispiel mit MATLAB:- Darstellen des gemessenen Schaltverhaltens eines IGBTs
• MATALB-Fenster kurz besprechen
• gemessene Einschaltstrom- und -spannungswerte einlesen
• einfacher Plot-Befehl und der Figure-Editor (sehr kurz)
• m-File fur Automatisches Plotten von U und I (in einem Plot)
• Berechnen der Verlustleistung und -energie beim Einschalten
• Darstellen mittels subplot
• Speichern der Grafiken
• Adaption des Quelltextes auf das Ausschaltverhalten