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Im Rahmen der fakultativen Kurse zur Projektarbeit

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Präsentation zum Thema: "Im Rahmen der fakultativen Kurse zur Projektarbeit"—  Präsentation transkript:

1 Im Rahmen der fakultativen Kurse zur Projektarbeit
Excel-Workshop Im Rahmen der fakultativen Kurse zur Projektarbeit Christian Bradtmöller Institut für Chemische und Thermische Verfahrenstechnik TU Braunschweig Langer Kamp Braunschweig Wintersemester 2010/11

2 Grundlegendes: Zellen, Funktionen und Diagramme
Übersicht Grundlegendes: Zellen, Funktionen und Diagramme Funktionen und Rechnen in Excel Verknüpfen von Zellen und Tabellenblättern Funktionen in Excel Erstellung und Formatierung von Diagrammen Übung 1: Bestimmung einer Reaktionskinetik Makros in VBA und wie man sie macht Einstellungen in Excel Erstellung eines Makros Wichtige Befehle Schaltflächen einfügen Übung 2: Auslesen und Schreiben von Daten

3 Funktionen und Rechnen in Excel
In jede Zelle kann nach Doppelklick eine Formel eingegeben werden z.B. für B1: „=A1*1,5“ -> liefert für B1 das 1,5 fache des Wertes von A1 Weiterführen einer Reihe: In die erste Zelle „1“ eingeben, in die darunter „2“. Beide Zellen markieren und das kleine schwarze Quadrat in der unteren rechten Ecke so viele Zellen nach unten ziehen wie gewünscht Zeilen und Spalten feststellen: Durch das $ Zeichen vor dem festzustellenden Element wird dieses festgehalten Automatisches Ergänzen: Durch Doppelklick auf die Ecke unten rechts wird die Beziehung in den folgenden Zellen ergänzt

4 Verknüpfen von Zellen und Tabellenblättern
Andere Tabellenblätter (sheets) und Dokumente referenzieren Syntax: ='C:\Dokumente und Einstellungen\Christian\Desktop\[Mappe2.xls]Tabelle1'!$K$36 Pfad mit „ ‘ “ am Anfang und Ende Dateiname in „[ ]“ Bezeichnung der Zelle Name des Sheets gefolgt von „!“ Wenn etwas in einer Zelle angezeigt werden soll, das das Ergebnis einer Formel ist und in einer anderen Zelle noch einmal dargestellt werden soll, kann man die Zelle nicht einfach kopieren und einfügen. Vorgehen: Zu kopierende Zelle markieren und kopieren Rechtsklick auf Zielzelle, „Inhalte einfügen“ Im Popup „Verknüpfen“ auswählen

5 Rahmen und Beschriftungen
Beschriftungen sind wichtig, wenn jemand anderes mit den Daten arbeiten können soll Ein Dokument repräsentiert auch eine Dokumentation der Arbeit und sollte auch nach einem Jahr noch leicht zugänglich sein -> Zellen markieren + Rechtsklick + „Zellen formatieren“ Rahmen erleichtern anderen das Verständnis der Tabelle Kommentare erlauben Erklärungen bereitzustellen -> Rechtsklick / Kommentar einfügen

6 Den Überblick behalten: Gruppieren
Zelle markieren, die ausgeblendet werden sollen Daten, Gliederung, Gruppieren wählen Gruppen lassen sich schließen und öffnen auch verschachteln

7 Wichtige Funktionen Funktionen beginnen immer mit „=„ Hat man den Namen der Funktion eingegeben, wird der Syntax für die Variablen angezeigt =pi() liefert die Zahl Pi =cos(Bogenmass(60)) liefert den Kosinus von 60°, Alternativ: „60*pi()/180“ =Mittelwert(A1:A3;B1:B3) liefert den Mittelwert der sechs Zellen =Stabw(A1:A3;B1:B3) liefert die Standardabweichung vom Mittelwert =abs(A1) Absolutwert des Wertes der Zelle A1 =Summe(A1:A3) Summe alle Zellen =exp(A1) Eulerzahl hoch A1 =log(A1) dekadischer Logarithmus von A1 =ln(A1) Logarithmus naturalis von A1 =Steigung(B1:B3;A1:A3) Steigung einer linearen Regression der Spalten A (x-Achse) und B (y-Achse) =Achsenabschnitt(y;x) y-Achsenabschnitt der Regression

8 Diagramme erstellen Einfügen / Diagramme
Diagrammtyp wählen ( Punkt (X/Y) ) Diagrammuntertyp wählen

9 Diagramme erstellen Daten auswählen Entwurf / Daten auswählen
Hinzufügen

10 Diagramme erstellen Daten auswählen Namen für die Reihe eingeben
X-Werte auswählen Y-Werte auswählen

11 Diagramme erstellen Reihen anordnen
Position in Legende und Reihenfolge in Diagramm tauschen Bearbeiten für Änderungen

12 Datenreihen Formatieren
Diagramme erstellen Datenreihen Formatieren Format + Schaltfläche oder Rechtklick Datenreihen formatieren Reihe in Diagramm wählen oder in Dropdownmenü Reihe einer Sekundärachse zuweisen

13 Datenreihen Formatieren
Diagramme erstellen Datenreihen Formatieren Symbol und Größe wählen Farbe und Aussehen von Symbol und Verbindungslinie wählen

14 Datenreihen Formatieren
Diagramme erstellen Datenreihen Formatieren Achsentitel hinzufügen (Verständnis des Diagramms) Gitternetzlinien wenn sinnvoll Achsen skalieren und formatieren Trendlinie wenn sinnvoll Fehlerindikatoren, wenn etwa Standardabweichung bekannt

15 Fertiges Diagramm Außerdem: Keine unnötigen Kommastellen
Unterscheidbare Symbole und Farben (auch in schwarz/weiß-Kopie) Sinnvolle Regressionen Legende Skalierung (Bereich, logarithmisch, Sekundärachse) Außerdem: Diagramm erleichtert Auswertung und Argumentation sinnvolle Zusammenstellungen von Daten verschiedene Auftragungen zeigen Abhängigkeiten

16 Allgemein Vorsicht bei „interpolierten Linien“, es werden Optima dargestellt, die nicht an dieser Stelle liegen müssen Farben wählen, die gut zu unterscheiden sind Auf einheitliches Erscheinungsbild der Grafiken achten. (Dieselbe Farbe für gleiche Stoffe) Excel hat Grenzen! Andere Programme wie Origin und Sigmaplot bieten Möglichkeiten wie Dreieckdiagramme, Integrieren und sehr vielseitige Regressionen

17 Übung 1: Bestimmung einer Reaktionskinetik
Bei einer neuen Synthese wurde die Konzentration eines Eduktes gemessen. Nun soll geklärt werden, ob es sich um eine Reaktion 1. Grades handelt. 1.: Prüfen Sie, ob es sich um eine Reaktion erster Ordnung handelt 2.: Bestimmen Sie den Durchschnittswert des Geschwindigkeitskoeffizienten mit Hilfe linearer Regressionen Für eine Reaktion 1. Ordnung würde gelten: ln(c0 / c) = k1 * t => ln(c) = - k1 * t + ln(c0) mit: c Startkonzentration k Geschwindigkeitskoeffizient t Reaktionslaufzeit c Konzentration zur Zeit t

18 Übung 1: Bestimmung einer Reaktionskinetik
Öffne die Datei „Kinetik_Vorlage.xls“ Öffne das Blatt Versuchsergebnisse. Hier stehen die zu den jeweiligen Zeitpunkten gemessenen Konzentrationen Wie müssen die Konzentrationen aufgetragen werden, damit (Wenn es sich wirklich um eine Reaktion 1. Ordnung handelt) sich eine Gerade ergibt, deren Steigung der Geschwindigkeitskonstante entspricht? Forme die Werte entsprechend um und erstelle ein Diagramm, um zu überprüfen, ob eine lineare Regression die Daten sinnvoll beschreibt. Benutze die Funktion =Steigung(x-Werte;y-Werte) und =Achsenabschnitt(x-Werte;y-Werte) und k1 und c0 zu bestimmen Bilde die Durchschnittswerte und berechne deren Standardabweichung

19 Übung 1: Bestimmung einer Reaktionskinetik
Das Ergebnis der Auswertung der Versuchsdaten soll die Bestimmung des Geschwindigkeitskoeffizienten k1 sein. Hier ist z.B. folgende Auftragung möglich: Des Weiteren soll der Mittelwert der aus den einzelnen Versuchen bestimmten k1 Werte berechnet werden Eine fertige Auswertung ist in der Datei „Kinetik_Ergebnis“ zu finden Die kommentierten Zellen enthalten Tipps welche Formeln / Beziehungen einzufügen sind

20 Ergebnis Die Versuchsergebnisse lassen sich durch Reaktion 1. Ordnung beschreiben Die Geschwindigkeitskonstanten variieren leicht, liegen aber bis auf Versuch 5 innerhalb der Standardabweichung um den Mittelwert (hier 6)

21 Grundlegendes: Zellen, Funktionen und Diagramme
Übersicht Grundlegendes: Zellen, Funktionen und Diagramme Funktionen und Rechnen in Excel Verknüpfen von Zellen und Tabellenblättern Funktionen in Excel Erstellung und Formatierung von Diagrammen Übung 1: Bestimmung einer Reaktionskinetik Makros in VBA und wie man sie machen Einstellungen in Excel Erstellung eines Makros Wichtige Befehle Schaltflächen einfügen Übung 2: Auslesen und Schreiben von Daten

22 Was ist ein Makro und was kann es für mich tun?
Ein Makro in Excel ist ein kleines Programm, das der Exceldatei angehängt ist und Dinge für einen erledigt, die viele Wiederholungen beinhalten bzw. von Hand sehr viel Zeit kosten Möglichkeit 1: Makro aufnehmen Aufnahme starten Beziehungen eingeben, Zellen formatieren, Diagramme erzeugen Excel erzeugt aus Aktionen Quellcode Aufnahme beenden Makro auf leeres Dokument anwenden (mit anderen Startwerten) Möglichkeit 2: selber programmieren In VBA selbst das Programm schreiben Das Makro auf beliebige Dokumente anwenden

23 Einstellungen in Excel
Makros sind standardmäßig nicht zugelassen und die Registerkarte „Entwicklertools“ deaktiviert Excel Optionen Checkbox aktivieren

24 Einstellungen in Excel
Entwicklertools / Code / Makrosicherheit auswählen Unter Einstellungen für Makros „Alle Makros aktivieren“ wählen oder für jede Exceldatei einzeln Makros erlauben Um ein Makro speichern zu können, muss die Datei als *.xlsm gespeichert werden

25 Ein Makro aufnehmen In der Registerkarte Entwicklertools / Makro aufzeichnen wählen, Namen angeben Die zu wiederholenden Operationen ausführen Aufzeichnung beenden Auf Makros klicken und das gewünschte Makro ausführen lassen

26 Ein Makro programmieren
Unter Entwicklertools die Schaltfläche „Visual Basic“ betätigen Ein neues Fenster öffnet sich mit dem VBA-Editor

27 Zu Excel wechseln Code ausführen (Debugger) Auf Tabelle 1 klicken Feld zur Eingabe des Quellcode

28 Wichtige Befehle Funktionsrumpf Do While-Schleife Sub Name()
End Sub Variablendeklaration Dim Variable1, Variable2 As Integer For-Schleife For i=1 to 100 Next Do While-Schleife Do While x<20 Loop Einlesen von Werten x=Cells(Zeile,Spalte) x=Sheets(“Blattname“).Cells(Zeile,Spalte) Ausgeben von Werten Cells(Zeile,Spalte)=x Sheets(“Blattname“).Cells(Zeile,Spalte)=x

29 Einen Schalter einfügen
Unter Einfügen / Schaltfläche wählen Mit der Maus ein Feld ziehen Der Schaltfläche ein bestehendes Makro zuweisen und Namen eingeben

30 Übung 2: Auslesen und Schreiben von Daten
Öffnen Sie die Datei Makro_Vorlage.xlsm und versuchen Sie das dargestellte Ergebnis zu erzielen Wechsel Sie hierzu zu Visual Basic und programmieren ein Makro Füllen Sie 100 Zeilen mit y-Werten Fügen Sie auch eine Schaltfläche ein Funktionen y1=a1*x+b1 (ungerade Zeilen) y2=a2*x+b2 (gerade Zeilen) Mögliche Schleifen: For i = 1 To 50 j = 2 * i - 1 x = Cells(j, 1) y1 = a1 * x + b1 Cells(j, 2) = y1 Next j = 2 * i y1 = a2 * x + b2

31 Möglicher Quellcode für Makro
Sub fuellen() 'Dieses Makro schreibt die y-Werte y1 und y2 abwechelnd in Spalte B 'Hierzu wird x aus der Spalte A eingelesen und die Parameter der Funktionen ausgelesen 'Variablendeklaration Dim a1, a2, b1, b2, i, j As Integer Dim x, y1, y2 As Double 'Einlesen der Parameter a1 = Cells(3, 6) b1 = Cells(3, 8) a2 = Cells(4, 6) b2 = Cells(4, 8) 'Ausgabe der Funktionswerte For i = 1 To 50 j = 2 * i - 1 x = Cells(j, 1) y1 = a1 * x + b1 Cells(j, 2) = y1 Next j = 2 * i y1 = a2 * x + b2 'Programmende End Sub

32 Ergebnis

33 Fazit Lösen von Aufgaben, für die es keinen Funktionen gibt Automatisieren wiederkehrender Operationen Auslagerung komplexer Berechnungen in modulare Funktionen Einsatz des Solvers auch über VBA für rekursive Fragestellungen

34 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit und viel Spaß beim Ausprobieren!

35 Grundlegendes: Zellen, Funktionen und Diagramme
Übersicht Grundlegendes: Zellen, Funktionen und Diagramme Funktionen und Rechnen in Excel Verknüpfen von Zellen und Tabellenblättern Funktionen in Excel Erstellung und Formatierung von Diagrammen Übung 1: Bestimmung einer Reaktionskinetik Makros in VBA und wie man sie macht Einstellungen in Excel Erstellung eines Makros Wichtige Befehle Schaltflächen einfügen Übung 2: Auslesen und Schreiben von Daten Was tun, wenn man mit Excel nicht mehr weiterkommt?

36 Was tun wenn man mit Excel nicht mehr weiterkommt?
z.B. Origin, Sigmaplot, … Diverse gut anpassbare Möglichkeiten Daten zu plotten (3D, Ternäre Systeme, …) Sich wiederholende Darstellungen durch Templates einfach zu erstellen Statistik Viele vorgefertigte Regressionen, aber auch individuell anpassbar

37 Origin Pro 8 kann ist über das Rechenzentrum verfügbar
https://www.tu-braunschweig.de/it/service-interaktiv/software/liste

38 Origin Spalten hinzufügen Statistische Auswertung
z.B. Medianwert von Spalte Plots erstellen Analyse der Plots mit Regressionen etc. Ordnerstruktur im Projekt Worksheets und Darstellungen Plots erstellen

39 Origin: Regressionen wählen und selbst anpassen
Auswahl aus vorhandenen Funktionen schrittweises Konvergieren Beispielkurve Formel

40 Origin: Regressionen wählen und selbst anpassen
Datenbereich setzen: Button drücken Mit Maus schwarze Begrenzungen fassen und verschieben Mit Enter bestätigen

41 Origin: Statistik Statistische Informationen zu Spalten und Zeilen
Medianwert, Mittelwert Varianz, Standardabweichung Quartile bzw. frei wählbare Quantile Spalte markieren „Statistik“, „Deskriptive Statistik“, „Spatenstatistik“ Im Popup „Spaltenstatistik“ gewünschte Optionen auswählen Mit „OK“ bestätigen Ergebnisse stehen in neuem Sheet

42 Origin: Box / Wiskerplots
Oder: Was tun wenn ein Experiment streuende Messwerte ergibt? Alle realen Systeme sind Schwankungen unterworfen. Es können systematische oder stochastisch Fehler auftreten. Frage: Was ist ein „Ausreißer“ ? Objektive und systematische Beurteilung mit Boxplots mit Wiskers Box Wisker

43 Origin: Weitere Funktionen
Darstellung ternärer Systeme Einfachere Erstellung von 3D Darstellungen als in Excel Bei Erstellung sich wiederholender Diagramme ist Template nutzbar Durch Ordner und Sheets können Informationen übersichtlicher zusammengefasst werden Schnellerer Import aus Textfiles mit „Mehrfachimport“

44 Den Überblick behalten: Fenster fixieren

45 Den Überblick behalten: Fenster fixieren
Zelle markieren, oberhalb und links derer fixiert werden soll Ansicht, Fenster, Fenster fixieren wählen

46 Der Solver Der Solver kann eine Zelle so variieren, dass eine andere Zelle eine bestimmte Bedingung erfüllt Es können auch Nebenbedingungen gestellt werden Unter Add-Inns / Gehe zu … den Solver aktivieren

47 Der Solver Unter Daten / Analyse auf Solver klicken Zielwert eingeben
Zielzelle eingeben Unter Optionen u.A. Anzahl der Iterationen und Genauigkeit angeben Nebenbedingungen eingeben


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