Page 1

ISBN 1334-4374

Broj 578 I Listopad / October 2014. I Godina LVIII.

www.hztk.hr

ČASOPIS ZA MODELARSTVO I SAMOGRADNJU

Rubrike

Cijena 10 KNI; 1,32 EURI; 1,76 USD;I 2,52 BAM;I 150,57 RSD;I 80,84 MKD

I Nobelovci i izumi I SF priča

I Mala škola fotografije Izbor

I Mozgalice I I I Brojevi na displeju I I Bicikl i biciklist I I Kako smo SKOC-a naučili hodati [2] I Prilog

I Prometni znakovi M1:1 I Robotika

I SCARA robotički manipulatori


MATEMATIČKE ZAGONETKE

Mozgalice

U OVOM BROJU Mozgalice. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 Prije 65 godina izgrađen je objekt Tehničkog muzeja. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Brojevi na displeju . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

Mozgalica 10 Priča o malom Gaussu

Prometni znakovi M1:1. . . . . . . . . . . . . . . . . 9

Kada je veliki njemački matematičar C. F. Gauss pohađao osnovnu školu, njegov je učitelj želio obaviti neki administrativni posao, a da bi zaposlio đake, postavio im je zadatak da izračunaju zbroj svih brojeva od 1 do 100. Od matematike đaci su naučili pravila zbrajanja, oduzimanja, množenja i dijeljenja. Dali su se na posao, a mali Gauss je zadatak riješio za dvije minute. Kako je to obavio? Vaš MIMAT

Bicikl i biciklist. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Održana završnica 2. Robotrke na prstenac 2014. u Barbanu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Mala škola fotografije. . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Pogled unatrag. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Analiza fotografije. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Praktičan zadatak. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Multifunkcionalan sat. . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Programiranje mikrokontrolera (3) - . - Hardware. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Grad. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Kako smo SKOC-a naučili hodati [2]. . . . . . 26 N. G. Basov, A. M. Prohorov. i Ch. H. Townes - maser i laser. . . . . . . . . . 29

Carl Friedrich Gauss (1777-1855)

Scara robotički manipulatori. . . . . . . . . . . . 32 Posjetnici na tehničke izume. . . . . . . . . . . . 34

Mozgalica 9

Rješenje: Složiti ćemo svih sedam letvica zajedno i dobili smo potpuni kvadrat. Iz tog razloga su navedene izmjere letvice.

Nacrt u prilogu: Prometni znakovi M1:1

Nakladnik: Hrvatska zajednica tehničke kulture, Dalmatinska 12, P. p. 149, 10002 Zagreb, Hrvat­ska/Croatia

telefon i faks (01) 48 48 762 i (01) 48 48 641;

Uredništvo: Damir Čović, prof., Damir Gornik, dr. sc. Zvonimir Jako­bović, Zoran Kušan, Ivan Lučić, dipl. ing. Miljen­ko Ožura, prof, Ivan Rajsz, prof., mr. Bojan Zvonarević

Izlazi jedanput na mjesec u školskoj godini (10 brojeva godišnje)

Glavni urednik: Zoran Kušan, ing.

Priprema za tisak: Zoran Kušan, ing.

www.hztk.hr; e-pošta: abc-tehnike@hztk.hr “ABC tehnike” na adresi www.hztk.hr

Rukopisi, crteži i fotografije se ne vraćaju Žiro-račun: Hrvat­ska zajednica tehničke kul­ ture HR68 2360 0001 1015 5947 0

Školska godina 2014./2015.

Devizni račun: Hrvatska zajednica tehničke kulture, Zagreb, Dalmatinska 12, Zagre­bačka banka d.d. IBAN: 6823600001101559470 BIC: ZABAHR2X

Naslovna stranica: Uz 65. obljetnicu Tehničkog muzeja u Zagrebu

Cijena za inozemstvo: 2,25 eura, poštarina uključena u cijeni (PDF na CD-u)

Lektura i korektura: Morana Kovač Broj 2 (578), listopad 2014.

Uredništvo i administracija: Dalmatinska 12, P.p. 149, 10002 Za­greb, Hrvatska

Tisak i otprema: DENONA d.o.o., Getaldićeva 1, 10 000 Zagreb

Ministarstvo znanosti, obrazovanja i sporta preporučilo je uporabu “ABC tehnike” u osnovnim i srednjim školama


Prije 65 godina izgrađen je objekt Tehničkog muzeja

OBLJETNICE

Nakon svega osam mjeseci gradnje javnost je 17. rujna 1949. prvi put ušla u novoizgrađene objekte Zagrebačkog velesajma, današnjeg Tehničkog muzeja. Bio je to drveni objekt privremene namjene, a koja je eto potrajala čak daljnjih 65 godina! Tih prvih poslijeratnih godina Zagrebački velesajam bio je uglavnom izložbenog karaktera. Cilj je bio pokazati vlastite gospodarske snage nove države Jugoslavije, a tek nakon 1950. Velesajam u potpunosti dobiva trgovački karakter. Umjesto prijeratne Njemačke, glavni partner sada je SSSR. Prvotni Zagrebački zbor 1946. preimenovan je u Zagrebački velesajam, da bi potom bila donesena i odluka o proširenju izložbenog prostora. Godine 1948. velesajam je održan na ukupno 13.500 četvornih metara izložbenog prostora u Savskoj cesti na mjestu današnjeg Studentskog centra. Uvidjelo se da je taj prostor nedosta-

tan za predstavljanje domaćoj i stranoj javnosti novosti i snage domaće industrije. 1949. novim objektima na mjestu današnjeg Tehničkog muzeja dobiveno je dodatnih 8.000 četvornih metara izložbenog prostora. Te godine na Velesajmu je sudjelovalo 1.126 domaćih i 254 inozemna izlagača, predstavljeno je 2.290 proizvoda, a sve je vidjelo nevjerojatnih 575.000 posjetitelja. Bilo je to zlatno doba sajmovanja u Zagrebu! Za proširenje Velesajma iskorišteno je zemljište stare tramvajske remize u Savskoj, nasuprot starog dijela Velesajma. S obzirom na položaj tog zemljišta, omeđenog s dviju strana željezničkom, a s dviju tramvajskom prugom i glavnim prometnicama, arhitekt Marijan Haberle projektirao je objekt u obliku okrenutog slova L. Zadatak izgradnje povjeren je građevinskoj tvrtki Visokogradnja, koja je trebala na tom zemljištu izgraditi dvoranu s oko 4.000 četvor-

Otvorenje 17. rujna 1949. godine

3


Tehnički muzej, otvorenje 17. rujna 1949. godine

nih metara izložbenog prostora, dimenzija oko 85x25 metara i oko 20 metara visine. Tlocrtna je površina objekta oko 2.140 četvornih metara. Osim za izlaganja, bilo je predviđeno da se prostor može koristiti i za razne druge masovne i sportske priredbe. Sve je izvedeno u drvenoj konstrukciji i obloženo drvom, što je bila rijetkost s obzirom da su trendovi u izgradnji toga doba podrazumijevali suvremene materijale poput čelika i betona. Uz glavnu dvoranu izgrađena je i jednokatna izložbena hala s dodatnih 3.800 četvornih metara, na čiji se kat moglo doći armiranobetonskim stubištem. I u ovom slučaju sve je bilo u drvenoj konstrukciji i obloženo drvom. U prizemnici vezanoj podrumskim prostorima uz glavni ulaz bile su smještene blagajne i prostori nadzorne službe. U sredini dvorišta Haberle je predvidio izvedbu kioska za informacije. Predviđeni, 30 metara visoki reklamni stup sastavljen od čeličnih cijevi, zamišljen kao dominanta sajamskog prostora, nikada nije izgrađen. Haberle je u svom projektu predvidio da se preko Savske ceste izvede montažni čelični most za reguliranje i osiguranje nesmetanog prolaza publike iz novog u stari dio Velesajma, a koji bi uz to pridonio i atraktivnosti okolnog prostora. On isto tako nije nikada izveden. Rok za kompletno dovršenje novih velesajamskih objekata bio je određen za 15. kolo-

4

voza 1949. Radovi na rušenju starih objekata remize krenuli su u veljači 1949., da bi do kraja travnja zemljište bilo pripremljeno za izgradnju novih objekata. Organizacija gradnje bila je vrlo zahtjevna s obzirom da se radilo o drvenom objektu i gdje je trebalo koordinirati cijeli niz obrtnika – stolara, bravara, zidara, armirača... Pojedini drveni stupovi bili su visoki i po 16 metara, zbog čega je konstruirana i posebna pomična skela. Kako bi se povezali svi drveni dijelovi konstrukcije utrošeno je preko 10.000 raznih vijaka, okova, sidra... U izgradnju novog velesajamskog kompleksa (objekti današnjeg Tehničkog muzeja) utrošeno je: 2.800 kubičnih metara tesane građe, 23.000 četvornih metara brodskog poda, 5.600 četvornih metara parketa, 1.230 tona cementa, 100 tona betonskog željeza, 7.000 kubičnih metara šljunka... Ukupno je na izgradnju utrošeno 444.600 radnih sati. Preseljenjem Zagrebačkog velesajma 1956. na novu lokaciju preko Save postavlja se pitanje što sa starim prostorima? Nakon što je 21. prosinca 1954. odlukom odbora Grada Zagreba osnovan Tehnički muzej, on ujedno postaje i jedan od glavnih aspiranata za taj prostor. Zahvaljujući zauzimanju idejnog osnivača Tehničkog muzeja, sveučilišnog profesora dr. Bože Težaka i Većeslava Holjevca, tadašnjeg gradonačelnika Zagreba, godine 1959. lokacija na Savskoj cesti 18 dodijeljena je upravo Tehničkom muzeju. Uz osnovnu muzejsku djelatnost, ideja osnivača bila je da Muzej vremenom preraste u znanstveno-tehnički centar. Realizator i prvi ravnatelj bio je Predrag Grdenić, dok je likovni postav načinio arhitekt Emil Vičić.

Zgrada remize dvadesetih godina prošlog stoljeća


Idejno rješenje zgrade iz 1948. godine arhitekta Marijana Haberlea

Prvi odjeli Tehničkog muzeja: Transformacija energije, Prometna sredstva, Geološki odjel s modelom rudnika u naravnoj veličini, otvoreni su za javnost 1963. godine, a nakon toga slijede Nafta (1964.), Planetarij (1965.), demonstracijski kabinet “Nikola Tesla” (1976.), odjel Osnove poljodjelstva (1981.), odjel Vatrogastvo (1992.), Park skulptura velikana hrvatskog prirodoslovlja i tehnike na otvorenom (započet 1993.), Apijarij s oglednim košnicama (1994.),

Odjel Prometna sredstva 1964. godine

soba Zemljomjerstvo - katastarski ured (1994.), Pokretna moć vatre (1999.) te Obnovljivi izvori energije – ENERGETSKA UČINKOVITOST (2013.). Drveni objekt u kojem se danas nalazi Tehnički muzej bio je svojedobno građen kao za privremenu namjenu, a primjer je jedinstvene drvene gradnje na europskim prostorima i u tom kontekstu zaštićeno je kulturno dobro. Arhitekt Haberle za izvođenje cijelog objekta predvidio je izvedbu u drvenoj konstrukciji i oblaganje drvom, što je bila rijetkost s obzirom da su trendovi u izgradnji toga doba podrazumijevali suvremene materijale poput čelika i betona. Godine 2009., nakon revizije stanja objekta, prvi se put u njegovoj povijesti krenulo u ozbiljnije radove u cilju održanja funkcije objekta i njegove sigurnosti za posjetitelje. Radovi u kontinuitetu traju i danas, s posebnim naglaskom na maksimalno očuvanje izvornosti objekta i poštivanje konzervatorskih zahtjeva. Uz to vodi se briga i o poboljšanju energetske učinkovitosti objekta. Posebno je važno naglasiti da Muzej bez obzira na kompleksnost radova cijelo vrijeme u suradnji s izvođačima i nadzorom nastoji posjetiteljima osigurati dostupnost stalnog postava. Obnovljeni su dijelovi noseće konstrukcije

5


objekta, obnavlja se oplata s vanjske i unutarnje strane, ugrađuje nova električna instalacija, a neki su dijelovi prvi put i dobili rasvjetu... Radovi će potrajati, ali povijesna vrijednost objekta i njegova današnja namjena zaslužuju strpljenje u cilju očuvanja ove izvanredne arhitektonske baštine u svjetskim okvirima.

Zagreb 1949.

Zagreb te 1949. godine broji oko 300.000 stanovnika; u nekadašnjoj Ulici Proleterskih brigada (današnja Vukovarska) kreće izgradnja tramvajske pruge čime će tramvaj doći do Heinzelove; dio grada Zagreba postaju Bijenik, Borčec, Gračani, Jarun, Markuševec, Mikulići, Mlinovi, Podsused, Remete, Stenjevec, Šestine, Špansko, oba Vrapča, Donje i Gornje, dio čulinečke Dubrave, Gaja, Granešine, Resničkog Gaja i Remeta; Zagreb doživljava i industrijski preporod uslijed čega se smanjuje broj obrta s prijeratnih 5.533 jedinica na 4.220; osnovan je Državni folklorni ansambl Lado; u Deanovcu je sagrađen moderni odašiljač od 135 kW čime se domet signala Radija Zagreb višestruko povećao. Zagrebačkim ulicama prometuje oko 800 automobila, pedesetak autobusa i 1.000 motocikala, a građanima je na usluzi i pedesetak motoriziranih taksista. 93 posto zagrebačkih stanova ima struju, 54 priključak vodovoda, a u samo 35 posto njih postoji kupaonica.

Marijan Haberle, arhitekt (Zagreb, 16. 5. 1908. – Rijeka, 20. 3. 1979.) U Zagrebu je maturirao u I. realnoj gimnaziji 1926. i 1931. diplomirao arhitekturu u klasi H. Ehrlicha na Tehničkom fakultetu. Između 1930. i 1933. radi u uredima arhitekata R. Lubynskog i S. Hribara te u građevnom poduzeću A. Helfmana u Zagrebu. Zajedno s Hinkom Bauerom između 1934. i 1940. vodi arhitektonski ured. Njih dvojica 1935. dobivaju natječaj za uređenje i adaptaciju Zagrebačkog zbora na Savskoj cesti, što su izvodili od 1936. do 1939. godine. Haberle je prije II. svjetskog rata u Zagrebu projektirao i Željezničarsku bolnicu na Jordanovcu (1938.), crkvu Sv. Josipa (1937.) u Trakošćanskoj i Blaženog Marka Križevčanina na Selskoj (1940.), zgradu bivšeg kina Kinoteka u Kordunskoj 1,

6

vojarne i vojnu bolnicu (1941.). U partnerstvu s Bauerom i samostalno radio je na četrdesetak projekata, među kojima bilježi i međunarodne uspjehe poput projekta željezničkog kolodvora u Sofiji (1943. s arhitektom M. Ivačićem). Nakon II. svjetskog rata 1945. radi na obnovi naselja u Lici, zatim je do 1947. projektant u Ministarstvu narodnog zdravlja NRH, a između 1948. i 1951. voditelj projektne skupine u Arhitektonskom projektnom zavodu u Zagrebu. Tu je Haberle izradio projekt novog Zagrebačkog velesajma, odnosno drvenu građevinu današnjeg Tehničkog muzeja koja je izgrađena 1949. na prostoru stare tramvajske remize, nasuprot postojećem velesajmu u Savskoj cesti. Za rad “Novogradnja Zagrebačkog velesajma”, Haberle je dobio drugu nagradu Vlade Narodne Republike Hrvatske na području nauke, kulture i prosvjete 1949. godine. Marijan Haberle, od 1951. do umirovljenja 1976., direktor je vlastitog projektnog ureda Haberle (kasnije nazvanog Forum), a u kojem je prisutan do 1979. godine. Od Haberleovih poslijeratnih projekata u Zagrebu treba još istaknuti Brodarski institut (1949.), prve paviljone novog Zagrebačkog velesajma preko Save (1955./1956.), Visoku tehničku školu u Ulici Ivana Lučića (1957.), koncertnu dvoranu “Vatroslav Lisinski” (koautori M. Jurković i Tanja Zdvořák), palaču Matice iseljenika (1958.) itd. Haberle je projektirao i željeznički kolodvor u Slavonskom Brodu (1967.), vodotoranj (1964.) i banku u Sisku (1965.) te hotel Plitvice na Plitvičkim jezerima (1955. – 1958.). Mario Zrna


Brojevi na displeju

MALA ŠKOLA PROGRAMIRANJA

Ukoliko ste uspjeli napraviti elektronički sklop iz prošlog broja ABC tehnike sigurno ste otkrili da se na njemu dobije: • broj 1 kad se preko printer porta pošalje broj 12, • broju 2 odgovara broj 91, • broju 3 odgovara broj 94, • broju 4 odgovara broj 108, • broju 5 odgovara broj 118, • broju 6 odgovara broj 119, • broju 7 odgovara broj 28 (slika 1.), • broju 8 odgovara broj 127, • broju 9 odgovara broj 126 , • i da nuli odgovara broj 63.

Program prikazuje na displeju ispis brojeva od 1 do 9, pa kad ispiše 0 ponovno ispisuje brojeve od 9 do 1. Brojevi koji se šalju na displej preko printer porta smješteni su u Data liniji i čitaju se pomoću naredbe Read u For – Next petlji.

Pregledniji prikaz dat je u Tablici 1.

Print “Number” ; r ; “ = “ ; n(r)

Broj na portu 12 91 94 108 118 119 28 127 126 63

Displej 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0

a x x x x x x x x

b x x x

x x x x

c x x x x x x x x x

d

e

x x

x

x x x x x

x x x

Dim As Integer n(9) Dim As Integer r Dim As Integer x For r = 0 To 9 Read n(r) Print “Number” ; r ; “ = “ ; n(r) Next r

f

g

x x x

x x x x x

x x x

Tablica 1. Križićem su na displeju prikazani segmenti koji za prikaz broja svijetle

x x

for x=0 to 9 out 888,n(x): beep sleep 1000 next x for x=9 to 0 step -1 out 888,n(x): beep sleep 1000 next x Print Sleep 1000 out 888,0 End Data 12, 91, 94, 108, 118, 119, 28 ,127, 126 ,63

Slika 1. Broj 7 dobije se naredbom: OUT 888, 28

U Tablici 2. Prikazana su slova koja se mogu dobiti na sedamsegmentnom displeju, a na vama je da otkrijete koji broj trebate poslati preko printer porta (Slika 2.). Program redom ispisuje slova, poprilično brzo, otkrijte o kojim se slovima radi i koja riječ se ispisuje?

7


Broj na portu? Displej L 125 A C E F S U H P b d

a

b

c

x x x x x

x

x

x

d x x x

x x x x

x x x

x x

x x

x x

e x x x x x x x x x x

f x x x x x x x x x x

g x x x x x x x x

Tablica 2. Na sedamsegmentnom displeju ne mogu se prikazati sva slova abecede, ali se zato mogu napraviti neki zanimljivi znakovi.

Dim As Integer n(5) Dim As Integer r Dim As Integer x For r = 0 To 4 Read n(r) Print “Number” ; r ; “ = “ ; n(r) Next r Print “Number” ; r ; “ = “ ; n(r) for x=0 to 4 out 888,n(x) sleep 100 next x out 888,0 End Data 121, 47, 35, 125, 128 Svjetlosni efekti na displeju mogu se postići animacijom pojedinih njegovih segmenata. Program: Dim As Integer n(5) Dim As Integer r Dim As Integer y Dim As Integer x Dim As Integer z Dim As Integer q

8

Slika 2. Slovo A dobije se naredbom OUT 888, 125

For r = 1 To 5 Read n(r) Print “Number” ; r ; “ = “ ; n(r) Next r Print “Number” ; r ; “ = “ ; n(r) for q= 1 to 5 for y= 1 to 5 for x=1 to 3 out 888,n(x) sleep 50 next x for x=3 to 1 step -1 out 888,n(x) sleep 50 next x out 888,0 next y for z= 1 to 5 for x=4 to 5 out 888,n(x) sleep 50 next x for x=5 to 4 step -1 out 888,n(x) sleep 50 next x out 888,0 next z next q End Data 16, 64, 2, 12, 33 Damir Čović, prof.


Prometni znakovi M1:1

Prometnom obrazovanju u hrvatskim se školama, s obzirom na opasnosti koje djecu vrebaju na našim cestama, ne pripisuje dovoljna važnost. Djeca se svakodnevno, na putu do škole, prijatelja i drugdje, susreću s mnoštvom znakova i različitih signala, čije značenje ne mogu raspoznati bez dodatnog obrazovanja. Zbog toga sam odlučio prirediti modelarske uratke vezane uz temu, kako bi se prometni odgoj uklopio u nastavu tehničke kulture.

NACRT U PRILOGU

Izrada tih radova nije zahtjevna, te uz vježbu obrade drveta radovi također mogu naknadno poslužiti kao sredstvo učenja pri upoznavanju prometnih pravila i prometnih znakova. Za njihovu izradu preporučuje se šperploča, no u slučaju da ona nije dostupna mogu poslužiti i materijali poput kartona, mediapana i slično. Za izradu samih prometnih znakova koristio sam šperploču debljine 3 mm A4 formata, dok je kao stup držač poslužio štapić za ražnjiće promjera 4 mm i duljine 240 mm 12. Slike znakova 26 Samoljepljivi papir Papir A4 (24 cm). 11. Dno nosača znaka 2 Šperploča A4 – 3 mm Prije izrade željenog znaka potrebno je ispisati njegovu 10. Držač znaka na stupu 2 Šperploča A4 – 3 mm presliku na samoljepljivi papir 9. Nosač znaka 2 Šperploča A4 – 3 mm ili ga nacrtati na materija8. Stup nosač znaka 1 Okrugli štapić 4 mm lu pojedine pozicije. Pozicije 7. Znak obavijesti 2 1 Šperploča A4 – 3 mm treba precizno izrezati pilicom 6. Znak za zaustavljanje 1 Šperploča A4 – 3 mm (ili, u slučaju kartona, škara5. Znak obavijesti 2 1 Šperploča A4 – 3 mm ma) kako ne bi bilo potrebno 4. Prednost prolaska 1 Šperploča A4 – 3 mm previše dodatno brusiti, što 3. Znak obavijesti 1 1 Šperploča A4 – 3 mm oduzima dosta vremena. Svaki 2. Znak opasnosti 1 Šperploča A4 – 3 mm znak sastoji se od dvije pozicije 1. Znak naredbe i obveze 1 Šperploča A4 – 3 mm koje je nakon piljenja potrebno Poz. Naziv pozicije Kom. Materijal Dimenzija spojiti u jednu cjelinu. Važno je napomenuti kako je prije Prometni znakovi M1:10

9


SEMAFOR – SVJETLOSNI SIGNALI M1:10 10. Slika semafora 2 Samoljepljivi papir 9. Maska iznad svjetala 3 Šperploča 8. Stup nosač znaka 1 Okrugli štapić 7. Dno držača stupa 2 Šperploča 6. Držač na stupu 2 Šperploča 5. Nosač semafora 2 Šperploča 4. Gornji i donji dio 1 Šperploča 3. Bočna strana 1 Šperploča 2. Zadnja strana 1 Šperploča 1. Prednja strana 1 Šperploča Poz. Naziv pozicije Kom. Materijal

skidanja samoljepljivog papira potrebno označiti mjesto lijepljenja. Papir A4 Utori koji služe za spajanje nosača A4 – 3 mm sa znakom zahtijevaju preciznu 4 mm obradu kako ne bi nastale rupe pri A4 – 3 mm lijepljenju dijelova. Nakon završene A4 – 3 mm izrade konstrukcije zalijepite izreA4 – 3 mm zanu naljepnicu znaka po izboru. A4 – 3 mm Prije samog lijepljenja preporučuje A4 – 3 mm se nanošenje tankog sloja ljepila na A4 – 3 mm plohu znaka. Prema mom iskustvu, ljepilo naljepnice s vremenom preA4 – 3 mm stane kvalitetno spajati te postoji Dimenzija mogućnost odljepljivanja. Dno stalka sastoji se od dva dijela koja je potrebno spojiti lijepljenjem, nakon čega ih je potrebno bušiti svrdlom promjera 4 mm i dodatno obraditi brušenjem. U nastalu rupu postavite štapić – stup nosač i zalijepite. Pri tome pazite na kut spajanja. Pripremljeni držač znaka postavite na stup te prilagodite visinu pojedinog znaka. Bitno je iz estetskih, ali i sigurnosnih razloga da gornji dio stupa bude skriven iza ploče znaka. Kada postavite znak na stup osigurajte ga pomoću drugog držača da ne klizi niz stup. Ukoliko trajno želite postaviti znak na stup, ljepilom spojite znak za držače. Na kraju, nakon finog brušenja, znakove možete dodatno zaštititi lakom, pomoću zaštitnog spreja ili bojanjem akrilnim bojama. Gotov uradak može poslužiti za lakše učenje prometnih znakova, ukrašavanje polica ili igru s prometnim pravilima, pogotovo uz sag s prikazom ceste i raskrižja. Želim vam uspješan rad i učenje prometnih znakova i prometnih pravila. Ivan Rajsz, prof. PTO-a

10


Bicikl i biciklist

RADOVI MLADIH PODUZETNIKA

Opis, svrha i namjena izratka Bicikl je idealno prijevozno sredstvo, a veliki su hit bicikli na solarni i električni pogon. Biciklist je demonstracijski uradak kod kojeg djeca uočavaju i prepoznaju dijelove bicikla, a i vizualnom percepcijom mogu uočiti različite prijenose. Uradak ujedno djeluje i kao zanimljiva igračka. Bicikl i biciklist napravljeni su od mjedene žice, a postolje od pleksiglasa i finog brusnog papira. Motor i prijenos su sa sklopa otvaranja i zatvaranja ventilacije auta. Konstrukcija oslonaca za osovine namontirana je na aluminijsku ploču na kojoj su otvori za valjke pomoću kojih se pokreću kotači. Na istu ploču montiran je i motor s pripadajućom remenicom. Motor je preko minijaturnog prekidača spojen s utikačem na koji se spaja ispravljač od 12 V. Pedale i kotač na kojima je remen povezani su remenicom. Zglobovi potkoljenice i natkoljenice u pokretu su pa biciklist pokretanjem, vožnjom bicikla, utječe na veće zadržavanje pažnje. Ideja za nastanak ovog uratka nastala je na osnovi crteža solar-biker.

U izradi rada, osim mene, sudjelovali su učitelj tehničke kulture i radionica za strojnu obradu kovina. Nismo koristili nikakvu literaturu, a projekcije rada načinili smo sami u programu za crtanje na računalu. Poduzetništvo je naša spremnost da se uz određeno ulaganje kapitala i preuzimanje rizika uđe u poslovni pothvat. Bit je u stalnom traženju novih ideja i pronalaženju novih mogućnosti u poslovanju, intuiciji, procjeni, vještini i borbenosti. Rad je napravljen kako bi estetski bio što zanimljiviji, pa je za bicikl i biciklista upotrijeb­ ljena mjedena žica. Za ulaženje u posao, upotrijebio bi se još jeftiniji materijal kao npr. drvo za bicikl i biciklista. Rad može stajati i kao ukras u kući, kao izložbeni rad, a može se upotrijebiti i za nastavu u školama kada se uči o biciklu i o prijenosima.

Funkcionalni opis izratka

Mjerenjem bicikla u prirodnoj veličini izradili smo skicu bicikla u umanjenom mjerilu u različitim projekcijama (pogledi sa svih strana). Nakon nabavljanja potrebnog materijala počeli smo izradu elemenata za bicikl.

11


Biciklist (biker)

Osnovna konstrukcija izrađena je od mjedene žice ø4 mm, a prednje vilice, stražnji nosač kotača od mjedene žice ø3 mm. Svi nabrojani dijelovi obrađeni su u potrebne dimenzije i oblike pomoću minijaturnog brusa, brusilice, male turpijice i brusnog papira.

Postolje

Gotovi elementi prvo se moraju očistiti brus­ nim papirom, namazati lem-pastom i pomoću lema spojiti lemljenjem ugrijanim pištolj-lemilom. Kratkim i brzim grijanjem spojeva lemljenjem se spoje elementi konstrukcije bicikla. Za izradu kotača bila je potrebna pomoć u radionici za strojnu obradu kovina. Na naplatku izrađenom od aluminija i osovini kotača, označili smo u pravilnom razmaku 16 oznaka i izbušili bušilicom i svrdlom ø1 mm otvore kako bi se pravilno rasporedile žbice bicikla izrađene od mjedene žice ø1 mm. Žbice su lijepljene na vanjski naplatak ljepilom cijanofix. Nakon sušenja stavljene su gumice i završeni kotači u ležištima, prednjim i stražnjim vilicama na biciklu. Za izradu elemenata prijenosa također je bila potrebna pomoć u radionici za strojnu obradu kovina, gdje je izrađena prednja veća i stražnja manja remenica s kosim utorima u koje se stavlja gumeni remen. Motor i prijenos je sa sklopa zatvaranja Prednja strana bicikla

Bicikl gledan odozgo (tlocrt)

Unutrašnjost postolja od pleksiglasa

Bicikl gledan sa strane

12


i otvaranja vrata na autima Audi ili Pasat. Unutrašnja konstrukcija oslonaca za osovine izrađena je od aluminijskog L-profila 15×15 mm koja je montirana na alumi-

Motor i remenice

aluminij

mjed

Kotač

nijsku ploču 160×72 mm, na kojoj smo prethodno prorezali otvore za valjke pomoću kojih se pokreću kotači. Na istu je ploču montiran i motor s pripadajućom remenicom. Remenice i remenje dvostruki su kako ne bi došlo do proklizavanja.

Motor je preko minijaturne sklopke spojen s utikačem na koji se spaja ispravljač od 12 V. Prvo je napravljen donji dio biciklista, a dugotrajnim isprobavanjem se došlo do rada, pokreta natkoljenice i potkoljenice s pedalama bicikla. Da bi se dobro vidjeli prijenosi, u postolje od pleksi stakla ugradili smo 9 svjetlećih (led) dioda. Za izradu ovog rada bili su potrebni mnogi alati: lemilo 60 W, pištolj-lemilo 100 W, rašpice (turpijice), mala brusilica i razna kliješta (špicasta, ravna i okrugla), pinceta, bušilica sa svrdlima ø1, 2, 3 mm te još mnoga pomagala za izradu oslonaca i držača koji su olakšali izradu. Biljana Erceg Osnovna škola Siniše Glavaševića, Vukovar Mentor: Dragica Kuzmanović

13


ROBOTIKA

Održana završnica 2. Robotrke na prstenac 2014. u Barbanu Učeničko kup natjecanje Robotrka na prstenac okuplja učenike osnovnih škola iz područja Istre i Primorsko-goranske županije, a povezuje tradiciju i robotiku, tj. tehničku kulturu. Ovogodišnja, 2. Robotrka na prstenac 2014. uključivala je četiri pojedinačna natjecanja, u Krku (29. 3.), Puli (26. 4.), Čavlima (21. 6.) i Barbanu (16. 8. 2014.). U njima je sudjelovalo pedesetak učenika okupljenih u petnaestak ekipa. Natjecanje u Barbanu završno je te se po završetku proglašavaju najuspješnije ekipe barbanskog natjecanja, ukupno najuspješnije ekipe i ukupni slavodobitnik – učenik koji je kroz sve susrete osvojio najviše bodova (punata). Natjecanje u Barbanu odvijalo se u dvorištu crkve Sv. Nikole, a prije proglašenja pobjednika (zbog kiše u OŠ Jure Filipovića) bila su potrebna pripetavanja za 1. i za 3. mjesto, jer su po dvije ekipe imale jednak broj bodova. Nakon pripetavanja, u Barbanu je pobijedila ekipa Robotisti iz OŠ Vladimira Nazora, Pazin (mentor Darko Suman), drugoplasirana je ekipa Histrioni iz ZTK

14

Pula (mentor Dragan Pantić), a trećeplasirana je ekipa Hetzer III. iz OŠ Čavle (mentor Mira Fafanđel), koja je u pripetavanju bila bolja od ekipe Vitezovi Kanfanara iz OŠ Petra Studenca, Kanfanar. Ukupni pobjednici svih natjecanja 2. Robotrke na prstenac 2014. članovi su ekipe Vitezovi Kanfanara iz OŠ Petra Studenca, Kanfanar (mentori Nijaz Alagić i Gordana Mazzi) ispred ekipe Hetzer III. i ekipe Robotisti. Slavodobitnik s najviše pojedinačno osvojenih bodova učenik je Andrej Rašović, član ekipe Histrioni iz ZTK Pula. Slavodobitniku je pripala i prigodna nagrada, a nagrade su dobile i ekipe koje su sudjelovale u natjecanju. Robotrku na prstenac organiziraju Društvo za robotiku Istra, Centar za robotiku Rijeka, Klub informatičara otoka Krka i škole domaćini, uz pomoć Hrvatskog robotičkog saveza, ZTK Istarske županije i ZTK Primorsko-goranske županije te gradova i općina domaćina. Robotrka u Barbanu uključena je i u program 39. Trke na prstenac. Darko Suman


MALA ŠKOLA FOTOGRAFIJE NACRT U PRILOGU Piše: Borislav Božić, prof.

FILTRI ZA CRNO-BIJELU FOTOGRAFIJU

Snimana scena naglašenog kolorističkog kontrasta

Snimljeno bez filtra

Snimljeno zelenim filtrom - vidljiv je učinak jer je zeleno lišće svjetlije, a crveni karanfil znatno tamniji nego na snimci bez filtra.

I u ovom broju nastavljamo priču o filtrima, i to o filtrima za analognu crno-bijelu fotografiju. Ovo je priča za sve one koji žele pokušati snimati na film ili naprosto hoće naučiti nešto o tehnologiji koja je već otišla u povijest. Iako danas u svijetu imamo autora koji rade klasičnu analognu fotografiju, njihov je broj, u odnosu na one koji koriste digitalni sustav snimanja, skoro zanemariv. No ipak ćemo napisati osnovne informacije za zainteresirane mlade fotografske znatiželjnike. Prošli put sam naglasio važnost UV i polarizacijskog filtra i preporučio njihovu nabavku zajedno s aparatom. Ako želite snimati na crno-bijeli film, onda će vam svakako trebati set filtara za crno-bijelu fotografiju. Zašto nam uopće trebaju filtri kad snimamo na crno -bijeli film? Crno-bijeli film ne prepoznaje boju, već samo bilježi količinu odbijenog svjetla od predmeta. Tu primljenu količinu svjetla pretvara u sivi ton. Dakle, crno-bijeli film našu vidljivu stvarnost pretvara u niz sivih tonova. Da bih vam ovo lakše objasnio, poslužit ću se krugom boja. Ako pokušamo boje iz ovog kruga pretvoriti u sive tonove, onda će žuta boja biti svijetlosiva, ljubičasta i plava tamnosiva, dok će crvena i zelena imati potpuno isti sivi ton. Crvena i zelena boja čine najsnažniji kontrast. Ove dvije boje su u komplementarnom i u toplo-hladnom kontrastu. Bez razlike na ove nabrojane suprotnosti, one imaju istu količinu svjetla u sebi i to je ključni podatak. Ako je ista količina svjetla, znači da će ih naš crno-bijeli film pretvoriti u isti sivi ton. Takva fotografija ili njeni dijelovi bit će nejasni, nerazumljivi, nećemo je moći vizualno “pročitati”. Bit će to neupotrebljiva snimka zbog naglašene monotonosti i neizražajnosti. Da nam se to ne bi događalo, trebamo koristiti filtre. Za lakše snalaženje oko upotrebe filtra treba zapamtiti da filtar propušta svoju boju, a zadržava komplementarnu. Ako pogledate krug boja (slika gore lijevo), lako ćete zapamtiti da su boje u komplementarnom odnosu one koje se nalaze jedna nasuprot druge u krugu boja. Dakle komplementarni parovi su: crvena -zelena, žuta-ljubičasta i plava-narančasta. To sad znači da ako snimamo kroz zeleni filtar, zelena će boja biti propuštena, a suprotna njoj, tj. crvena i srodne crvenoj bit će zadržane. To bi u konačnici značilo da će sve što je u sceni snimanja zelene boje na fotografiji biti svjetlije, a crveno i srodne boje crvenoj (narančasta i žuta) biti tamnije.

15


Filtar faktor Rekli smo da su filtri obojena stakla ili folije. Ta njihova obojenost zadržava dio svjetla pa u tom slučaju moramo produljiti ekspoziciju - ili staviti veći otvor-blendu ili produljiti vrijeme osvjetljavanja. Koliko je to produljenje piše nam na rubu prstena ili u kutu ako je to folija. Taj se broj zove filtafaktor i on označava koliko treba produljiti - npr. ako piše broj 2, znači da vrijeme osvjetljavanja trebamo povećati duplo, brzinu s 1/250 na 1/125 ili zaslon s f-11 na f-8.

Autori koji snimaju na crno-bijeli film najviše problema imaju u reprodukciji neba. Crno-bijeli film je nešto osjetljiviji na plavu boju pa je uglavnom snimljeno nebo na njemu nešto svjetlije i neizražajnije nego što je u stvarnosti. Za snimanje ambijenata pejzaža najčešće korišteni filtri su žuti, narančasti i crveni jer se s njima postiže različita zatamnjenost neba, a ako je još bogato oblacima, to onda daje posebnu dramatičnost snimci.

Ovo je set filtara koji nam trebaju ako snimamo crno-bijelim filmom: žuti, narančasti, crveni, žutozeleni, zeleni i plavi. Treba znati da postoje pojedini filtri u različitim gustoćama (žuti, crveni) i o količini gustoće ovisi i jačina efekta koji proizvodi. Potrebno je određeno iskustvo kod korištenja filtara. Naprosto trebamo probavati i dobivene rezultate zabilježiti te ih koristiti kao pomoć kod sljedećih snimanja. Svijetložuti filtar služi za snimanje pejzaža s naglašenim nebom i oblacima. Dobar je i za snimanje snježnih zimskih pejzaža po sunčanom danu. Srednjožuti koristimo za pojačavanje kontrasta te za jače isticanje oblaka na plavom nebu. S ovim filtrom bolje se uočavaju detalji u daljini. Narančastim filtrom dobivamo znatno tamnije plavo nebo, svijetli oblaci su jako istaknuti. Narančasta i crvena boja na snimci će biti svjetlije i ovim filtrom uklanjamo izmaglicu iz zraka. Dakle, kontrast je naglašeniji, nebo dramatičnije i uklonjena izmaglica čini snimku jasnijom i bistrijom.

Crveni filtar ima isto djelovanje kao i narančasti, ali znatno naglašeniji. S njim snimljene fotografije djeluju kao noćne snimke. Zbog razlike u valnim dužinama crvenog svjetla u odnosu na plave i zelene zrake koje zadržava ovaj filtar, moramo voditi računa o fokusu. Žutozeleni filtar propušta zelenu i žutu tako da će ove boje biti svjetlije na snimci. Zadržava plavu, ljubičastu i djelomično crvenu i ove boje su na snimci tamnije. Snimamo li sa zelenim filtrom pejzaž, imat ćemo zelenu prirodu jako svijetlu na snimci, a plavo nebo bit će prigušeno, zatamnjeno. Pomalo će snimka djelovati nestvarno. Plavi filtar će propustiti svoju boju, a zadržat će crvenu i žutu. Autori su ga koristili uglavnom pri snimanju umjetnom rasvjetom kako bi zadržali preveliku količinu crvene boje koju emitira ovo svjetlo. Ako snimamo s ovim filtrima na filmu u boji ili s digitalnim aparatom, dobit ćemo snimke snažno obojene bojom filtra kojim snimamo.

16


POGLED UNATRAG PRVI FOTOGRAFI Koje li lakoće danas se baviti fotografijom. Dovoljno je imati mali džepni digitalni aparat i računalo skromnih mogućnosti, a koje je sasvim dovoljno kao tehnička podrška za naše bavljenje fotografijom. Ako se osvrnemo unazad i to sve do početaka javnog fotografskog rada četrdesetih i pedesetih godina 19. stoljeća, ostajemo osupnuti količinom opreme prvih fotografa. Za dagerotipiju sva potrebna oprema težila je 40 do 50

Na fotografiji iznad vidimo sav potrebnan pribor koji su imali prvi fotografi. Desno je šator postavljen u prirodi kao prenosivi laboratorij, a tu je i mladi pomoćnik. Na fotografiji ispod je putujući fotograf s posebno izrađenim kolima kao putujućim laboratorijem za rad.

17

kilograma i ako je fotograf išao na teren, imao je pomoćnika koji mu je nosio stvari. Ako je ostajao duže na lokaciji snimanja postavljao se šator u koji se smještao cijeli laboratorij. Putujući fotografi imali su za svoje potrebe specijalno napravljena kola na konjsku zapregu. U tim kolima bio je sav potrebni pribor i dovoljno rezervnog materijala tako da je fotograf danima i mjesecima putovao od mjesta do mjesta i snimao. Ma koliko im je bilo naporno, gledajući iz današnje perspektive, oni su to radili s izuzetnim entuzijazmom i zaslužni su što danas imamo povijest toga doba zabilježenu na fotografskoj slici.


ANALIZA FOTOGRAFIJA

Maja Smojver, Dizalice, 2014. Ovo je tipični motiv lučkih gradova. Doduše, ovdje se ne vidi da je snimljeno u riječkoj luci, ali jest. Naprosto nas mami da snimamo kojekakve konstrukcije jer mogu kompozicijski djelovati zanimljivo, a pogotovu ako se u pozadini nađe nebo bogato oblacima. Onda to sve skupa djeluje dosta dramatično i nestvarno. Maja je dosta korektno kadrirala. Imamo snažnu vertikalu prve dizalice i druga je u blagoj kosini nadesno. Gornji dio druge dizalice naglo se savija i smjerom se završava na najosvjetljenijem dijelu neba. Iz ove prostorne iluzije kako savijeni vrh druge dizalice dodiruje izvor svjetla, doživljavamo sva moguća simbolička značenja. Na donjoj fotografiji prikazao sam kako možemo “odrezati” desni i donji dio kadra, a da ništa ne izgubimo od prvotne ljepote. Naprotiv, ovim rezom oslobađamo kadar “viška” sadržaja. Taj odbačeni sadržaj jest isto dio “lučkog ansambla”, ali njegova prisutnost u kadru u ovom slučaju ne znači ništa. Neovisno o tome koje

18

kompozicijsko rješenje prihvatimo, kontrast moramo pojačati kao što sam ja i napravio na donjem lijevom primjeru. Tek pojačani kontrast daje fotografiji atmosferu mističnosti, a dizalicama zastrašujuću snagu moći.


Praktičan zadatak

Slika 1. Model elektromotora

ELEKTROTEHNIKA

Slika 3. Skidanje laka/izolacije sa žice. Lak treba skinuti s iste strane obje žice, s Slika 2. Kalem (rotor modela elektropolovine njena obima (na sl. 2. to je strana motora) označena strelicama)

Elektromotor je stroj koji pretvara električnu energiju u mehaničku. Princip rada elektromotora lakše ćeš razumjeti ukoliko izradiš njegov model.

Potreban materijal:

• bakrena žica izolirana lakom (dužine 50 cm, ø 0,5 mm), • 1 permanentni magnet, • 2 sigurnosne igle (ziherice), • 2 vijka za drvo, • drvena podloga (10×8×1,5 cm), • baterija ili izvor napajanja jednosmjerne struje (1,5 - 4,5 V), • 2 izolirana vodiča (dužine 10 cm, ø 0,5 mm).

Izrada modela:

Od bakrene žice napravi kalem, na način kako je to prikazano na slici 2. (promjer kalema iznosi približno 25 mm). Žica treba viriti s obje strane kalema po 25 mm. S kalema, s dijelova žice koji vire, skalpelom skini sloj laka s polovine njena obima (s iste strane obje žice − slika 3.). Ovako pripremljen kalem predstavlja rotor modela elektromotora. Dvije ziherice, savijene u obliku slova L, poslužit će ti kao oslonac rotora. Nakon toga na drvenu podlogu, prema slici 1., montiraj i poveži elemente modela elektromotora.

Testiranje modela elektromotora:

Ako si se pridržavao/la uputa za izradu modela, rotor elektromotora počinje se vrtjeti kada ziherice spojiš s baterijom. Na koji način dolazi do okretanja rotora ovog jednostavnog modela elektromotora?

Kroz kalem rotora prolazi struja samo kada su mjesta na kojima nema izolacije, osi okretanja, spojena zihericama. Na kalem, kroz koji prolazi struja, a koji se nalazi u magnetnom polju permanentnog magneta, djeluje Lencova sila. Ona izaziva obrtni moment rotora. Rotor se počinje okretati. Nakon kratkog će okretanja na zihericama ležati samo izolirani dijelovi žice, struja više neće protjecati kroz kalem i obrtni moment neće više djelovati. Na osnovi inercije rotor će se i dalje vrtjeti dok neizolirane površine žica, koje su na rotoru, ne dodirnu ziherice koje su priključene na bateriju. Struja će opet prolaziti kroz kalem rotora, izazvat će ponovno obrtni moment i postupak počinje ispočetka. Budući da se može dogoditi da na početku neizolirani dijelovi žice ne dodiruju ziherice, rotor malo pokreni rukom. Kada bi cijela površina žice na rotoru bila bez izolacije, struja bi neprestano tekla kroz kalem. U tom slučaju kalem rotora postaje elektromagnet, okreće se u smjeru magnetnog polja permanentnog magneta i ostaje u tom položaju. Kako samo jedan dio nema izolaciju, elektromagnet kalema rotora na vrijeme će se isključiti tako da će, kako je opisano, doći do rotacije. Ovo je samo jedan od brojnih načina izrade jednostavnog modela elektromotora. Prije izrade ovog modela na internetu možeš potražiti još neke načine. Ključne riječi za pretragu su “simple motor”. * Napiši što ti je sve od alata i pribora potrebno za ovaj model elektromotora. Miroslav Paroškaj, prof.

19


Multifunkcionalan sat Na izložbi satova 1955. godine u Besançonu u Francuskoj, pažnju posjetitelja izložbe privukao je jedan od najkompliciranijih satova što su ikad konstruirani. Napravljen je sedamdesetih godina 19. stoljeća u Francuskoj i u svoje vrijeme zadivio je sve stručnjake savršenošću mehanizama i izvanrednom točnošću funkcioniranja. Sat ima promjer 7,1 cm, a težak je pola kilograma. Pokazuje 25 podataka, od kojih su glavni: datum (dan, mjesec i godina, uključivši prestupne godine za 100 godina); faze i mijene Mjeseca, solsticiji i ekvinokciji; jednadžba vremena (između pravog i srednjeg Sunčevog dana); kronograf; veliki i mali mehanizam za odbijanje zvona; stanje zvjezdanog neba na sjevernoj hemisferi, zvjezdano nebo i horizont u Parizu s 236 zvijezda (“zvjezdano nebo” rotira prema zvjezdanom vremenu); zvjezdano nebo i horizont za Lisabon s 560 zvijezda; zvjezdano nebo južne hemisfere (i sva ta ostala “zvjezdana neba” u satu rotiraju, svako za sebe, od zapada prema istoku); isto takvo “zvjezdano nebo” za Rio de Janeiro sa 611 zvijezda (zvijezde su na svakom “nebu” ucrtane prema njihovoj prividnoj veličini); zatim vrijeme u 125 gradova u svijetu; sat izlaska i zalaska Sunca u Lisabonu (za svaki dan); sat ima i metalni termometar od –20 do +60 0C, pa higrometar s vlaknom, altimetar (visinomjer) do 5.000 metara; sat ima poseban uređaj za reguliranje, a da se pritom ne mora otvoriti; u satu se nalazi i busola; konačno na poklopcu sata nalazi se ugravirano dvanaest znakova zodijaka. Na izradu samih zvjezdanih neba i njihovih horizonata utrošeno je 1.100 sati najfinijeg rada, za što bi se danas platilo oko pola milijuna franaka. Od posebne je vrijednosti izvanredno lijepo gravirana kutija sata. Nakon nekoliko desetljeća lutanja po svijetu, sat je vraćen u Besançon, gdje je bio i izrađen. Izvor [1] Remek-djelo starijeg urarstva, Matematičko-fizički list (Zagreb), br. 2 (1954-1955), str. 66. Prof. dr. Branislav Čabrić

20

ELEKTRONIKA

Programiranje mikrokontrolera (3) - Hardware U razvoju elektroničkih uređaja često se susrećemo s dizajniranjem vlastitog hardwarea, ali je u samim počecima učenja bolje kupiti gotovu razvojnu ploču na kojoj su već osigurane osnovne stvari za pravilan rad mikrokontrolera. Iako ću u početnim tekstovima o programiranju koristiti gotov Arduino hardware i Arduino razvojno okruženje, nužno je razumjeti osnove dizajniranja hardwarea, koje ću detaljnije navesti i objasniti. Moja generacija nije se previše usrećila kao današnji facebook klinci jer nije postojao Arduino i mogli smo kupiti samo mikrokontroler i programator. Hardware smo dizajnirali samostalno, ali nismo poznavali detalje na koje treba obratiti pozornost pa su nam i uređaji radili u takvom nestabilnom okruženju. Uključivanje i isključivanje LED-a prosječnom će programeru dosaditi nakon 5 minuta i odmah se stvara potreba za povezivanjem mikrokontrolera na razne senzore, LCD, tipkala te dizajniranje uređaja koji ima konkretnu svrhu. Zato je pravilno dizajniranje hardwarea iznimno važno prije programiranja, jer ako se pojave greške u radu uređaja često je teško razlučiti radi li se o greškama u hardwareu ili softwareu. Dizajniranje hardwarea identično je za sve mikrokontrolere i ima 3 najvažnija pravila za stabilan rad mikrokontrolera: • stabilan napon napajanja, • stabilna frekvencija rada i • stabilna reset-linija mikrokontrolera. Potrebno je zapamtiti navedene stavke jer su iznimno važne prilikom dizajniranja hardwarea i često nam mogu zadati tešku glavobolju ako


ih se ne pridržavamo. Najmanji propust u njima može rezultirati “čudnim” ponašanjem mikrokontrolera, koji ponekad prestane raditi ili izvede nekakvu čaroliju koju ne možemo objasniti nikakvom logikom. Kao primjer za dizajn hardwarea koristit ću ATMEGA8A mikrokontroler.

Stabilan napon napajanja

Često možemo misliti kako je potrebno spojiti mikrokontroler na napon napajanja koji je definiran u tehničkoj dokumentaciji, ali u praksi to jednostavno neće biti dovoljno. Stabilnost napona napajanja jedna je od najvažnijih potreba bilo kojeg mikrokontrolera i u slučaju da napon nije stabilan mikrokontroler može pogrešno izvršiti instrukciju programa koja će smrznuti naš uređaj. Mikrokontroler nije analogna komponenta koja ima konstantnu potrošnju energije, nego se prilikom izvršavanja asemblerskih instrukcija na rubovima clocka stvara potreba za velikom potrošnjom koja traje samo nekoliko ns (nanosekundi). Stoga je kod dizajniranja hardwarea potrebno osigurati brzu i uvijek raspoloživu energiju koju mikrokontroler može koristiti. Takva potreba za brzom strujom ne može biti dostavljena mikrokontroleru preko dugih linija napajanja pa bi glavni izvor trebao biti kondenzator. Postoji jedno zlatno pravilo kojim se osigurava brza i uvijek raspoloživa energija za stabilan napon mikrokontrolera: “Postaviti 100nF kondenzator između GND i VCC što je moguće bliže svakom pinu za napajanje mikrokontrolera.” Dobra je praksa, ali ne i nužna, postaviti zavojnicu serijski na napajanje mikrokontrolera kako bi se smanjile smetnje na linijama napajanja koje izaziva mikrokontroler brzim i kratkim potrebama za strujom. Otpor zavojnice mora biti dovoljno nizak kako bismo osigurali da napon napajanja mikrokontrolera ne padne na kritičnu razinu. Obratite pozornost da veći mikrokontroleri često imaju i više nožica za napajanje pa ih je sve potrebno pravilno povezati na napon napajanja. Većina AVR mikrokontrolera ima implementiran analogno-digitalni pretvarač (ADC) koji ima posebne ulaze za napon napajanja i referentni napon pa je AVCC i AREF potrebno spojiti na 5V, a AGND na GND. Na slici je prikazan pravilan raspored elemenata u krugu napajanja mikrokontrolera:

Radni napon mikrokontrolera uvijek je naveden u tehničkoj dokumentaciji, ali je često ovisan o brzini rada mikrokontrolera. Većina AVR mikrokontrolera u tehničkoj dokumentaciji navodi napon 4,5 – 5,5 V u slučaju da mikrokontroler radi maksimalnom brzinom. U tehničkoj dokumentaciji često su navedene granične brzine rada za isti mikrokontroler (npr. 0 – 8 MHz @ 2,7 – 5,5 V , 0 – 16 MHz @ 4,5 – 5,5 V) pa često pri nižim brzinama AVR mikrokontroleri mogu raditi i na nižem naponu. ATMEGA8A može raditi na naponu 2,7 – 5,5 V, ali se najčešće koristi napon napajanja 5 V. Kod dizajniranja hardwarea mikrokontrolera potebno je dizajnirati i stabilizaciju napona na 5 V što je na gotovim razvojnim pločama već napravljeno. Nemojte se zavarati kako stabilnost napona možete izmjeriti običnim voltmetrom, za to će vam ipak trebati osciloskop, jer problem leži u brzini rada mikrokontrolera. Ako ATMEGA8A može raditi na 16 MHz jednostavno je izračunati svakih koliko vremena će AVR izvršiti jednu asemblersku instrukciju:

Dakle AVR će izvršiti jednu asemblersku instrukciju za svega 62,5 ns (nanosekundi). U slučaju da napon na mikrokontroleru padne ispod dozvoljene razine iznimno kratak period vremena (npr. 500 ns), velika je mogućnost da će mikrokontroler izvršiti pogrešnu instrukciju. Pogrešno izvršena instrukcija je poput dobitka na lutriji i ne mora nužno dovesti do rušenja programa. Možda je AVR izvršavao instrukciju koja nije od velike važnosti za daljnji rad programa (npr. zbrajanje 2 broja čiji je rezultat sobna temperatura koja neće srušiti program, ako je greš-

21


kom izračunana kao 1000 °C). AVR mikrokontroler ima zaštite od niskog radnog napona, ali je nažalost jedino rješenje resetiranje i ponovno pokretanje programa. Dobitak na lutriji nije ono čime se kocka u razvoju i svakako je bolje dizajnirati hardware koji ima siguran i stabilan radni napon. Za stabilizator napona 5 V za početak možete koristiti LM7805, ali se svakako treba osloniti na tehničku dokumentaciju stabilizatora napona i u hardware implementirati preporučene ulazne i izlazne kapacitete.

Stabilna frekvencija rada

Osim radnog napona za pravilan rad mikrokontrolera potrebno je osigurati i stabilnu frekvenciju rada o kojoj ovisi brzina izvršavanja instrukcija. AVR mikrokontroleri imaju implementiran interni oscilator pa nisu potrebne vanjske komponente za rad mikrokontrolera. U tehničkoj dokumentaciji navedeno je da se ATMEGA8A isporučuje s podešenim internim oscilatorom frekvencije 1 MHz. Ako se za takt kontrolera koristi interni oscilator linije mikrokontrolera, XTAL1 i XTAL2 se ne spajaju. U razvoju uređaja rijetko koristimo interni oscilator zbog samo jednog nedostatka, njegove tolerancije. Vanjski kristal oscilator daleko je točniji od internog oscilatora pa se koristi puno češće. Jedini su nedostaci vanjskog kristal­ oscilatora povećanje dimenzija i cijena uređaja. Na slici je prikazana shema i pločica spajanja vanjskog kristal oscilatora:

Prilikom dizajniranja hardwarea korištenjem vanjskog kristaloscilatora potrebno je napomenuti kako bi oscilator i kapaciteti trebali biti što je moguće bliži pinovima mikrokontrolera, i to na način da su zaštićeni i okruženi GND poligonom kao što je prikazano na slici. C1 i C2 kapaciteti navedeni su u tehničkoj dokumentaciji mikrokontrolera i za ATMEGA8A iznose 12–22 pF.

22

Stabilna resetlinija mikrokontrolera

Reset-linija mikrokontrolera služi za ponovno pokretanje programa i, bez obzira što se čini bezopasna, može biti potencijalni izvor teško rješivih problema. ATMEGA8A ima 4 izvora reseta: Power-on Reset, External Reset, Watchdog Reset i Brown-out Reset. Na isporučenom AVR mikrokontroleru uključena su samo 2 izvora reseta: Power-on Reset i External Reset, pa ću njih objasniti detaljnije. Power-on Reset služi za resetiranje mikrokontrolera kada ga prvi put spojimo na napon napajanja i ako smo dizajnirali stabilno napajanje s njim nećemo imati problema. On će pravilno pokrenuti program od početne adrese kada napon napajanja prijeđe donju granicu, 2,3 V, i sve dok je napon napajanja viši od 2,3 V mikrokontroler će pravilno izvršavati program. External Reset je pin mikrokontrolera koji će resetirati mikrokontroler kada je napon na njemu niži od 0,9 V barem 1,5 µs (mikrosekundu). U slučaju da ne spojimo pin vanjskog reseta, on bi pod utjecajem vanjskih smetnji često padao na 0 V i nepotrebno resetirao mikrokontroler. Kako bi vanjski reset pin održali iznad 0,9 V spajamo ga preko 4,7 kΩ na napon napajanja (5 V) i postavljamo 100 nF kondenzator prema GND koji u hardwareu ne dozvoljava nagle i brze promjene reset-linije izazvane vanjskim smetnjama. Na slici je prikazan pravilan spoj reset-linije AVR mikrokontrolera: U sljedećem tekstu bit će objavljen kompletan dizajn sheme i hardwarea ATMEGA8A MCU-a

koji možete koristiti kao referencu prilikom projektiranja vlastitih uređaja. Josip Štivić


Grad “Dobro da ste stigli, kapetane McKinley”, doktorica Mead nasmiješila mi se kad sam ušao u njezin ured. Sjela je, ponudila i meni da sjednem. Na zaslonu njoj iza leđa Caloris se okretao oko svoje matične zvijezde, NMC 16715. Da obiđe oko nje, treba mu nešto manje od 88 standardnih dana. “Tražili ste teretni brod”, odgovorio sam. Bio je to hitan poziv, plaćalo se, pa eto... “Jesmo”, kimnula je doktorica Mead. “Trebalo bi da krenete sutra u osam ujutro po staničnom vremenu.” Istraživačka stanica Caloris Explorer bila je na popriličnoj udaljenosti od Calorisa. Znao sam da su inače bili bliže. Dakle, odmaknuli su se. “Ovo je razlog, kapetane McKinley”, nastavila je doktorica Mead prije no što sam se stigao zapitati zašto. Na zaslonu iza nje pojavila se slika Grada. U realnom vremenu: ono što je odašiljala kamera baš dok smo razgovarali. Znao sam za Grad, naravno. Zapravo, podsjećao je na neku srednjovjekovnu utvrdu s tri tornja, od kojih je najviši imao 250 metara. Sam po sebi, Grad i ne bi bio neko čudo znanosti i tehnike. Osim što je počivao na podvozju, koje se preko površine Calorisa, šibane zračenjem njegove zvijezde, kretalo po sustavu tračnica što su pratile ekvator, a bile su široke ukupno oko pedeset metara. “Kao što vjerojatno znate, kapetane, Caloris se oko svoje osi okrene za 58 dana.” “Da, znam. Zajedno s obilaskom oko NMC 16715, to daje duljinu dana od 175 standardnih dana.” “Točno. A kako je planet blizu zvijezdi, površina se zagrije na skoro 500 Celzijevih stupnjeva. Noću pak padne na -200.” “Zabavno”, primijetio sam reda radi. “Kao i na skoro svim planetima tako blizu svojim zvijezdama.” “Pa ipak, sagrađen je Grad. I to na tračnicama.” Doktorica Mead daljinskim je preko zaslona prevrtjela nekoliko snimki Grada i njegovih tračnica kako se probijaju preko kamenog tla, kroz zidove kratera, usjeke u hrptovima. To je bio i više nego solidan inženjerski posao pod teškim

SF PRIČA

uvjetima. “Vjerujemo kako se Grad valjao na tračnicama, prateći terminator, granicu između svijetle i tamne strane Calorisa. Tako se stalno držao na podnošljivoj temperaturi.” “Dok jednog dana nije stao.” “Dok jednog dana nije stao”, potvrdila je doktorica Mead. “Naše procjene kažu prije nekih 12 000 godina. Tada je, logično bi bilo za pretpostaviti, bio i napušten. Sve dok Caloris Explorer nije stigao prije dvije godine. I dok nismo počeli proučavati Grad. A sad smo malo u žurbi.” “U žurbi? Kakvoj? Ne čini mi se da će Grad nekuda pobjeći.” “Zbog ovoga, kapetane McKinley.” *** Mimoišao sam se s jednim od malih bijelih brodova što su se vraćali na Caloris Explorer. Putnički, za dvadeset ljudi. Svi koji su dvije godine radili u Gradu, istraživali ga, snimali, premjeravali, iz podataka gradili virtualni Grad, odaju po odaju, izbu po izbu, hodnike, velebne dvorane, utihle strojarnice, ispražnjena skladišta, sad su skupljali krpice i odlazili. Rezultati njihovih istraživanja bili su pažljivo pohranjeni. Doktorica Mead ustvrdila je da mogu rekonstruirati Grad – u stvarnosti, ne samo virtualno – u svakom trenutku, praktično do u najmanje pojedinosti. Jedino, dodala je, bila bi to prazna ljuska. Kao što je prazna napuštena ljuska bio i sam Grad. Jer, bio je evakuiran organizirano i sustavno: u dvije godine proučavanja nije se našlo nijednu zdjelu, tanjur, žlicu, komad namještaja, alat, pribor, ništa, čak ni smeće, a kamoli kakav nakit ili knjige ili što su već koristili žitelji Grada. Njih desetak tisuća, procijenila je doktorica Mead. Ne znamo koliko je dugo Grad bio nastanjen, ali od desetak tisuća duša netko je gotovo sigurno morao i umrijeti. A u Gradu nije bilo nađeno nijedno tijelo. To je bio još jedan dokaz o planiranom napuštanju grada: bježanje pred katastrofom ili invazijom sigurno bi ostavilo poginulih. Jesu li negdje uz tračnice bila groblja, još neotkrivena? Ili su zagonetni žitelji Grada i svoje mrtve odnijeli sa sobom, da ne ostave baš ništa?

23


Ništa što bi svjedočilo da je u Gradu nekoć netko živio. Ništa osim Triptiha. A sada je slučaj, hir Univerzuma, prijetio zbrisati i njega, zajedno s čitavim Gradom. *** “Ovo je razlog zašto nam se malo žuri, kapetane McKinley.” Slika na zaslonu, snimljena iz daljinski upravljane sonde, prikazivala je kamenu gromadu u svemiru. “Sedam puta tri kilometra. Otprilike.” “Kada će udariti?” Površina Calorisa posuta je meteoritskim kraterima poput boginja. Padaju po njemu otkako planet postoji. Nekim čudom, nijedan nije pogodio tračnice otkako je Grad napušten. Ali udarac ovakve stijene... “Sutra u 17:24 po staničnom vremenu. Simulacija pokazuje da će pasti 540 kilometara sjeveroistočno od Grada.” “Možda i ne uništi...” “Možda, kapetane, ali ne možemo znati. A svakako ne smijemo riskirati živote. Kao ni Triptih.” *** Bacio sam pogled na sat. 16:03 po staničnom vremenu. Još nešto manje od sat i pol pa da sve ovo bude – najvjerojatnije – zbrisano s lica Calorisa. Svi su već bili evakuirani, osim sedam ljudi zaduženih za Triptih. Caloris Explorer upravo se još odmicao. Materijal izbačen udarom razletjet će se po cijelom zvjezdanom sustavu, nismo zapravo mogli znati prave razmjere kataklizme što se uskoro trebala odigrati. Oko Calorisa bila je razbacana mreža sondi što će snimati sam udar. Sonde su bile poredane i oko Grada te na još nekoliko mjesta po Calorisu. Ipak se ne svjedoči svakog dana udaru takve gromade. Srećom, složili smo se doktorica Mead i ja. “Pokušat ćete ponovo”, upitao sam. Solovjev, šef ekipe, okrenuo mi se. Čelo mu je u skafanderu bilo orošeno znojem. “Vidite i sami”, pokazao je rukom. Vidim. Nisu skinuli ni prvu ploču. Triptih su bile tri brončane ploče, dvadeset metara visoke, četiri metra široke. Središnja je prikazivala neobično, zastrašujuće stvorenje uzdignuto nad planinama, pod kojim su bili redovi glava. Sve su bile okrenute od promatrača, prema stvoru, tako da se nisu mogle

24

vidjeti crte lica. Ovako su se glave činile slične ljudskima, sve bez kose i tek nešto veće u odnosu na širinu ramena. Lijeva i desna ploča sadržavale su tekst, ispisan nekim nepoznatim pismom. Osvrnuo sam se oko sebe, dvorana u kojoj je bio Triptih bila je ogrom­na, najveća u cijelome Gradu. Složio sam se s doktoricom Mead: ovo je morala biti gradska crkva, a Triptih se sigurno uzdizao nad oltarom koji nismo našli. A onda je stvorenje na središnjoj ploči najvjerojatnije bilo božanstvo. Osim što bi vas s ovakvim bogom negdje drugdje proglasili štovateljem Vraga. A kako je išlo, ovdje svakako nisu bila čista posla... Solovjev i njegovi ljudi krenuli su ispočetka. Daljinski upravljani stroj pošao je naprijed, polako prilazeći Triptihu na svojim kotačima promjera jednoga metra. Solovjev je pažljivo povukao upravljačku palicu prema sebi, stroj je stao. Drugi operater upravljao je hidrauličkim rukama,


promatrao sam kako žuti mehanički kraci posižu prema središnjoj ploči. Ploče su bile ovješene za zid na moćnim klinovima poput kakvih slika. Ideja je bila snažnim sisaljkama na krajevima hidrauličkih ruku uhvatiti svaku ploču, skinuti je s klinova i pažljivo je položiti na antigravitacijsku teretnu paletu što je čekala spremna. Jednom na AG-paletama, i malo dijete moglo je prenositi ploče. Na primjer do moga broda što je vani čekao da se utovare ploče, ukrca Solovjeva i njegove ljude i stroj, pa da se krene. Prije no što ovdje postane veselo. Sisaljke su se približile na neka dva metra od središnje ploče. A onda, odjednom, kratkotrajni bljesak i ruke su klonule, same od sebe, kao oduzete, kao da su ostale bez napajanja. Cijeli se stroj resetirao, mogli smo samo bespomoćno promatrati kako se gasi i onda opet pali. “Ovo je već sedmi put, kapetane”, nemoćno mi se okrenuo Solovjev. “Izgleda da postoji nekakvo polje koje zaustavlja stroj”, primijetio sam. “Neki usmjereni EMP.” “Nikad to prije nismo vidjeli.” “Nikad prije niste pokušali skinuti Triptih.” “Što ćemo?” “Je li Triptih dokumentiran?” “Jeste, kao i sve ostalo”, Solovjev stane, shvativši na što ciljam. “Ne! Ne dolazi u obzir! Moramo...” “Moramo se odavde pokupiti na vrijeme”, prekinuo sam ga. Pogledao sam na sat: manje od sata da se izvučemo na sigurno. “Imate još pola sata!” Grad je imao drugo mišljenje. Tek što sam to izustio, sve se pogasilo. Stroj. Sve tri AG-palete stropoštale su se s pola metra visine, pod je zadrhtao. Naši skafanderi. Onda su priskočili pomoćni sustavi, skafanderi su se vratili natrag u život. Ali stroj i palete ostali su mrtvi. “Van”, povikao sam. Solovjev i njegovi momci nisu se više bunili. Triptih, čak i da su ga uspjeli skinuti, više ne bismo mogli prebaciti do mog broda. A nekako nam se svima učinilo kako nas Grad upozorava: bez skafandera, mrtvi smo. Na Calorisu, pa ni u Gradu, nema spomena vrijedne atmosfere, a kamoli one koja bi se dala disati. Trebalo nam je dvadeset minuta da se širokim hodnicima izvučemo iz Grada. Jednom vani, pohitali smo do mog broda što smo brže mogli.

Još petnaestak minuta, onako u skafanderima. Srećom, brod je i dalje bio na životu, činilo se da ga ništa iznutra nije taklo. Pet minuta poslije, podigli smo se s vrele površine Calorisa i poletjeli u svemir. *** Doktorica Mead nije bila sretna kad smo joj javili o našem neuspjehu. Tjerao sam nas najbrže što sam mogao, istovremeno joj pokušavajući objasniti što se događalo pred Triptihom. Problem je bio što nitko od nas nije imao baš racionalno objašnjenje. A onda je Solovjev povikao i pokazao na jedan od zaslona. Slika koju smo dobivali dolazila je od jedne od kamera na tlu, nekoliko kilometara udaljene od Grada. Grad u sprženoj pustari. Tračnice. Mala svije­ tla točka – stijena što juri kroz svemir prema Calorisu. I onda – Tlo se pred kamerom zatreslo. Nešto ogromno izdiglo se nad njom bacivši je u sjenu, zasipajući je kišom kamenja. Trenutak kasnije, slike s kamere je nestalo. Dok sam ja okretao brod unatrag, tako da vidimo, Solovjev je na slobodne zaslone namjestio slike s nekoliko daljih kamera i s dvije u orbiti. Bez riječi smo gledali kako se nešto izdiže iz samog Calorisa, kao da je ležalo ukopano, i to nešto, ogromno, veće i od Grada, zmijoliko s mnoštvom kilometrima dugačkih pipaca – stvorenje sa središnje ploče Triptiha, božanstvo negdašnjih žitelja Grada – šiba uvis i poseže preko svemirskog prostranstva i grabi stijenu, obavija je pipcima i baca poput uhvaćene lopte u stranu, skrenuvši je od planeta, Grada, svog doma. I potom se to nešto ogromno vratilo, zabilo natrag u tlo, nestalo kao da ga nikad nije bilo, ostavivši za sobom samo rupu, pukotinu, crnu brazdu u užarenoj pustari. Svi smo bili bez riječi, sad nam je bilo jasno kako su to tračnice uščuvane. Zašto je Grad bio napušten, nikad nećemo saznati. Ali, sad smo znali da nije bio ostavljen bez čuvara. Doktorica Mead na drugoj strani veze zanijemjela je. “Nadam se da ste snimali ovo”, dobacio sam, okrećući brod prema Caloris Exploreru. Bilo je vrijeme za ići kući. Aleksandar Žiljak

25


ELEKTRONIKA

Kako smo SKOC-a naučili hodati [2] U prošlom smo broju upoznali Skoca, robota hodača kojeg su izrađivali polaznici ovogodišnje, 3. škole tehničkih aktivnosti za srednjo­ školce održane od 14. do 24. srpnja u NCTK-u Kraljevica. U grupi od 15 polaznika svatko je izradio svog robota, i svaki je na kraju uspješno prohodao! Što je, pored motora i prijenosa, za to potrebno, saznat ćete u ovom broju. Konstruktor robota zamislio je da se robotom upravlja putem njegovih osjetila, reed-releja. U robota su ugrađena dva reed-releja, zadužena za pokretanje robota prema naprijed ili prema natrag. Smjer kretanja određen je smjerom vrtnje servomotora pa moramo osigurati da aktiviranje jednog reed-releja zavrti motor u jednom, a aktiviranje drugog u drugom smjeru. Motor zaustavljamo kratkotrajnim aktiviranjem istih

Slika 7. Shema upravljačkog sklopa

26

releja, dok je za njegovo pokretanje potrebno relej držati zatvorenim duže od 2 sekunde. Kako bismo robota mogli naučiti ovom ili nekom drugom obrascu ponašanja, moramo mu ugraditi upravljački sklop. Shema upravljačkog sklopa koji smo koristili prikazana je na slici 7. Upravljački sklop koristi isti mikrokontroler kao i razvojni sustav, ATtiny4313, a i način povezivanja pojedinih komponenti na razvojnom sustavu i u upravljačkom sklopu je vrlo sličan. Zbog toga je prelazak s programiranja razvojnog sustava na programiranje upravljačkog sklopa bio prirodan i jednostavan - sve što smo naučili tijekom uvodnih radionica mogli smo sada neposredno primijeniti. Osnova upravljačkog sklopa je mikrokontroler ATtiny4313, IC1. Njegovi su priključci (pino-


vi) PB0-PB4 i PD2-PD6 spojeni, preko zaštitnih otpornika R5-R14, na izvode konektora K1 i K2. Svi su ti priključci identični i mogu se prema potrebi koristiti kao ulazi ili kao izlazi. Vrijednosti zaštitnih otpornika odabrane su tako da, koristimo li neki priključak kao ulazni, on za mikrokontroler bude “nevidljiv” i ne predstavlja nikakvu smetnju. Koristimo li neki priključak kao izlazni, npr. spojimo li na njega LE-diodu, zaštitni otpornik će ograničiti struju kroz diodu na oko 6 mA, upravo koliko treba da dioda jasno zasvijetli. Čak i u slučaju kratkog spoja, struja neće biti veća od 10-ak mA, što mikrokontroler s lakoćom podnosi. Pinovi PD0, PD1, PA0 i PA1 spojeni su, također preko zaštitnih otpornika, na konektore Servo 1-4. Ovi konektori namijenjeni su za upravljanje radom servomotora pa, pored upravljačkog signala koji proizvodi mikrokontroler, imaju i priključke za njegovo napajanje (+5 V dolazi s izlaza s IC3). Konektor PROG predviđen je za spajanje programatora USBasp. Tijekom programiranja, mikrokontroler se preko diode D2 napaja s USB porta računala. Međutim, za “pravi” rad i pogon servomotora potrebno je osigurati dodatno napajanje. Tome služi konektor BAT, na koji se spaja baterija ili mrežni adapter izlaznog napona između 6 i 12 V. Taj napon ne treba biti stabiliziran, jer se u upravljačkom sklopu nalaze dva naponska stabilizatora: IC2 (za mikrokontroler) i IC3 (za servomotore). Predviđeni su zasebni stabilizatori za mikrokontroler i za motore kako

Slika 8. Nacrt tiskane pločice upravljačkog sklopa

Slika 9. Fotografija izrađenog upravljačkog sklopa

eventualne smetnje iz motora ne bi remetile rad mikrokontrolera. Preporučam upotrebu stabilizatora LP2950-5 i LM2940-5, koji održavaju konstantan izlazni napon od 5 V i kad se ulazni napon smanji gotovo do 5 V. To je važna osobina koristite li baterijsko napajanje; nešto jeftiniji 78L05 i 7805 također održavaju izlazni napon na stabilnih 5 V, ali im ulazni napon ne bi smio biti niži od 8 V. Dioda D1 i osigurač F1 služe kao zaštita od pogrešnog polariteta napona napajanja. Zamijenite li zabunom njegove priključke, kroz D1 će poteći struja dovoljne jakosti da aktivira osigurač F1. Upotrijebili smo višekratni osigurač (multifuse) koji će se sam obnoviti čim uzrok njegovog “pregaranja” nestane. Nacrt tiskane pločice i fotografija izrađenog upravljačkog sklopa prikazani su na slikama 8. i 9. Primijetit ćete kako tiskana pločica nije potpuno popunjena: kako u Skocu koristimo samo jedan servomotor i ukupno pet ulaza i izlaza, bilo je dovoljno zalemiti samo konektore K2 i Servo4. Mjesta predviđena za konektore K1 i Servo

27


1-3, zajedno s pripadajućim zaštitnim otpornicima, ostaju nepopunjena. Lemljenje počinjemo s nižim komponentama (diode, otpornici), a završavamo s najvišima (konektori, IC3). Pored IC3 nalazi se jedan kratkospojnik, koji izrađujemo od komadića neizolirane žice i lemimo s gornje strane pločice. Izvode svih otpornika savijamo blizu tijela, osim jednog izvoda otpornika R1: on treba biti nešto duži. Pri lemljenju elemenata D1, D2, IC1, IC2, IC3, C1, C2 i C3 te svih konektora i podnožja za IC1 treba paziti kako ste ih okrenuli – pratite oznake na tiskanoj pločici! Kondenzator C4 smješta se unutar podnožja mikrokontrolera IC1. Treba ga potisnuti prema pločici tako da mu visina ne prelazi visinu podnožja. Pokazalo se da stabilizatoru IC3 nije potreban hladnjak (na slici 9. je postavljen), jer se stabilizator uopće nije grijao tijekom rada. Hoće li se, i koliko, IC3 zagrijavati, ovisi o naponu napajanja (mi smo koristili 6 V, viši napon napajanja bi uzrokovao veće zagrijavanje) i broju spojenih servomotora (veći broj motora bi također uzrokovao veće zagrijavanje stabilizatora). Kad smo završili upravljački sklop, treba ga povezati s ostalim komponentama. Već smo spomenuli da na njega spajamo dvije LE-diode, piezo-zvučnik i dva reed-releja, za što nam je dostatan konektor K2. Kako su svi pinovi mikrokontrolera koji su izvedeni na K2 identičnih karakteristika i mogućnosti, potpuno je svejedno na koji izvod ćemo spojiti koji element. Ipak, moramo se odlučiti za neki raspored, jer će program trebati prilagoditi načinu spajanja. Odabrali smo način spajanja prikazan na slici 10. Primijetimo da je svaka komponenta spojena između jednog izvoda mikrokontrolera i mase, te da je u seriju sa svakom komponentom spojen zaštitni otpornik. LE-diode su spojene na pinove PD2 i PD3 tako da je anoda (duži izvod) okrenuta prema mikrokontroleru. Kako ovi pinovi upravljaju radom LE-dioda, u programu ih treba konfigurirati kao izlaze: Config Pind.3 = Output Config Pind.2 = Output Postavimo li neki od ovih pinova u stanje logičke jedinice, na njemu će se pojaviti napon od 5 V: kroz pridruženu diodu poteći će struja od oko 6 mA (određena je zaštitnim otpornikom

28

Slika 10. Ovako treba spojiti LE-diode, piezo-zvučnik i reed-releje.

i padom napona na diodi) i ona će zasvijetliti. Suprotno od toga, kada je neki od ovih pinova u stanju logičke nule, na njemu će biti napon od 0 V, kroz diodu neće teći nikakva struja i ona će biti ugašena. Na početku programa ugasimo obje LE-diode: Portd.3 = 0 Portd.2 = 0 Pasivni piezo-zvučnik Zv1 spojen je preko zaštitnog otpornika na pin PD4, koji također treba biti konfiguriran kao izlaz: Config Pind.4 = Output Ovakav tip zvučnika nema ugrađen vlastiti oscilator, pa će proizvoditi zvuk samo ako se napon na pinu dovoljno brzo mijenja između 0 i 5 V, tj. kada mikrokontroler na tom pinu generira pravokutne impulse. Npr., želimo li proizvesti ton frekvencije 1 kHz u trajanju od jedne sekunde, to možemo postići ovakvom petljom: Dim I As Word ... For I = 1 to 2000 Portd.4 = Not Portd.4 Waitus 500 Next Kako kroz piezo-zvučnik teče zanemarivo mala struja, zaštitni otpornik ovdje ne igra nikakvu ulogu. Nebitno je kako ćemo prilikom spajanja okrenuti zvučnik.


Oznaka IC1 IC2 IC3 D1 D2 R1-R4 R5-R14 R15-R18 C1 C2 C3 C4 F1 RESET PROG, K1, K2 BAT Servo1-4 bez oznake bez oznake bez oznake bez oznake bez oznake

Opis Kom ATtiny4313 1 LP2950-5 (78L05) 1 LM2940-5 (7805) 1 1N4001 (1N4007) 1 BAT85 1 100 Ω, 0,25 W 4 470 Ω, 0,25 W 10 220 Ω, 0,25 W 4 1 10 µF/25 V 1 2,2 µF/25 V 1 47 µF/25 V 100 nF, keramički, RM5, minijaturni 1 osigurač 1,1 A multifuse 1 taster za tiskanu pločicu, uski 1 konektor IDC10M za tiskanu pločicu 3 redna stezaljka RM5 1 3-pin konektor, RM2,5 4 konektor IDC10F za flat-kabel 2 flat-kabel 1m IC podnožje 20 pin za IC1 1 tiskana pločica 1 USBasp programator 1

Tablica 1. Popis dijelova za upravljački sklop (nisu popisane komponente koje se spajaju na upravljački sklop!)

Reed-releji Reed1 i Reed2 spojeni su na pinove PD6 i PD5, pa te pinove treba konfigurirati kao ulaze: Config Pind.6 = Input Config Pind.5 = Input Kako bi ulazni pinovi mogli očitavati stanje reed-releja, tipkala ili sklopki, potrebno je uključiti interne pull-up otpornike mikrokontrolera: Portd.6 = 1 Portd.5 = 1 Zaštitni otpornici ovdje ne igraju nikakvu ulogu. Nebitno je kako smo prilikom spajanja okrenuli releje. Međutim treba jako paziti pri savijanju njihovih izvoda: nipošto ih ne savijajte neposredno uz staklenu cjevčicu, jer će staklo pući. Sada smo pojasnili shemu i izvedbu upravljačkog sklopa, kao i njegovo povezivanje s nekim jednostavnijim komponentama. Također smo pokazali kako u programskom jeziku BascomAVR moramo konfigurirati pinove mikrokontrolera na koji smo te komponente spojili. U sljedećem, posljednjem nastavku, pokazat ćemo kako iz Bascoma možemo upravljati radom servomotora, te opisati cjeloviti program koji upravlja radom robota Skoca. Mr. sc. Vladimir Mitrović

NOBELOVCI I IZUMI

N. G. Basov, A. M. Prohorov i Ch. H. Townes - maser i laser Maser i laser do danas su našli mnoge stručne i znanstvene primjene, a laser još i mnoge primjene u običnom životu, od laserskih pisaljki za pokazivanja na predavanjima i demonstracijama, laserskih pomagala za obilježavanje cilja ili promatranih predmeta, daljinomjera i mnogo drugoga. Ipak, valja se prisjetiti kako se laser, iako izumljen prije četrdesetak godina, masovno primjenjuje tek posljednjih dvadesetak godina. Nikolaj Gennadijevič Basov (rus. Никола́ й Генна́ диевич Ба́ сов; Usman, Rusija, 14. prosinca 1922. – Moskva, 1. srpnja 2001.), ruski fizičar. Nobelovu nagradu za fiziku 1964. godine podijelio je s A. M. Prohorovim i Ch. H. Townesom. Basov je nakon završetka srednje škole 1941. godine u Nikolaj Gennadijevič Basov Voronježu bio pozvan u vojsku, te su ga poslali na Medicinsku akademiju u Kujbiševu (današnja Ukrajina) gdje je stekao zvanje feldšera (vojnog ranarnika), nakon čega je poslan na bojište. Nakon rata upisao je studij na Nacionalnom istraživačkom nuklearnom sveučilištu u Moskvi (znameniti MIFI), na kojem je diplomirao 1950. Već od 1948. godine radio je kao laborant u Fizikalnom institutu Lebedjev

29


(jedan od voditelja bio mu je A. M. Prohorov), gdje je 1953. magistrirao, a 1956. doktorirao fizikalno-matematičke znanosti. Tu je od 1958. do 1972. godine bio zamjenik ravnatelja, a od 1973. do 1989. ravnatelj instituta. U tom je institutu 1963. osnovao Laboratorij kvantne radiofizike, koji je vodio do smrti. Od 1966. godine bio je redoviti član Akademije znanosti SSSR-a, današnje Ruske akademije znanosti. Između ostalih, obnašao je i dužnost glavnog urednika nekoliko časopisa: Nauka, Kvant, Kvantna elektronika i Priroda. Cijeli je radni vijek Basov radio u području kvantne elektronike. Zajedno s Prohorovim postavio je načela pobuđivanja i pojačavanja elektromagnetskoga zračenja kvantnim sustavima, što je 1954. godine dovelo do konstruiranja prvoga kvantnoga generatora – masera s molekulama amonijaka. Potom je predložio primjenu poluvodiča, što je 1962. dovelo do konstrukcije poluvodičkoga lasera. Objavio je nekoliko knjiga i niz znanstvenih članaka iz područja kvantne elektronike. Osim Nobelove nagrade, Basov je primio mnoga priznanja i odličja, pod zadnje 1990. godine Veliku zlatnu medalju M. V. Lomonosova. Aleksandr Mihajlovič Prohorov (rus. Александр Михайлович Прохоров; Atherton, Australija, 11. srpnja 1916. – Moskva, 8. siječnja 2002.) ruski fizičar. Nobelovu nagradu za fiziku 1964. godine podijelio je s N. G. Basovim i Ch. H. Townesom. Prohorova se obitelj 1923. godine iz Australije vratila u domovinu. Aleksander je 1939. diplomirao fiziku na Lenjingradskom državnom sveučilištu u današnjem Sankt Peterburgu, te je nastupio kao pripravnik u Fizikalnom Aleksander Mihajlovič institutu Lebedjev. Prohorov Sudjelovao je u II. svjetskom ratu, a nakon teškog ranjavanja 1944. demobiliziran je, te se vratio znanstvenom radu. Radio je na Fizikalnom insti-

30

tutu Lebedjev od 1946. do 1982. godine, gdje je vodio Laboratorij oscilacija, a od 1968. bio je zamjenik ravnatelja. Godine 1982. postavljen je za direktora Instituta opće fizike Akademije znanosti SSSR-a, koji je vodio do 1998., a poslije je bio njegov počasni ravnatelj. Usporedno je bio profesor na Moskovskom državnom sveučilištu i Moskovskom fizikalno-tehničkom institutu, na kojem je od 1971. godine vodio katedru. Područja Prohorovljeva znanstvenoga djelovanja bila je fizika zračenja, ubrzivači čestica, spektroskopija zračenja, kvantna elektronika, nelinearna optika te srodna područja. Prohorov je, zajedno s Basovim postavio 1953. godine osnovna načela kvantnog pobuđivanja i pojačavanja, što je 1954. dovelo do konstrukcije prvoga masera. Otkrio je i 1963. godine patentirao svjetlosno-hidraulički učinak. Od 1966. bio je redoviti član Akademije znanosti, a od 1969. glavni urednik 3. izdanja Velike sovjetske enciklopedije u 30 svezaka. Bio je i glavni urednik međunarodnoga časopisa Laserska fizika. Prema Prohorovu se naziva ‒ od 2002. godine institut na kojem je godinama radio – Institut opće fizike A. M. Prohorova, ‒ jedan zrakoplov Aeroflota (Airbus A321), nazvan prema njemu 2012. godine, ‒ Tehnička akademija Ruske Federacije nosi danas ime A. M. Prohorova. Prohorov je dobio mnoga priznanja, nagrade i diplome, od Lenjinove nagrade 1948. godine, preko Nobelove nagrade, do posljednje (posmrtno) Nagrade Vlade Ruske Federacije 2003. godine. Charles Hard Townes (Greenvile, SAD, 1915.), američki fizičar. Nobelovu nagradu za fiziku 1964. godine podijelio je s N. G. Basovim i A. M. Prohorovim. Townes je diplomirao 1935. fiziku i društvene znanosti na Furmanovu sveučilištu u Greenvilleu, magistrirao je 1936. fiziku na Sveučilištu Duke, a doktorirao 1939. na Kalifornijskom tehnološkom institutu. Radio je od 1933. do 1947. godine u Bellovim laboratorijima, u kojima je za vrijeme II. svjetskog rata razvijao radarske sustave na visokim frekvencijama. Od 1948. bio je izvanredni, a


od 1950. redoviti profesor fizike na Sveučilištu Columbia. U razdoblju 1950. do 1952. godine bio je izvršni ravnatelj Laboratorija zračenja Columbia, a do 1955. predsjednik Fizikalnoga fakulteta. Od 1959. do 1961. bio je pot- Charles Hard Townes predsjednik i ravnatelj razvoja uglednoga Instituta za analize obrane u Washingtonu D. C. Od 1966. godine ponovno se više posvetio znanstveno-istraživačkom radu. Godine 1967. bio je predsjednik uglednoga Američkog fizikalnog društva. Zauzimao je niz visokih položaja na američkim sveučilištima, na kraju na Sveučilištu Kalifornija u Berkeleyu, na kojem je od 1986. godine profesor emeritus. Radeći kao teorijski fizičar u području fizike mikrovalova, Townes je 1952. godine razvio zamisao masera, koji je 1954. ostvaren kao uređaj. Townes je, zajedno s A. L. Schawlowim (mužem Townesove sestre, koji je dobio Nobelovu nagradu za fiziku 1981. godine) teorijski pokazao da je moguće načiniti takav uređaj u području svje-

Laserska dioda za “prženje” i čitanje CD-a, uspoređena s kovanicom od 1 US centom

tlosti i infracrvenoga zračenja, što će potom biti ostvareno kao laser. Bavio se nelinearnom optikom, radioastronomijom i infracrvenom astronomijom, sudjelovao je u postavljanju modela kompleksnih molekula međuzvjezdane tvari i procjeni mase crnih rupa u središtu naše galaktike. Smatra ga se jednim od osnivača radioastronomije. Bavi se i filozofijom religije, približavajući egzaktne znanosti i religiju. Japanska tvrtka Fujitsu Townesu je u čast osobno računalo s posebnim operativnim sustavom, koje je počela proizvoditi 1989. godine, nazvala FM Towns. To je računalo bilo osnova, tzv. konzola, za mnoge tada konstruirane računalne igre. N. G. Basov, A. M. Prohorov i Ch. H. Townes podijelili su Nobelovu nagradu za fiziku za 1964. godinu “za fundamentalni rad u području kvantne elektronike, koji je doveo do konstrukcije oscilatora i pojačala osnovanih na načelima masera – lasera.”

Izum masera i lasera

Plinski laser (aktivna tvar je helij i neon)

Izumu masera i lasera prethodio je niz teorijskih predviđanja o pobuđivanju i očekivanom pojačavanju elektromagnetskoga zračenja. Započela su s predviđanjima A. Einsteina o stimuliranom, tj. potaknutom zračenju, a osobito teorijskim radovima trojice potonjih nobelovaca, N. G. Basova, A. M. Prohorova i Ch. H. Townesa. Uporabiv mikrovalni uređaj konstruiran je pod vodstvom Townesa, a radni tim ga je nazvao maser, kao akronim od engl. Microwave Amplification by Stimulated Emission

31


of Radiation, pojačavanje mikrovalova stimuliranim odašiljanjem zračenja. Jednako je takav uređaj u području svjetlosti i infracrvenoga zračenja nazvan laser, kao akronim od engl. Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, pojačavanje svjetlosti stimuliranim odašiljanjem zračenja. U plinskom maseru aktivna je tvar, u kojoj se događa stimulirano odašiljanje, plin ili para (amonijak, vodik, rubidijeve pare i dr.), a kako je neovisan o vanjskim utjecajima upotrebljava se mjerenje vremena u tzv. atomskom satu. U čvrstom maseru aktivna je neka paramag­ netična tvar, pobuđuje ga se izvana, pa se upotrebljava kao detektor elektromagnetskoga zračenja, osobito u astronomiji.

SVIJET ROBOTIKE

SCARA robotički manipulatori Na proslavi uvođenja novih robota u Dvoranu slavnih robota 2006. godine, Matthew T. Mason s Robotičkog instituta na Sveučilištu Carnegie Mellon rekao je u svom govoru da je SCARA robotička struktura industrijskog robota zaslužila ulazak u dvoranu slavnih zbog toga što oslikava cijeli jedan pokret “konstrukcije za montažu u automatiziranoj proizvodnji” koja se temelji na jednostavnosti ispravno oblikovanog stroja. To je omogućilo proizvodnju jeftinih elektroničkih proizvoda koje danas doživljavamo kao nešto očekivano i obično. Ustvari, te novosti ili poboljšanja u postupcima robotizirane montaže promijenili su svijet. Manipulatori SCARA robota imaju jednostavnu i originalnu konstrukciju koja

Laserski snop usmjeren prema zrcalu na Mjesecu (Telescop Harlan J. Smith, Zvjezdarnica McDonald, SAD)

Laser je predviđen još 1917. godine, a konstruiran 1960. U njemu se stimulirano pojačavanje događa u atomskom omotaču, stoga je laser izvor vrlo usmjerenoga snopa koherentnoga zračenja. U kristalnom laseru aktivno je sredstvo neka prikladna kristalna tvar (npr. rubin), u plinskom laseru neki plin, u poluvodičkom laseru neki poluvodič, a u plazmatskom laseru metalne pare. Laser je danas dostigao široke primjene koje je gotovo nemoguće nabrojati. Upotrebljava se za različita mjerenja svjetlosnim snopom, označavanje cilja, komunikacije, obradbu materijala, u medicinske svrhe, vojne svrhe i dr. Sićušnim laserima upisuju se i čitaju podaci na CD-ovima, a snažnim se laserima režu tkiva ili razara materijal. Dr. sc. Zvonimir Jakobović

32

Prvi prototip SCARA manipulatora načinjen je 1981. Sastojao se od četiri nezavisne osi pokretane istosmjernim servomotorima s enkoderom položaja i tahogeneratorom. U odnosu na druge artikulirane strukture, SCARA struktura bila je pojednostavljenje prilagođeno zadacima montaže koje je omogućavalo veliku preciznost i brzinu.


Godina 2003. 2003. 2003. 2003. 2004. 2004. 2004. 2004. 2004. 2006. 2006. 2006. 2006. 2006.

Ime robota HAL9000 R2-D2 Sojourner Unimate ASIMO Astro Boy C-3PO Robby the Robot Shakey AIBO David Gort Maria SCARA

Kategorija Zabava; film Zabava; film Istraživanje svemira Industrijski; servisni Istraživanje Zabava; strip i film Zabava; film Zabava; film Istraživanje Obrazovni; potrošački Zabava Zabava; film Zabava; film Industrijski; servisni

SCARA robot je 2006. godine uveden u Dvoranu slavnih robota kao drugi po redu industrijski robot (iza prvog industrijskog “Unimate” 2003. godine). Iz tablice je vidljiv i japanski utjecaj na svjetsku robotiku kroz robote ASIMO, AIBO i ASTRO-BOY.

omogućava automatiziranu montažu velikom brzinom kakva prije nije bila moguća. SCARA robot je vrsta industrijskog robota namijenjena za specijalizirane poslove montaže. Uvedena je u industrijsku uporabu 1981. godine, dakle prije više od trideset godina, kao nova kinematička struktura uz konvencionalne strukture: kartezijeva, cilindrična, polarna, revolutna. Zapravo je riječ o podvrsti artikulirane (revolutne, člankovite) strukture koja oponaša ljudsku ruku na poslovima rada za stolom pri montaži. Glavne su prednosti u odnosu na ostale artikulirane strukture velika učinkovitost i brzina te niska usporedna cijena. SCARA manipulator može se gibati bez ograničenja u horizontalnoj X-Y ravnini, ali se ne može gibati u smjeru Z-osi. Tržišni uspjeh SCARA-e povezan je s prednosti koju pokazuje nad konkurentnom kartezijevom strukturom, koja zah­ tijeva veći prostor temeljenja, sporija je, ali može nositi veće mase. Navedene prednosti osigurale su SCARA robotima sigurnu tržišnu nišu. Unatoč skupoći, njihova učinkovitost načinila ih je jednim od najprimjenjivanijih tipova industrijskih robota u povijesti. S gledišta konstrukcije jednostavniji su: s manje gibanja mogu učiniti isto što i druge strukture. Specifičnost konstrukcije je u ograničenju gibanja zgloba šake ili prihvatnice. Prihvatnica može rotirati (ROLL), ali ne može izvoditi PITCH i YOW rotacijske pokrete. To ograničenje ima niz prednosti pri zadacima

insertiranja ili pakiranja kada je objekt potrebno precizno orijentirati i prenijeti iz jedne poziciju u drugu. Manipulator nalikuje pojednostavljenoj ljudskoj ruci dok radi za stolom: bez pomaka ruke po vertikalnoj Z-osi i dvije rotacijske osi koje su omogućavale brze pomake po X-Y ravnini. End-efektor s pomakom u Z-osi i rotacijom omogućavao je (zbog male mase) insertiranje s velikom brzinom i ubrzanjima. SCARA je kreirana 1978. kao učinkovita 4-osna robotička ruka namijenjena uzimanju dijela iz jedne pozicije i njegovom prebacivanju u drugu poziciju (pick-and-place). U uporabu je uvedena 1981. SCARA (skraćenica od Selective Compliance Assembly Robot Arm ili Selective Compliance Articulated Robot Arm) što se prevodi kao artikulirana ruka sa selektivnom podatljivošću. Engleski tehnički pojam compliance označava osobinu suprotnu “krutosti”. No ne treba je miješati s elastičnošću, već je bliža prilagodljivosti ili podatljivosti. Npr., štap može biti elastičan zbog materijala od kojega je načinjen, a mehanizam je prilagodljiv zbog strukture krutih zglobova i članaka. Krutost se definira konstantom opruge ili odnosom sila/pomak, dok je podatljivost određena inverznim odnosom pomak/sila. Za postupke montaže važno je imati dobar postotak uspješnih insertiranja što se može postići mehanizmom koji ima selektivnom podatljivosti u različitim smjerovima: veliku podatljivost za horizontalne (X-Y) sile,

SCARA roboti uvedeni su u proizvodnju na poslovima montaže 1981. godine i od tada do danas zadržali su najpovoljniji odnos cijene i tehničkih osobina kod poslova koji traže velike brzine i preciznu montažu. Glavno područje primjene je elektronička industrija i insertiranje komponenti na pločice, iako se koriste i u automobilskoj industriji za montažu većih i težih komponenti.

33


POŠTANSKE MARKE

Podsjetnici na tehničke izume Izumitelj Hiroshi Makino s japanskog Sveučilišta Yamanashi na dodjeli plakete prilikom postavljanja SCARA robota u Dvoranu slavnih robota 2006. godine.

malu podatljivost za vertikalne (Z) sile, veliku rotacijsku podatljivost oko vertikalne osi, malu rotacijsku podatljivost oko horizontalne osi. Prema riječima konstruktora Hiroshija Makinoa, struktura je koncipirana prema tradicionalnom japanskom namještaju koji se zove byoba. Riječ je o harmonika-zastoru (od drveta i papira ili krpe) koji se koristi za privremeno odvajanje prostora u tradicionalnoj japanskoj kući. Takvu harmonika-strukturu karakterizira velika vertikalna krutost i velika podatljivost u horizontalnim smjerovima. Razvoj je Makino htio provesti na Sveučilištu Yamanashi. Prema njegovim riječima, stroj je koncipirao 1978. za vrijeme ljetnog odmora u New Yorku. Na temelju nacrta procijenio je da će za razvoj prototipa trebati pet milijuna japanskih jena. Kako je na Sveučilištu Yamanashi mogao dobiti samo jedan milijun jena godišnje, pokušao je naći sponzore, no nitko nije bio zainteresiran. Na kraju je odlučio osnovati “SCARA istraživačku grupu” kao konzorcij. Svaka kompanija koja se priključila konzorciju plaćala je milijun jena. Priključilo se pet kompanija pa je posao razvoja započeo 1978. godine. Kao pokretači proizvodnje 1981. godine navode se tvrtke Sankyo Seiki, Pentel i NEC. Po tržišnom uspjehu bio je to jedan od najuspješnijih i najisplativijih razvoja u povijesti japanske robotike. Igor Ratković

34

U prvoj polovici 19. stoljeća, vremenu industrijalizacije i poštanske reforme, došlo je do izuma poštanske marke kao sredstva za plaćanje unaprijed poštanskih usluga, čija je nominalna vrijednost ekvivalent vrijednosti određene poštanske usluge koja se plaća poštanskom markom i za plaćenu vrijednost obavlja. Ovim izumom smanjena je cijena poštarine, ali isto tako pojednostavljen je proces prijenosa pošiljaka za sve sudionike u poštanskom prometu. Do tada je poštarina ovisila o odredištu i težini pošiljke te je naplaćivana prema vlastitom nahođenju poštanskih majstora. Dopisivali su se uglavnom bogati, povlašteni i rijetko pismeni pripadnici društva koji su imali vremena za pisanje i strpljivo čekanje odgovora. Prva poštanska marka čiji je izumitelj Rowland Hill bila je tzv. Penny Black. Puštena je u promet u Engleskoj, 6. svibnja 1840. godine, a motiv na marki prikazivao je kraljicu Viktoriju. Brazil i Švicarska bile su sljedeće zemlje koje su uvele marku kao oznaku plaćanja poštarine. Marka je jedno od najvažnijih državnih obilježja svake države, samostalnog teritorija ili autonomne pokrajine. Zaštićena je Svjetskom poštanskom konvencijom koja se redovito dono-


si svake četvrte godine na kongresu Svjetske poštanske unije (engl. Universal Postal Union – akr. UPU), jedne od najstarijih i najmanjih agencija UN-a. Između ostalog, konvencijom su definirani elementi koji se moraju nalaziti na poštanskoj marki: naziv države članice ili područja izdavanja, ispisan latiničnim pismom te nominalna vrijednost izražena, u načelu, u službenoj valuti države ili područja izdavanja (slovom ili oznakom) ili pomoću drugih prepoznatljivih obilježja. Simboli države, službeni kontrolni znakovi i logotipi međuvladinih organizacija na poštanskim markama zaštićeni su na temelju Pariške konvencije o zaštiti industrijskog vlasništva. Predmeti i dizajn poštanskih maraka usko su povezani s kulturnim identitetom zemlje, doprinose širenju kulture ili pomažu u očuvanju mira. Na markama koje su od izuzetnog značenja za zemlju izbjegava se politički karakter ili teme uvredljive prirode vezane uz osobu ili zemlju. Osim svoje osnovne uloge, poštanska je marka već na samom početku dobila i neke druge uloge kao što su oglašivački medij i sredstvo sakupljanja.

ljeća vizualno (49 slika u bakrorezu) i tekstualno opisao 56 različitih tehničkih konstrukcija, anticipirajući tehničke izume koji će tek u novije vrijeme doživjeti praktičnu primjenu. To su pogonski strojevi na vodu i vjetar, mlinovi, plovila i bager. Najzanimljiviji izum svakako je padobran ili kako ga Vrančić naziva Homo volans (Leteći čovjek). Padobran je posebice našao svoju primjenu u oružanim snagama većine zemalja i vojnih saveza, ali isto tako u sportskim disciplinama. Drugi izum prikazan na marki iz iste serije jest “mehanička olovka” inženjera Slavoljuba Eduarda Penkale (Liptovsky sv. Mikulaš, Slovačka, 1871. – Zagreb, 1922.), a njezinu je inačicu moguće naći u gotovo svakom džepu naših suvremenika. Baveći se zrakoplovstvom, Penkala je izgradio i zrakoplov vlastite konstrukcije (1910.) koji je poletio na vojnom vježbalištu Kajzerica u Zagrebu. Zbog popularnosti teme Europa i izumi te češće uporabe maraka u poštanskom prometu,

Padobran Fausta Vrančića

Na prijedlog Udruge europskih javnih poštanskih operatora (PostEurop) od 1956. godine europske poštanske uprave izdaju poštanske marke s određenom temom koja ima globalno značenje. Tijekom 1994. godine čak 48 europskih poštanskih uprava izdalo je 85 različitih poštanskih maraka koje prikazuju velike svjetske izume, rezultate stvaralačkog rada koji se primjenjuju u industrijskoj i drugoj djelatnosti. Doda li se tome broju marke izdane prije ili nakon te godine, vidjet će se da su gotovo svi važniji svjetski pronalasci, odnosno njihovi izumitelji, prikazani na poštanskim markama koje izdaje više od 250 država i samostalnih teritorija. I ondašnji hrvatski poštanski operator HPT izdao je dvije marke koje prikazuju hrvatske tehničke izume: padobran Fausta Vrančića i mehaničku olovku Slavoljuba Penkale. Filatelistički materijali koji prate marke dodatno objašnjavaju motive na njima. Između ostalog, saznaje se kako je Faust Vrančić (Šibenik, 1551. – Venecija, 1617.) u svome djelu Machinae Novae (Novi strojevi) tiskanom u Veneciji početkom 17. sto-

35

Slika 1. U jedan od najpoznatijih hrvatskih izuma ubraja se i padobran Fausta Vrančića


nom energijom te njena praktična uporaba, promovirana je diljem svijeta na malim umjetničkim djelima, koja zalijepljena na pisma i razglednice ili pohranjena u filatelističke i muzejske zbirke podsjećaju na epohalna otkrića iz svijeta električne energije. Među prvim “električnim” markama svakako je poštanska marka SAD-a iz 1929. godine, kojom je obilježen zlatni jubilej Thomasa A. Edisona, odnosno 50 godina od otkrića električne žarulje, te marka Boulder Dam iz 1935. godine, koja prikazuje hidrocentralu na rijeci Colorado, između američkih saveznih držaSlika 2. Talijanskom fizičaru, astronomu i izumitelju Galileu Galileiju (1564. – 1642.) Vatikan je posvetio marku 1994. godine u seriji Europa – izumi.

obje su hrvatske marke iz ove serije prodane pa su one sada češćim predmetom interesa trgovaca markama. Filatelistički proizvodi kao što su prigodni list i omotnica prvog dana (eng. First Day Cover – akr. FDC) još su uvijek dostupni kod izdavača maraka. Sva izdanja poštanskih maraka na temu tehničkih izuma, osim što su pokazatelji povijesti i razvoja ljudske civilizacije, postala su iznimno zanimljiva filatelistima, ali ne i sakupljačima maraka koji ih žele imati kao suvenir. Ove marke imaju za cilj podsjetiti i za budućnost očuvati pionirske događaje iz svijeta tehničkih izuma, bez koje današnji visoki stupanj razvoja ljudske civilizacije ne bi bio moguć.

Pokretač novih izuma

Premda su se otkrivanje i primjena elektriciteta i električne energije događali tijekom nekoliko stoljeća, električna je energija kulminaciju doživjela potkraj 19. stoljeća. Izgradnja nužne infrastrukture za proizvodnju i opskrbu električ-

Slika 3. Mala državica Andora na Pirenejskom poluotoku izdaje marke na dva jezika: španjolskom i francuskom.

Slika 4. Nikola Tesla na gruzijskoj marki iz 2006.

va Arizona i Nevada. Na markama su, također, prikazani veliki jubileji elektrifikacije u pojedinim državama. Jedan od njih je i hrvatska marka iz 1995. s prikazom hidroelektrane Jaruga na Krki, izdana povodom 100. obljetnice njezine gradnje. Također, u čast svjetskog velikana iz Hrvatske i jednog od najvećih znanstvenika i izumitelja u povijesti tehnološkog razvoja čovječanstva, čiji su patenti i teoretski rad stvorili uvjete za elektrifikaciju svijeta sustavom polifazne izmjenične struje, a rad na području visokofrekventnih struja i bežičnog prijenosa elektromagnetskih valova omogućili razvoj radiotehnike i telekomunikacija, brojne su države izdale marke: bivša Jugoslavija (1978.), SAD (1983.), Hrvatska (1993. i 2006,), Srbija i Crna Gora (2006.), Makedonija (2006.), Gruzija (2006.), BiH (2006.), Obala Bjelokosti (2012.), Mali (2011.). Najnovija Teslina marka dolazi iz Brazila. Izdana je ove godine u seriji posvećenoj diplomatskim odnosima Brazila i Hrvatske. Ivo Aščić

ABC tehnike broj 578  

Izašao je časopis ABC tehnike broj 578 za listopad 2014. godine

Read more
Read more
Similar to
Popular now
Just for you