Page 1

I Robot LEGO MINDSTORMS EV3 I I Gimnazijalci Albert Gajšak i Filip Jakšić I I Hrvatski izumi I I Važnost osjeta dodira i opipa za robote I I Analiza fotografije I

ISSN 1849-9791

Izbor

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

Rubrike

I Mala škola programiranja I I SF priča I I Mala škola fotografije I Broj 597 I Rujan / September 2016. I Godina LX.

www.hztk.hr

ČASOPIS ZA MODELARSTVO I SAMOGRADNJU


APPLE CAMPUS 2

Novo sjedište poput svemirskog broda

U OVOM BROJU Novo sjedište poput svemirskog broda. . . . . 2 Mala željeznica kraj Berna. . . . . . . . . . . . . . 3 Izrada samobalansirajućeg robota (1). . . . . . 5 Gimnazijalci Albert Gajšak i Filip Jakšić dobili nagradu prestižnog američkog sveučilišta Harvard! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Robot LEGO MINDSTORMS EV3 (6). . . . . . . 9 Postoci i promili. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Rezači drva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Nosač propelera. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Mala škola fotografije. . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Pogled unatrag. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Analiza fotografije. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Charanga. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Terapija sučeljem mozak-računalo potiče oporavak od ozljede kičmene moždine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Kineski “lebdeći” autobus budućnosti . . . . 26 Kako upravljati radom elektromotora? (5). . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Poštanska marka povodom Olimpijskih igara Rio 2016. . . . . . . . . . . . . 30 Mjerila općenito - mjerila duljine. . . . . . . . . 31 Važnost osjeta dodira i opipa za robote. . . . 34 Hrvatski izumi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 Nova Zemlja pronađena oko nama najbliže zvijezde. . . . . . . . . . . . . 39

U Cupertinu, u Kaliforniji na 1,23 milijuna četvornih metara prostire se zadivljujući kompleks kružnog oblika koji gradi Apple kao svoje novo sjedište za preko 13 000 svojih zaposlenika. Kompleks će, osim ureda, konferencijskih dvorana i ostalih uobičajenih korporativnih sadržaja, sadržavati i velik fitness-centar za zaposlenike, teniske i košarkaške terene, a u sredini će biti Nacrt u prilogu: vrt s jezercem. Završetak radova predviđen je za Rezači drva 2017. godinu. Koliko je Apple Campus 2 podređen očuvanju okoliša govore činjenice da će Nakladnik: Hrvatska zajednica tehničke Uredništvo i administracija: Dalmatinska 12, svi uređaji koristiti alternativP.p. 149, 10002 Za­greb, Hrvatska kulture, Dalmatinska 12, P. p. 149, 10002 ne obnovljive izvore energije. telefon i faks (01) 48 48 762 i (01) 48 48 641; Zagreb, Hrvat­ska/Croatia www.hztk.hr; e-pošta: abc-tehnike@hztk.hr Izvana, s gornje strane, cijeli će Uredništvo: dr. sc. Zvonimir Jako­bović, “ABC tehnike” na adresi www.hztk.hr kompleks biti obložen solarnim Miljen­ko Ožura, prof, Emir Mahmutović, Denis Izlazi jedanput na mjesec u školskoj godini Vincek, Paolo Zenzerović, Ivan Lučić, Zoran pločama. Krajolik će nalikovati (10 brojeva godišnje) Kušan parku sa stazama za trčanje i Rukopisi, crteži i fotografije se ne vraćaju Glavni urednik: Zoran Kušan, ing. Žiro-račun: Hrvat­ska zajednica tehničke kul­ šetanje. Priprema za tisak: Zoran Kušan, ing. ture HR68 2360 0001 1015 5947 0 http://www.macworld.co.uk/ Devizni račun: Hrvatska zajednica tehničke Lektura i korektura: Morana Kovač Sandra Knežević kulture, Zagreb, Dalmatinska 12, Zagre­bačka Broj 1 (597), rujan 2016. Školska godina 2016./2017. Naslovna stranica: Primjer gotovog samobalansirajućeg robota bez 3D printanog kućišta i dodataka

banka d.d. IBAN: 6823600001101559470 BIC: ZABAHR2X Cijena za inozemstvo: 2,25 eura, poštarina uključena u cijeni (PDF na CD-u) Tisak i otprema: HZTK, Zagreb

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


ZANIMLJIVOSTI IZ TEHNIKE

Mala željeznica kraj Berna Vlak u punoj brzini

Sredinom travnja mjeseca bio sam u Švicarskoj i tada sam imao priliku posjetiti malu željeznicu koja se nalazi na brdu Gurten, s druge strane rječice Aare koja protječe kroz Bern, glavni grad Švicarske konfederacije. Radi se o modelu željeznice koju su napravili zaljubljenici u taj hobi, pri čemu su sami napravili sve potrebno za pogon, odnosno tračnice, tračnice sa zupčanicima, skretnice, električne i parne lokomotive i vagone.

Tehnički podaci, informativno

• Širina kolosijeka 184 mm • Maksimalna dužina tračnica 350 m • Tračnice na usponu sa zupčastom letvom u sredini 30 m • Broj krugova 2 1/2 • Broj skretnica 5 • Tunel dužine cca 30 m U električnoj lokomotivi nalazi se poveći akumulator, dok je parna lokomotiva ložena koksom

Parna lokomotiva ložena ugljenom i špiritom

3


Početna i završna “željeznička” stanica

Elektromotorna lokomotiva

i špiritom i stvarno izgleda do u detalj identično velikom originalu. Strojovođe su dječaci u dobi oko 12 do 14 godina, koji vrlo ozbiljno i savjesno voze kompozicije. Putnici, djeca s roditeljima, sjede u malim vagonima i uživaju u vožnji.

4

Postoji i mala željeznička stanica, pružni prijelazi sa signalizacijom nailaska vlaka, čekaonica, sve kao u originalu. Na nekoliko fotografija vidi se kako je to sve izgledalo, a urednik je izabrao nekoliko interesantnih. Bojan Zvonarević


LJETNA ŠKOLA TEHNIČKE KULTURE

Izrada samobalansirajućeg robota (1)

Slika 1. Rezultat Ljetne škole - svaki samobalansirajući robot je jedinstven

Ovogodišnja Ljetna škola tehničkih aktivnosti u Kraljevici održana je u dva termina: 30.6.–9.7. i 4.8.–13.8. Oba termina imala su nekoliko grupa osnovnoškolskih polaznika, a termin u kolovozu sadržavao je i radionice za srednjoškolce. Kao glavni rad srednjoškolskog programa, učenici su kroz niz radionica iz različitih područja, poput 3D-modeliranja, elektrotehnike, automatike i informatike, izradili samobalansirajućeg robota. Kroz sljedećih nekoliko brojeva ABC tehnike pojasnit ću vam što je samobalansirajući robot, kako radi, kako smo ga izradili, isprogramirali i upravljali pametnim telefonom. Samobalansirajući robot radi na principu obrnutog njihala, kao i električno vozilo Segway. Za razliku od klasičnih dvoosovinskih robotskih vozila, konstrukcija samobalansirajućeg robota na dva kotača nestabilna je i teži prevrtanju oko osovine kotača. Kako bi se robot zadržao u uspravnom položaju, potreban je skoro pa neprekidan rad motora u odgovarajućem smjeru. Pogledom na Sliku 1. vidite rezultat desetodnevne Ljetne škole tehničkih aktivnosti – nekolicinu balansirajućih robota koje su učenici

učinili jedinstvenima dodavši vlastite kreacije poput 3D-printanih kućišta. Na Slici 2. nalazi se osnovna konstrukcija samobalansirajućeg robota, sastavljena isključivo od dijelova nužnih za balansiranje. Kako bi naš robot balansirao, moramo međusobno uskladiti ove osnovne elemente: • dva pogonska motora s kotačima • napajanje – neku vrstu baterije • mikrokontrolersko sučelje • 3-osni akcelerometar, žiroskop i digitalni kompas • motor driver – sklop za upravljanje motorima.

Mikrokontrolersko sučelje

Za potrebe balansiranja iskoristili smo mikrokontrolersko sučelje Emoro2560. Pločica Emoro2560 bazirana je na pločici Arduino MEGA i može se programirati u programskom jeziku Arduino. Za izradu robota iskoristili smo ovu pločicu jer ima znatno više programske FLASH memorije od obične pločice Arduino UNO (256 kB u usporedbi s 32 kB pločice Arduino UNO). Zahtjevi za tolikom količinom programske memorije proizlaze iz kompleksnosti

5


Slika 3. Mikrokontrolersko sučelje Emoro 2560

programa potrebnog za kontroliranje robota i komunikaciju s pametnim telefonom, ali o tome malo kasnije... Ako ponovno pogledate Sliku 2., uočit ćete brojne druge mogućnosti sučelja Emoro 2560. Osim velikih memorijskih kapaciteta, Emoro 2560 ima brojne ulazno/izlazne konektore posvećene kontroliranju servomotora, očitavanju senzora, 16 ugrađenih LED-dioda, dva ugrađena regulatora napona, zvučnik... Za potrebe balansiranja, mogućnosti sučelja Emoro morali smo proširiti modulom GLAM PRO. Modul GLAM jednostavno “upiknemo” u predviđeno mjesto na pločici Emoro. Ovaj doda-

tak na sebi ima ugrađen žiroskop, akcelerometar i digitalni kompas bez kojih balansiranje ne bi bilo moguće. Modul GLAM također ima ugrađen Bluetooth i znakovni LCD-ekran. Ove dodatne mogućnosti pokazale su nam se izrazito zanimljive, prvenstveno zbog kontroliranja balansirajućeg robota pametnim telefonom i ispisa korisnih debug informacija na znakovnom LCD-ekranu. Zahvaljujući svim opcijama koje kombinacija pločice Emoro 2560 i modula GLAM nudi, slobodno možemo zaključiti da mogućnosti ovog sklopa nadilaze potrebe balansiranja i balansirajućeg robota kao projekta. Po završetku robota, velik broj ulazno/izlaznih pinova i dobar dio programske memorije ostat će slobodan. Njih korisnik može dodatno iskoristiti kako bi, spajanjem različitih senzora, trošila i modula, učinio svojeg robota jedinstvenim. Sučelje Emoro2560 i modul GLAM PRO osmislila je tvrtka Inovatic. Više o sučelju i modulu GLAM možete saznati na web-stranici www. emoro.eu.

Šasija, elektromotori i ostale važne stvari... Kao što je rečeno na početku teksta, robot ne može balansirati bez dva elektomotora. Pri izboru prikladnih elektromotora treba paziti na mnogo faktora, osobito na težinu kompletne

Slika 5. Robot ne može balansirati bez prikladnih motora

Slika 4. Modul GLAM PRO proširuje mogućnosti Emoro 2560 sučelja

6

konstrukcije, jačinu motora i prijenos u reduktoru motora. U našem robotu korišteni su motori naziva HP (high power) micro gearmotor s prijenosom reduktora od 1:100. Motorima nekako moramo upravljati, stoga smo na sučelje Emoro povezali motor driver-plo-


Slika 6. Motor driverom upravljamo dvama pogonskim motorima robota

čicu s integriranim krugom TB6612fg. Pomoću ovog sklopa jednostavno možemo pulsnoširinskom modulacijom upravljati dvama elektomotorima razumnih dimenzija. Ovu pločicu iznimno je jednostavno povezati s Emorom jer se priključuje na poseban PWM-konektor. Osim sklopa za pokretanje motora, ova pločica sadrži MP1593 switching-regulator napona kojim je osigurana stalna voltaža na motorima. Robota napajamo blokom od 6 punjivih AA-baterija. Napon baterija reguliran je na 5 V naponskim regulatorom ugrađenim na pločici Emoro. Metalni profili i vijci koji povezuju sve komade hardvera u jednu cjelinu sastavni su dio Emoro 2 Basic Robot kita. Na Slici 7. dobro se vidi kako smo uz dva glavna pogonska kotača pričvrstili jedan svesmjerni kotač. Ovaj kotač na gornjoj strani robota štiti mikrokontrolersko sučelje od padova, kojih će

Slika 7. Žuti svesmjerni kotač otvara nove mogućnosti i služi kao zaštita

biti mnogo u procesu “učenja” robota balansiranju, i dopušta nam da se robotom igramo u modu “trokolice” prije nego što se bacimo na balansiranje. Spajanje tehnikom plug and play i nepotrebnost lemljenja omogućit će nam da relativno brzo i lagano završimo hardvereski dio projekta. Ne brinite, softvereski dio projekta nešto je opsežniji i zahtijevat će više igranja kako bi izrađena konstrukcija počela prkositi sili teže. Kako balansirati? Što se tiče programskog dijela projekta, za početak ćemo se pozabaviti blok-dijagramom toka koji je prikazan na Slici 8.

Slika 8. Dijagram toka s osnovnim dijelovima programa balansirajućeg robota

Ovaj dijagram ugrubo prikazuje logiku programa za balansiranje. Softver balansirajućeg robota nije teško za razumjeti, ali nije za potpune početnike. Stoga ću kroz tekst opisivati ključne elemente uz pretpostavku da imate trunčicu iskustva s programiranjem Arduina. Kao što već znate, program je podijeljen u dva glavna dijela: void setup i void loop. U void setupu vršimo inicijalizaciju hardvereskih komponenti robota i osnovnih postavki potrebnih za balansiranje pomoću funkcije initBalancingCore(). Ovo je jedna od nekoliko funkcija koje sam kreirao unu-

7


tar programa kako bih programiranje balansirajućeg robota učinio jednostavnijim. To su samo dijelovi koda potrebni za balansiranje koje korisnik najvjerojatnije neće imati potrebu dirati, stoga su “zamaskirani” u funkcije koje olakšavaju njihovo korištenje. U petlji void loop imamo tri osnovna dijela: • updateBalancingCore() • receive Bluetoothe data • provjera varijable blockMotors . Funkciju updateBalacningCore() potrebno je pozivati cijelo vrijeme prilikom izvođenja programa. U njoj se odvija sva “magija” zbog koje robot balansira. Ovo je procesorski najzahtjevniji dio programa i uključuje mnoštvo procesa od očitavanja senzora za ravnotežu, preko PIDalgoritma, do upravljanja motorima. Receive Bluetooth data blok-naredbi, kao što samo ime govori, služi za očitavanja podataka koje preko komunikacije Bluetoothom stižu s pametnog telefona. Konačno, varijablu blockMotors očitavamo kako bismo odredili je li robot pao na pod. Ova varijabla mijenja svoje stanje kada je robot u vertikalnom ili horizontalnom položaju. Ako je robot u horizontalnom položaju (pao je) zaustavit ćemo motore kako se ne bi nastavio vući po podu, a ako je robot u vertikalnom položaju (ispravno balansira), ispisat ćemo nekoliko debug podataka i pustiti da updateBalancingCore() radi svoje. Ovaj bazični pregled programa ovdje je da vas zainteresira za programski dio projekta. Što je to PID-algoritam, detalje funkcije updateBalancingCore(), kako povezati robota sa Smartphoneom i napisati mobilnu aplikaciju za upravljanje, objasnit ću vam u nekom od sljedećih nastavaka. Ako ste iznimno znatiželjan i iskusan programer ili programerka, dok čekate novi broj ABC tehnike možete baciti oko na program koji se nalazi na servisu GitHub na sljedećem linku: github.com/AlbertGajsak/SummerSchool-of-Technical-Activities-Kraljevica-2016. Kako je izgledala atmosfera ove Ljetne škole tehničkih aktivnosti pogledajte u biltenu i fotogaleriji na ovom linku: www.hztk.hr/novosti/ljetna-skola-tehnickih-aktivnosti-u-kraljevici-okupila-113-malih-tehnicara/ i na stranici Facebooka nacionalnog centra tehničke kulture Facebook (@NacionalniCentarTehnickeKulture). Albert Gajšak

8

MLADI TEHNIČARI

Gimnazijalci Albert Gajšak i Filip Jakšić dobili nagradu prestižnog američkog sveučilišta Harvard! Velika pohvala dvojici mladih karlovačkih genijalaca, ali i Gimnaziji Karlovac i cijelom Karlovcu. Albert Gajšak i Filip Jakšić dobili su nagradu prestižnog američkog sveučilišta Harvard, odnosno Harvard Prize Book Award, koju ovo sveučilište, jedno od najčuvenijih na svijetu, tradicionalno svake godine dodijeljuje učenicima trećeg razreda srednjih škola u svijetu (po hrvatskom sustavu, odnosno učenicima 11. godine školovanja). Osobitost ovog izuzetno vrijednog priznanja je u tome da u načelu svaka škola u svijetu smije kandidirati jednog učenika za nagradu, a karlovačka gimnazija iz niza je razloga kandidirala ovaj dvojac i obojica su dobila nagradu (u Hrvatskoj je nagrađena još samo Kim Janovski iz zagrebačke 15. gimnazije)! Naime, Albert Gajšak i Filip Jakšić, osim što odgovaraju kriterijima za nagradu, namijenjenu onima koji “iskažu izvrsnost u školovanju i imaju snažan karakter”, dodatno se ističu i na drugim poljima, što je također važno za dodjelu nagrade, a kod njih je riječ o robotici u kojoj su osvojili nekoliko prvih mjesta na velikim međunarodnim natjecanjima diljem Europe. Nagrade su Filip i Albert primili od Lidije Ortloff, referentice za hrvatske studente na Harvardu, koja je ujedno izrazila želju da se sljedeće jeseni prijave na ovo prestižno svjetsko sveučilište, u čemu će im ova nagrada iznimno pomoći. MO


ROBOTIKA

Robot LEGO MINDSTORMS EV3 (6) Kako bi tvoj robot Spasitelj mogao samostalno pretraživati opasno područje u potrazi za ljudima, mora moći prepoznati ima li ispred njega vode ili možda provalija. To je moguće detektirati senzorom boje. U ovoj vježbi koristimo isti senzor boje kao u prošlom broju. Tako ne morate dograđivati svoj robot. Ali pripremite nekoliko papira 10x10 cm u raznim bojama: crvena, plava i zelena. Neka papiri budu što zasićenije boje. IZAZOV 1. Prepiši program!

Stavi robot na sredinu sobe. Na 1 m od robota zalijepi zeleni papir veličine oko 10x10 cm. Pokreni robot. Što je robot napravio kada je došao do zelenog papira? RJEŠENJE: Nova naredba koju smo koristili u ovom programu je Wait, druga u narančastom izborniku naredbi. Naredba je korištena u modu prepoznavanja boje. Iz padajućeg izbornika moramo izabrati boju na koju želimo da naš robot reagira. U ovom slučaju to je zelena boja.

Pokretanjem robota vidimo njegovo ponašanje: robot vozi ravno sve dok ne detektira zelenu travu. Nakon toga zaustavlja motore, staje i izgovara “Green”. IZAZOV 2. Promijeni program iz IZAZOVA 1 tako da robot detektira plavu vodu! Kada je nađe neka vikne “Blue!” RJEŠENJE: Program je sličan onome iz prethodnog zadatka, jedino što morate promijeniti je boja na koju robot treba reagirati: iz zelene u plavu. Isto tako, u zadnjoj naredbi treba promijeniti riječ koju robot izgovara: “Blue”.

IZAZOV 3. Voda ne može naštetiti našem robotu. Zato neka nakon što detektira vodu i kaže “Blue”, robot nastavi voziti dalje do sljedeće vode. Zalijepi dva plava papira dimenzija oko 10x10 cm ispred robota na međusobnoj udaljenosti oko 50 cm. Robot postavi u istom pravcu s papirima. Testiraj uspješnost nalaženja vode. RJEŠENJE: Početak programa identičan je onome iz prošlog izazova. Ono što sada treba napraviti je omogućiti robotu nastavak vožnje i pronalaženje sljedećeg plavog papirića. Rješenje koje nam prvo pada na pamet je kopiranje sve četiri naredbe u nastavak programa: vozi ravno, detektiraj plavi papirić, zaustavi motore, izgovori “Blue”. Kopirajte i provjerite je li robot uspio naći sljedeći papirić. Nakon pokretanja i testiranja primijetit ćete kako je robot ostao na prvom papiriću, odnosno oba je puta detektirao isti papirić. Nakon prvog izgovaranja riječi “Blue” robot je krenuo dalje voziti, no čim je krenuo otkrio je da je ispod njega plava boja i odmah se zaustavio. Ukoliko želimo da detektira sljedeći papirić, moramo

9


mu omogućiti da izađe s prvog papirića kako ne bi svaki put detektirao isti. Stoga prije traženja sljedeće vode moramo reći robotu neka se pomakne ravno naprijed 2 rotacije motora. Na taj smo način sigurni kako je robot izašao s prvog papirića i kreće u potragu za drugim.

IZAZOV 4. Neka robot pronađe 5 plavih papira koji su polijepljeni ispred njega! RJEŠENJE: Ovo je još jedna nadogradnja prethodnih programa. Najjednostavnije i ne baš pametno rješenje je 5 puta kopirati osnovne radnje: vozi ravno, detektiraj plavu boju, stani, izgovori “Blue”, vozi dvije rotacije ravno kako bi izašao s tog papirića. Sigurno vam odmah pada na pamet kako je pametnije ovih pet radnji staviti u jednu petlju koja će se ponavljati koliko god puta želimo, odnosno u ovom zadatku 5 puta.

IZAZOV 5. Osim vode, na tlu se može nalaziti i prosipana kemikalija crvene boje. Neka robot vozi dok ne detektira ili plavu vodu ili crvenu kemikaliju. Tada neka stane i neka kaže: “Red!”, ako se radi o crvenoj kemikaliji, odnosno “Blue!”, ako se radi o plavoj vodi. Prepiši program! Testiraj tako što ćeš ispod robota staviti crveni ili plavi papir veličine oko 10x10 cm.

RJEŠENJE: Program započinje vožnjom ravno. Motori će se prestati vrtjeti kada robot detektira

10

plavu ili crvenu boju. U naredbi Wait moramo obilježiti obje boje ako želimo da se zaustavi na bilo kojoj od njih. Nakon zaustavljanja moramo izgovoriti naziv boje koju smo našli. Za to koristimo novu naredbu – RAČVANJE (switch). Ako je detektiran plavi papir – robot će napraviti ono što smo mu rekli u gornjem retku – reći “Blue”, a ako je detektiran crveni papir – robot će napraviti ono u donjem retku – reći “Red”. Naredba račvanja nalazi se u narančastim naredbama, četvrta po redu. Iz padajućeg izbornika ove naredbe trebamo izabrati senzor s kojeg želimo čitati podatke: Color Sensor  Measure  Color.

Nakon odabira senzora i porta na koji je taj senzor spojen, moramo robotu reći što raditi. Iz prvog izbornika boje (lijevi klik miša na boju) odabiremo plavu boju, dok iz drugog izbornika odabiremo crvenu boju. Iz zelenog izbornika naredbi odaberemo Sound i odvučemo ga u područje naredbi koje će se izvršiti. Izaberite koje zvukove robot mora proizvesti (“Blue” i “Red”). Pokrenite program i testirajte je li uspjelo. Stavite plavi papirić ispred robota, on mora izgovoriti “Blue”. Kada stavite crveni papirić, robot mora reći “Red”. Ukoliko robot prepozna jednu boju, a s drugom ima problema, pronađite drugačiju nijansu papirića te boje.


IZAZOV 7. Dopuni program iz izazova 6 tako da robot detektira i crvenu kemikaliju i plavu vodu i zelenu travu. Ako se radi o crvenoj kemikaliji neka kaže “Red!”, okrene se na suprotnu stranu i nastavi voziti u smjeru od kuda je došao, ako se radi o plavoj vodi neka kaže “Blue!”, skrene udesno i nastavi dalje voziti, a ako se radi o zelenoj travi neka kaže “Green!”, okrene se ulijevo i nastavi dalje voziti.

IZAZOV 6. Dopuni prošli izazov tako da robot nastavi dalje voziti do sljedećeg papirića te provjeri o čemu se tamo radi. Neka to ponavlja neograničen broj puta. RJEŠENJE: Na kraj prethodnog programa moramo dodati naredbu koja će omogućiti robotu da izađe s crvenog ili plavog papirića kako bi mogao krenuti u potragu za sljedećim. To može biti vožnja ravno 1 okretaj motora. Ove sve naredbe ponavljamo u petlji neograničen broj puta.

RJEŠENJE: Kako bismo omogućili prepoznavanje još jedne boje više, prvo moramo u naredbi Wait dodati još tu boju. Iz padajućeg izbornika izabiremo zelenu boju. Zatim moramo kliknuti na + unutar naredbe Switch. Tada će se stvoriti i treći redak, treći izbor. Prva dva izbora neće se promijeniti: ostat će plava boja i izgovaranje “Blue” te crvena boja i izgovaranje “Red”. U trećem retku umjesto izabrane boje stajat će upitnik. Klikom na taj upitnik možemo izabrati boju koju želimo. U našem zadatku to je zelena boja. Sada treba postaviti način vožnje nakon detekcije svake od boja. Kada se detektira plava boja i robot izgovori “Blue” treba se okrenuti udesno. Za okretanje uzimamo naredbu Move Tank, kotačima dajemo istu brzinu, ali suprotnog predznaka. To će natjerati robot da se okreće oko sebe. Iz padajućeg izbornika biramo On for Degrees, te robotu omogućimo vožnju 520 stupnjeva. Do ovih brojeva smo došli u jednom od prijašnjih nastavaka programiranja robota Lego EV3 u ABC tehnike. Kada se detektira crvena boja, robot kaže “Red” te se mora okrenuti na suprotnu stranu: naredba je Move Tank, izbornik On for Degrees, ponovno motori moraju imati istu brzinu, suprotnog predznaka. Ovaj put robot mora dvostruko dulje voziti, odnosno mora napraviti 1040 stupnjeva. Kada se detektira zelena boja, robot izgovara “Green” i okreće se na lijevu stranu: naredba Move Tank, izbornik On for Degrees, motori voze istom brzinom, suprotnog predznaka (i suprotno nego pri plavoj boji) i to 520 stupnjeva. Kako bi testirali ovu vožnju, najbolje je napraviti poligon. Uzmite jedan bijeli hamer-papir i na njega zalijepite nekoliko papira raznih boja. Uzmite 5 papira različitih boja. Možete li ih ras-

11


porediti tako da ih robot sve obiđe? Primjer kako ih rasporediti je na slici.

IZAZOV 8. Pri spašavanju žrtava jako je važno da robot ne upadne u provaliju. Koristeći senzor boje nađi rub stola i zaustavi robot na vrijeme! Kako ćeš detektirati rub stola? a) Tražit ću crvenu boju b) Tražit ću bijelu boju c) Tražit ću kad nema nikakve boje RJEŠENJE: Provaliju možemo otkriti senzorom boje i to tako što senzor više ne vidi niti jednu boju koju poznaje (točan odgovor je c) Tražit ću kad nema nikakve boje). U naredbi Wait to je obilježeno bijelim kvadratićem koji je prekrižen. Program radi ovako: robot vozi ravno (Move Steering, izbornik On, brzina 50). U trenu kada više ne vidi niti jednu boju (naredba Wait, izbornik Color, izbornik boje: 0 – prekriženi kvadratić), robot stane (Move Steering, izbornik Off).

12

IZAZOV 9. Neka robot vozi po stolu tako da svaki put kada naiđe na provaliju učini sljedeće: 1. zaustavi se, 2. povuče se malo unazad, 3. okrene se lagano ulijevo. RJEŠENJE: Ovo je nadogradnja prošlog izazova: nakon detekcije ruba stola, robot stane. Zatim krene jedan okretaj motora unazad te se okrene malo ulijevo (Move Steering, On for Degrees, brzina 50, 260 stupnjeva). Oko svih naredbi se doda petlja Loop. Robot sada bezbrižno može voziti stolom, a da ne padne s njega (ipak čuvajte ga, roboti znaju poludjeti!).

Dr. sc. Ana Sović Kržić


FREE BASIC MALA ŠKOLA PROGRAMIRANJA

Postoci i promili Ovu školsku godinu bavit ćemo se financijskim problemima. U životu svakog pojedinca financije imaju veoma važnu ulogu pa je iz toga razloga važno naučiti neke osnovne ekonomske pojmove. Ipak prije samog početka prisjetimo se malo povijesti. Ekonomski fakultet Sveučilišta u Zagrebu 1925. godine razvio se iz Visoke škole za trgovinu i promet na inicijativu tadašnjeg ministra prosvjete, velikog hrvatskog političara Stjepana Radića. Visoka škola za trgovinu i promet osnovana je 1920. godine sa svrhom pružanja temeljne teorijske naobrazbe s područja bankarstva, trgovine i osiguranja, ali i za obrazovanje nastavnika u trgovačkim školama. Lik Stjepana Radića nalazi se na papirnatoj novčanici od 200 kuna. Znanje programiranja jednako je važno kao i ekonomsko znanje, zato ćemo uz programe naučiti i neke osnovne ekonomske pojmove koji će biti jednako zanimljivi najmlađima kao i starijima, jer će pomoću programa koji sami napišu moći vidjeti u kakve financijske probleme mogu doći ukoliko ne vode računa npr. o visini kamata na kredit. Jedan od osnovnih problema svakog pojedinca, ali i tvrtke, pa i države, uzimanje je kredita koji ne može otplatiti. Pojedinac ponekad misli da će uzimanjem kredita riješiti svoje financijske probleme, a zapravo si time može stvoriti još veće probleme. Ukoliko se troši više nego što se može vraćati, može se upasti u veliki dug koji nas na kraju može potpuno uništiti. Na račun duga pojedinac može lako ostati bez nekretnina koje se obavezao, ukoliko kredit ne može vratiti u određenom vremenu, u zamjenu dati vjerovniku. Ipak možda najgore od svega je kad nečiji kredit moraju vraćati “jamci”, osobe koje garantiraju da će umjesto dužnika banci vratiti kredit. Jamci su uglavnom dužnikovi dobri prijatelji koji poslije “bankrota” dužnika to sigurno više neće biti. Postoje i zlonamjerni pojedinci koji prijevarom žele doći do vrijednih nekretnina

dužnika tako što mu posude novac s nerealno visokim kamatama, tzv. “lihvarskim” kamatama. Takve kamate nisu dozvoljene zakonom, ali uvij­ ek ima pojedinaca koji krše zakon. Oni kojima je novac neophodan iz “životnih” razloga često su žrtve lihvara. Sve ovo potvrđuju brojni novinski članci u kojima se već godinama opisuju financijske “malverzacije” i tužne sudbine pojedinaca koji su uzimali kredite koje nisu mogli vraćati, ipak za sve su najveći krivci ipak oni sami, iz jednostavnijeg razloga – nisu znali skoro ništa o financijama dok su se zaduživali. Ovo znanje koje ćemo ovdje steći neće nam možda pomoći da se obogatimo, ali će nam sigurno pomoći da postanemo svjesni vrijednosti novca i života na dug. Jednom sam na zidu pročitao grafit: “Dug je najgori drug!” A sada probajte odgovoriti na sljedeća pitanja: Znate li koliko kuna ima lipa? 1 kuna ima 100 lipa (1 kn = 100 lp)…To je ujedno i definicija kune. Koliko 1 lipa ima kuna? 1 lipa ima 1/100=0,01 kunu. Koliko je to u postocima? 1 lipa je stoti dio kune, 1 lipa je 1% od 1 kune. Koja je kratica za kunu, a koja za lipu? Kratica za kunu je kn, a za lipu lp. Znate li koja je međunarodna kratica za kunu? Međunarodna kratica za kunu je HRK (HRvatska Kuna). Znate li što je kunovina? U hrvatskoj prošlosti (XIII. i XIV. st.) krznom kune plaćao se porez koji se zvao kunovina. Ukoliko ste točno odgovorili na sva postavljena pitanja može se zaključiti da vas financije zanimaju, i vjerojatno će vam ova problematika biti zanimljiva i doći ćete na svoje, a ukoliko ste imali netočnih odgovora morat ćete pokazati nešto više interesa za financije kako u buduć-

13


nosti ne bi zbog neznanja imali financijskih problema. Priču o financijama počet ćemo s nečim jednostavnim kao što je postotni račun. Umjesto postotak još se može čuti i riječ procent, koja dolazi od talijanske riječi per cento, a znači za sto. Znak postotka (procenta) je %, npr. 45% jednako je 45/100=0,45. Postotak od neke vrijednosti neki je broj koji bolji matematičari mogu izračunati napamet. Prvo se za neku vrijednost izračuna koliko je 1%, tako da se vrijednost podijeli sa 100, potom se dobiveni broj pomnoži s traženim postotkom. Npr. koliko je 6% od 250?…. 1% je 250/100=2,5 2,5 ∙ 6=15; 6% od 250 je 15. Postotak se može jednostavno odrediti preko proporcija. Npr. za navedeni primjer proporcije su: Ako je 250 ….. 100%, onda je X ….. 6 % pomnožimo u križ … 250 ∙ 6 = 100 ∙ X dobijemo da je x = (250 ∙ 6)/100 = 1500/100=15 Ovaj postupak je zgodan za programiranje. Evo kako to izgleda na jednom financijskom problemu. Primjer 1. Posrednik za nekretnine prodaje kuću na lijepom položaju za 185 000 €, ako za uslugu uzima 2% od prodajne cijene kolika će biti njegova dobit – provizija?

14

Program 1: Rješenje Primjera 1: Iz primjera se vidi da će posrednik imati poprilično veliku dobit od prodaje tuđe nekretnine. Uzeti 2% od prodane nekretnine dobit je od čak 3 700 €. Kad se ugovara prodaja nekretnine s nekom agencijom za nekretnine ne bi trebalo ugovarati dobit agencije u postocima, već u promilima (promil ili potisućak). Promil se označava znakom sličnom postotku, %0, s desne strane su dvije nule. Riječ dolazi od talijanske riječi mille što znači tisuću. 1 promil = 0,1%. Promili se koriste tamo gdje je postotna vrijed­nost prevelika. U našem primjeru pravedna nagrada agenciji i posredniku za prodaju nekretnina bila bi možda 2 promila, a ne 2 posto od vrijednosti nekretnine. Dva promila od 185 000 € iznosi 370 € što bi bila “realna” dobit posrednika i agencije. Jedan od razloga visokih cijena nekretnina je ustrajanje posrednika za prodaju nekretnina na enormno velikim i nerealnim dobitima – provizijama. Računica je jednostavna, što su cijena nekretnine i postotak veći to je veća zarada. Imao sam priliku vidjeti ugovor jednog starijeg gospodina s posrednikom za nekretnine u kojemu je dobit od prodaje za posrednika bila čak 25%. Nakon što sam gospodinu izračunao koliki je to iznos on se obratio posredniku koji mu se ispričao na pogrešci u pisanju. Provizija posrednika trebala je biti “samo” 2,5% od cijene nekretnine, a ne 25%, naravno radilo se o nenamjernoj pogrešci pri tipkanju. Ovakvih i sličnih pogrešaka naročito se treba čuvati, pogreške na ugovorima nisu slučajne, a ugovor treba prije potpisivanja pročitati. Agencije za obavljeno posredovanje oko kupnje ili prodaje nekretnine zakonski smiju uzeti najveću ukupnu proviziju od 6%, obično od prodavatelja uzimaju 2-4%, a od kupca 2-3%. Damir Čović, prof.


Rezači drva Prilično davno u nekoliko kuća sam vidio malu igračku koja prikazuje dvojicu radnika kako iznad naložene peći režu drva. Pogon je bio pomoću propelera montiranog iznad njih. Svi vlasnici tih kuća su se negdje odselili, tako da ovih dana nisam mogao vidjeti tu igračku. Od jednog sam kolege doznao da u gradskom muzeju imaju takvu igračku, ali u dijelovima, negdje u skladištu. Stoga sam je za naše mlade modelare odlučio napraviti prema sjećanju, a svemu je kao i uvij­ ek prethodila izrada nacrta i proračuna. Inače, nešto slično ovome na Fakultetu strojarstva i brodogradnje predaje se u okviru predmeta tehnička kinematika. Napravio sam dispozicioni nacrt i nacrt pojedinih detalja, u mjerilima koja su označena na nacrtima. Pogonski sam propeler pokušao napraviti, što ne bi bilo problem, ali sam to riješio tako da sam na tržnici kupio kineski vrtuljak za vjetar, za dvadesetak kuna, kako se to vidi na fotografiji.

NACRT U PRILOGU

Montaža pogonskog kotača pomoću dva trokuta, da se postigne okomita ravnina u odnosu na osovinu propelera

Sada slijedi opis izrade ovoga mehanizma. Topli zrak koji se diže s peći struji preko propelera (poz. 20) i okreće ga. Pogonski kotač od špera debljine 6 mm (22) na osovini propelera (21) prenosi rotaciju na pogonski kotač mehanizma za pokretanje pile (12). Na osovini ove donje kružne ploče nalazi se ekscentar koji je smješten u polužnom mehanizmu (17). Kada se ekscentar okreće, poluga (17) se oko osovine (14) pokreće

Predmontaža

15


lijevo-desno, a time i pila (11), te ujedno i ruke obojice drvosječa (2 i 3). Poluga (17) ima donji ležaj (16) kroz koji prolazi osovina (14) do oba bočna nosača mehanizma (18). Na nacrtu se ne vidi, između nosača (18) i poluge (17) treba postaviti male komadiće mesingane ili plastične cjevčice i zalijepiti ih na osovinu (14) sa strane poluge. Tako će se postići da osovina (14) prilikom njihanja mehanizma ne šeta lijevo-desno. Osovinu propelera (21) treba napraviti od žbice za bicikle promjera 2 mm. Donju osovinu za pokretanje mehanizma (14) treba napraviti također od žbice promjera 3 mm, a osovinu ekscentra (13) najbolje je napraviti od čelične žice koja se koristi na radioupravljanim modelima kao antena. Najviše problema sam imao s izradom zglobova pokretnih ruku, što sam riješio pomoću vijaka i matica M3. Prepuštam modelarima da izmisle neko bolje rješenje. Cjepanica (35) koju drvosječe režu nalazi se na “kozi” (36 i 37), čiji se križ izradi od štapića za sladoled. Pilu (11) i ruke drvosječa (2, 3, 8) izra-

dio sam od plastike debljine 1 mm, za čega sam iskoristio ostatak ukrasne lajsne sobne zavjese. Osnovna nosiva ploča (38) čitavog modela je od špera debljine 13 mm, koji sam našao kao dio kutije za voće iz Argentine (!), a naši modelari mogu tako debelu ploču lako napraviti lijepljenjem više komada špera debljine 3 mm, koji se lako nađe na tržnici ili u velikim trgovačkim centrima. Desna ruka svakog drvosječe pomiče se u ramenom zglobu i u laktu. Da pri tome ne bi zapinjala za tijelo drvosječe, rameni zglob je pomoću odstojnika (7) povišen za 6 mm u odnosu na tijelo drvosječe. Svi zglobovi (6) su od vijka i matice M3, koje se skrati na potrebnu dužinu. Šaka (4) i podlaktica (3) razmaknute su pomoću tankog komadića drveta (5), tako da se u taj razmak može uložiti pila (11). Rotacija propelera (20) prenosi se preko pogonskog kotača (22) na pogonski kotač (12) koji dalje pokreće čitav zakretni mehanizam. Pogonski kotač (22) s donje strane ima brusni papir (23), koncentrično izrezan i zalijepljen, čime se izbjegava da ne dođe do međusobnog proklizavanja. Gornji ležaj osovine propelera lako je demontažan. Ležaj osovine ima vodilicu od mesingane cjevčice (25) koja se ulijepi u pločicu (24). Lijepljenje treba napraviti tek kada se kroz ležaj postavi osovina. Oslonac gornjeg ležaja (28) zalijepljen je na dva kosa nosača (29), koji s donje strane imaju ukrute (30), a sve je opet zalijepljeno na nosivu ploču (34). Donji ležaj osovine propelera (25, 31) također je s mesinganom cjevčicom. Da bi se izbjeglo da sva težina osovine i propelera leži na pogonskom kotaču (12), na

Nastavak na stranici 21.

16


MALA ŠKOLA FOTOGRAFIJE Piše: Borislav Božić, prof.

ZLATNI I PLAVI SAT Pojam zlatnoga i plavoga sata u fotografiji podrazumijeva vrijeme nešto prije i poslije zalaska i izlaska Sunca. Dakle, Sunce je vrlo nisko i mijenja se temperatura svjetla pa su nam fotografije koje snimamo u ovo vrijeme dominantno plave ili žutonarančaste i zlatne boje. To je razlog zbog čega se i ovaj period dana u fotografiji zove zlatni ili plavi sat. Ova senzacija izlaska i zalaska Sunca za fotografiranje traje približno jedan sat. Fotografima je jako zanimljivo poznate prizore snimati u ovom periodu, jer nešto što je uobičajeno i poznato poprima sasvim nov izgled. Fotografija odiše novom atmosferom. Sunce kod izlaska i zalaska pravi duge sjene što u kompoziciji fotografije može pojačati dramaturški doživljaj motiva. Inače je vrlo izazovno i istraživački kreativno i inventivno koristiti ovakve ekstremne svjetlosne situacije. Pa, ako tomu dodamo još snimanje u protusvjetlu s mogućim kombinacijama usijanoga sunca s elementima motiva, mogućnosti su za kreativan rad bezgranične. U vremenu zlatnoga i plavoga sata možemo snimati u pejzažu, u gradu. Tu nema pravila niti je ičim određeno. I jedan i drugi ambijent su interesantni, ali nose određene zakonitosti kojih se svakako trebamo pridržavati. Pejzaži su otvoreni prostori s maksimalnom slobodom kadriranja, dok nas urbana struktura grada katkad sprečava u slobodi komponiranja te u tom slučaju do izražaja dolazi naša dosjetljivost.


POGLED UNATRAG APARAT ZA POVEĆAVANJE Danas u komforu svoga dnevnog boravka ili radne sobe printamo svoje fotografije. Lakoćom digitalne tehnologije prenosimo fotografije s fotoaparata na računalo, obrađujemo ih do mjere koju želimo i printamo kao naš konačni produkt. Čak se vrlo često direktno s aparata ili kakovoga pametnog telefona izravno priključujemo na printer i printamo, jer neki modeli suvremenih aparata i smartfoni u pravilu imaju i programe za obradu snimljenih fotografija. Naravno, autori koji imaju umjetničkih želja i pretenzija i dalje će se služiti računalom i kvalitetnim programima za obradu fotografija. No, bilo kako bilo, tehnologija postoji, a na autoru je da bira što mu odgovara. U ovom broju i u nekoliko sljedećih nastavaka opisat ću opremu koja je potrebna da biste napravili klasičnu, analognu, crno-bijelu fotografiju. Kao što ima fotoaparata različitih po veličini, po tehničkim mogućnostima i kvaliteti, tako ima i različitih aparata za povećavanje. Sam naziv kaže da su namijenjeni za povećavanje, tj. za izradu analogne fotografije. Neki su svojom konstrukcijom napravljeni samo za izradu crno-bijelih foto-

Aparat za povećavanje grafija, a neki za fotografije u boji. Postoje modeli aparata za izradu crno-bijelih fotografija kod kojih treba dodati ili zamijeniti neki element i time ih prilagođavamo za izradu kolor-fotografija. Niz sličica ispod ovoga teksta ilustrira raznolikost ovih uređaja.


Shema desno od ovoga teksta prikazuje vrijeme zlatnoga i plavoga sata, tj. položaj Sunca u odnosu na horizont. Sve se dešava unutar 6 stupnjeva iznad i 18 stupnjeva ispod horizonta. To je proces kad Sunce zamiče iza horizonta na zapadu ili ga naslućujemo dok se pojavljuje s istoka. Odvija se dosta brzo, stoga i kao fotografi moramo reagirati brzo kako bi nam snimka bila puna te večernje ili jutarnje ljepote. U formalnotehničkom smislu svi se možemo organizirati i snimati u naznačeno vrijeme, a da nam u konačnici fotografije uopće nisu zanimljive. Svakako treba voditi računa i o karakteru motiva, njegovoj strukturi u odnosu na cijeli ambijent i izlazak ili zalazak Sunca. Nije svejedno želimo li snimati vrijeme zlatnoga i plavoga sata u ljetnom ili zimskom periodu, ili pak u jesen ili proljeće. Važni su i dnevni vremenski uvjeti. Sasvim se ozbiljno trebamo pripremiti za ovo specifično snimanje i po dobu dana i po karakteru svjetla. Fotografije ispod ovoga teksta snimljene su u režimu zlatnoga sata. I jedna i druga su u protusvjetlu. Sunce je bilo direktno ispred fotografa tako da je središnji, gornji dio kadra “spržen”, preosvijetljen je (preeksponiran). To je u redu i to tako mora biti jer je ostali dio kadra pravilno eksponiran. Važno je još napomenuti da naizgled “neinteresantni” motivi u ovakvim snimateljskim situacijama na kraju izgledaju vrlo fotogenični. Obične trave, biljke u neko ljetno doba, kada su podosta izrasle i dozrele, na ovoj fotografiji izgledaju kao kakva zlatna arabeska, kao vrlo poželjan ukras. Uz malo dosjetljivosti i truda, kad prilegnemo u malu “prašumu” trave, rezultat će biti ovako lijepa fotografija. Fotografija desno od ovoga teksta dobar je primjer snimanja širokih pejzažnih prostranstava s naglašenim prvim planom. Tragovi traktora na žitnom polju dodatno razigravaju ovu horizontalno razvučenu kompoziciju.


Nenad Gattin

ANALIZA FOTOGRAFIJA

Trogir, 1930.–Zagreb, 1988. Gattin je rođeni Trogiranin, ali osnovnu školu i gimnaziju završava u Splitu. Od rane je mladosti opčinjen umjetnošću, a posebno fotografijom. Nakon završene gimnazije odlazi u Zagreb na studij povijesti umjetnosti. Već za vrijeme studija intenzivno fotografira, i to umjetničke spomenike u prostoru, arhitekturu i skulpture u ambijentu. To će mu biti životno i umjetničko opredjeljenje. Bavi se umjetničkom fotografijom snimajući umjetnička djela velikih majstora. Tim svojim radom zadužio je nacionalnu kulturnu povijest. Snimajući spomeničku baštinu po Hrvatskoj surađivao je s najvažnijim imenima iz povijesti umjetnosti kao što su: Branko Fučić, Cvito Fisković, Radovan Ivančević, Vera Horvat Pintarić, Mladen Pejaković. Zdenac Života, Meštrovićeva skulptura ispred HNK u Zagrebu

Dioklecijanova palača u Splitu

Gattin radi crno-bijelu fotografiju izuzetne tehničke kvalitete što govori da je dobro poznavao zanat i da je u tehnološkoj obradi bio dosljedan. Fotografije su mu tehnički izuzetne, a i njegov pristup temi i načinu kadriranja te korištenje svjetla govori o autoru visoke senzibilnosti i profinjenoga stvaralačkog impulsa. Nenad Gattin svojom je ostavštinom, koja broji preko 23 000 negativa, zadužio kulturnu javnost Hrvatske. Bio je član Udruženja likovnih umjetnika primijenjene umjetnosti Hrvatske. Umro je u Zagrebu u 58. godini života.


donjem je kraju osovine (21) aksijalni ležaj (32) od mesingane ili metalne čahurice. Pokusom se odredi visina podloške (33) ovog aksijalnog ležaja. Odnosno, ova podloška se izreže od mekanog drveta za koji milimetar duža nego što je potrebno i onda se brusnim papirom skraćuje sve dok se ne dobije prijenos rotacije bez otpora i opterećenja. Oslonac gornjeg ležaja (28) ima utor i uvijek je moguće izvaditi samu osovinu. Dijelovi (26 i 27) su graničnici za gornji ležaj (24). Sada ćemo prijeći na opis samog zakretnog mehanizma. Pogonski je kotač (12) na osovini

od tanke čelične žice (13). Da ne bi došlo do proklizavanja osovine u ploči, njen se kraj savije za 4 mm i ulijepi u ploču. Najbolje dvokomponentnim ljepilom. Između pogonskog kotača (12) i nosača (18 i 19) umetne se mali odstojnik od komadića mesingane cjevčice. Umjesto mesingane cjevčice može se koristiti mesingane i plastične prazne uloške kemijskih olovaka. Osovina (13) ima izbočenje visine 6 mm i dužine 15 mm. Ovo je izbočenje u simetrali poluge (17) i prilikom okretanja osovine ova se poluga okreće lijevo-desno oko donjeg ležaja na osovini (14). Polugu treba zalijepiti na donju osovinu s dvije male koncentrične pločice, kako je to vidljivo na nacrtu. Svi ležaji ovog mehanizma opet su s mesinganim čahurama (15 i 16). Poluga (17) i pila (11) povezane su vijkom i maticom M3, kao zakretnim zglobom. Pila je dalje povezana s podlakticama (3 i 4) obojice drvosječa. Tijelo drvosječa (1) izradio sam od balze debljine 10 mm. Za izradu predlažem da se nacrt kopira i da se zatim izrežu konture tijela i ruku drvosječa, koje će se sada lako ocrtati na

materijalima koje imamo na raspolaganju. Već sam napomenuo da je za ruke, pilu i polugu najbolje koristiti plastiku od nosača zavjese. Ili nešto odgovarajuće. Drvosječe s donje strane cipela imaju nastavke koji se utaknu u utore njihove nosive ploče (9). Već ste primijetili da su svi sastavni dijelovi modela na nosivim pločama koje se vijcima pričvršćuju na temeljnu ploču (38). Na taj način moguće je vrlo točno podesiti njihove međusobne razmake, po dužini i širini. Tek kada je završeno podešavanje, nosive ploče se vijcima (10) stegnu na osnovnu ploču (38). Pila (11) “reže” drvenu cjepanicu (35) koja se nalazi na “kozi” (36 i 37). U slučaju da unatoč svemu pila po cjepanici šeta lijevo-desno više nego što bi trebala i ako to remeti rad mehanizma, uz pilu se na cjepanicu može zalijepiti male komadiće drveta kao vodilice. Ja sam to napravio i sve je zatim bilo kao u satnom mehanizmu. Drvosječe i čitav mehanizam se oboji po želji, najbolje akrilnim bojama. Ispred ili iza može se postaviti ograda, hrpa drva za rezanje i ostali kojekakvi dodaci, tako da sve izgleda uvjerljivo. Ova mala igračka je prototip, odnosno napravljena je bez ikakvih tehničkih podloga. Stoga su moguća poboljšanja, koja ću i napraviti. Prvo će biti da pogonski kotač (12) bude oslonjen na dva ležaja. Drugo poboljšanje je da fini brusni papir broj 120 bude samo po obodu pogonskog kotača (12). Krilca propelera treba zakrenuti da budu pod 45° u odnosu na ravninu propelera. I bez tih dorada nacrtana igračka dobro se vrti i uredniku i redakciji sam poslao videokazetu ovih marljivih drvosječa u radu. Gotova se igračka stavi iznad peći ili jačeg radijatora. Strujanje toplog zraka odmah će sve staviti u pogon. Siguran sam da će urednik objaviti fotografiju i reportažu vaše izrade ovoga modela! Bojan Zvonarević

21


Charanga

SF PRIČA

Čamac je uplovio u plitku lagunu obraslu gustom šumom niskih stabala, razgranatoga korijenja ukopanog u muljevito dno. Honey Hilger pogleda desnu obalu lagune: drevni kameni lukobran još je bio mjestimice vidljiv među stablima i pod krošnjama. Skrivene u šumi bile su ruševine lučkih skladišta. Jata sivih brzana naganjala su se nad krošnjama i mirnim morem. Gore uzbrdo, gdje je obalna šuma prerasla u tropsku prašumu, mogle su se iznad zelenog svoda vidjeti najviše ruine Ponaplea, drevnoga grada stradalog u potresu i tsunamiju prije 1300 standardnih godina. Bila je to zadnja u nizu katastrofa – epidemija crnih boginja, pirati s juga, pepeo vulkanske erupcije na otoku udaljenom 130 kilometara – nakon koje su nekoć moćni Ponaple i luka konačno bili napušteni i predani zaboravu i šumi: žrtve, kako se vjerovalo, Charanginog gnjeva.

22

Charanga je bog mora. I kao i svi bogovi, Charanga je osvetoljubiv bog. “Charanga je pravedan”, promrmlja Cocha s pramca svojim kreketavim glasom. Pogledao je Honey okruglim zelenim očima, kao da je hrabri. “Što kaže ljigavac?” upita Devine. U ruci je držao podignutu automatsku pušku, cijevi uperene u jutarnje nebo bez oblačka. Nekako se Honey nije osjećala ohrabrenom. “Ljigavac” je bio Cocha, pripadnik plemena što je živjelo na otočju, jedva vidljivom na pučini njima za krmom. Bio je s Devineom i Tzuom i J.B.-em. Honey nikad nije doznala kako se zapravo zove. Bio je samo “ljigavac” i bio je jedan od njenih otmičara, bez obzira na glavu vodozemca i krupne hladne oči i sluzavu smeđu kožu, posutu sitnim crvenim mrljama. Bio je jedan od njih. S jednom razlikom, doduše: nije bio naoružan. Svejedno, iako joj se činilo kako u njegovim očima ponekad bljesne tračak neodobravanja, Honey nije bila sigurna može li mu vjerovati. *** “Je li, ljigavac, što si ono rekao, zašto je Charanga kaznio grad?” Cocha pogleda J.B.-a. Devine je pažljivo promatrao zeleni zid nad vodom, kao da je svakog trena očekivao da netko zapuca. Tzu je bio za kormilarskim kolom, usporio je čamac od stakloplastike, plitkoga gaza i snažnog motora. U plićaku lagune odmarala su se krda repatih morskih prasaca, oklopljenih leđa: znali su narasti dulji od čamca i nije bila dobra ideja zaletjeti se u jednoga pri punoj brzini. Honey Hilger znala je legendu o griješnome gradu Ponapleu, gradu oholih što je na sebi osjetio svu ljutnju boga mora. Nešto prije prve pošasti, tako kažu, baš u vrijeme godišnjih svetkovina Charangi u čast, stigao je u grad Prorok. Naravno, tako se sam bio prozvao. Gospodarima Ponaplea, u njihovim gizdavim bijelim i grimiznim i modrim togama urešenim zlatnim vezovima, bio je tek prosjak u dronjcima, doplovio nekom lađom tko zna odakle. Na glavnom gradskom trgu tih je dana propovijedao svakome tko ga je hio slušati o pravednosti boga Charange i grijesima i


zloći i nezasitnosti gospodara i svećenika i trgovaca Ponaplea. Imao je Prorok o čemu pričati, ako je bilo za vjerovati legendi. Svejedno, nikoga nije začudilo kad su ga na vrhuncu svetkovine, na gozbi u hramu Charange – po zapovijedi samog boga otvorenoj svima bez razlike, bogatašu kao i siromahu – uz smijeh i poruge i bubotke izbacili i gurnuli ga da se skotrlja niz kamene stube što vode u hram. A njegove kletve i prijetnje strahotama što će poharati grad griješnih zagušila je graja veselja uz kuhane i pečene morske delicije i rujno vino i zamamne slastice i voće iz kojeg su na zagriz tekli slasni sokovi. Nitko ne zna što je kasnije bilo s Prorokom. Ali, bijes boga Charange nije trebalo dugo čekati... “Charanga je pravedan”, samo je promrmljao Cocha umjesto odgovora. “Ako ti tako kažeš...” slegne J.B. ramenima. *** Doktoricu Hilger zaskočili su na ulici u glavnom gradu, kasno navečer, dva dana ranije, zabili joj cijev pištolja doslovno pod nos i utrpali je u lebdjelicu. “Ti si arheolog, dušo”, rekao je Devine, dok joj je Tzu plastičnim lisičinama vezao ruke iza leđa. “Ti tražiš zlato u drevnim hramovima, je li tako?” Honey je mogla samo kimnuti glavom. Njezina slava nije bila bezrazložna. “E pa, imamo hram baš za tebe.” *** Plovili su oprezno kroz šumu što je rasla iz plićaka. Morski prasci ostali su za njima, ali nije bilo lako probijati se ispod niskih grana, među korijenjem, preko potopljenih debala obraslih algama. Svako malo plitko dno čamca zlokobno bi zastrugalo preko neke podvodne prepreke. Devine je u ruci držao ODP, Honey je na zaslonu vidjela kartu lagune i ruševina zaraslih u šumu i položaj čamca – crvena strelica – u tamnom zelenilu. Hram boga Charange bio je crveni osmerokutnik na samoj obali. Strelica je od osmerokutnika bila udaljena još dvjestotinjak metara. Honey pogleda naprijed. Uzalud. Iako je znala kako je hram veliko zdanje, čija se kamena kupola izdizala nad krošnjama, još je uvijek bio skriven od pogleda zelenim zastorom. ***

Pričalo se kako je hram bio jedino što je netaknuo preživjelo gnjev boga mora Charange. Iako joj je to zvučalo sasvim logično, Honey je ipak tu činjenicu pripisivala tome što je zdanje iz tamnoga kamena bilo podignuto na nasipanom i obzidanom brijegu te debelim zidovima hrama. Do ulaza u hram vodile su stube, one iste niz koje su bacili zlogukog Proroka. Prašuma se već ukorijenila među kamenim blokovima obraslim mahovinama, pod puzavicama što su cvjetale bijelim i svijetloljubičastim cvjetovima. Kroz šumu odjekivali su krikovi i žalobni zovovi i nečiji veseli pijev. Čamac su ostavili vezan za sobom. Devine je gazio naprijed, Cocha za njim. Tzu je pazio na Honey Hilger, J.B. je išao zadnji. Desetak znojnih minuta kasnije stajali su na vrhu stuba, pred ulazom u hram. “Gdje si rekla da je žrtvena odaja?” okrene se Devine. Honey je iz džepa izvukla plan koji joj je bio dao ujutro nakon otmice. Plan je bio rukom napravljen crtež hrama, s njegovim odajama. Sve su bile uredno imenovane na jeziku i pismom Cochinih predaka. “Mora biti ovo tu”, pokaže Honey prstom. “Iz obredne odaje ovim tu hodnikom.” “Klopke”, upita Tzu. “Koliko znamo, nema ih”, odvrati Honey. “Koliko znate”, sumnjičavo će J.B. “Gle, nije ovo prvi hram Charange u koji ulazim. Ni drugi arheolozi nisu nigdje našli klopki. Nisu našli ni blago, doduše.” Ponaple nije bio jedini napušteni grad na otocima. Njegova propast značila je pad cijelog carstva. Bez zaštite prijestolnice, ostale luke propadale su jedna za drugom pred boleštinama i upadima pirata. “Zato si tu, dušo”, unese joj se Devine u lice. “Da držiš oči otvorene. Ako su negdje klopke... Kažu da imaš nos za to.” *** Obredna odaja bila je osvijetljena snopovima svjetla što je padalo kroz visoke uske prozore. U sredini odaje nalazio se velik zdenac, isklesan iz ogromnog bloka svijetlozelenkastoga kamena, promjera dva i pol metra i visok oko metar i pol. Osim zdenca i oltara, poput kakvog tri metra dugog kamenog stola, odaja je bila gola. Kameni pod, zidovi, svod.

23


Honey se upitno zagleda u zdenac. Bio je do ruba ispunjen tamnom tekućinom. Voda kakve rijeke kroz prašumu, puna drvnih smola, mogla bi biti tako tamna, pomisli Honey. Ali nije imalo otkuda kapati u zdenac: svod je bio bez ikakva otvora. Otkud onda voda? “Što je ovaj zdenac”, upita Devine, i sam začuđen. “Nalazili smo ih i drugdje”, odgovori Honey. “Ne znamo im svrhu.” Prešutjela je kako su drugdje zdenci bili prazni, možda tek s nešto kišnice i lišća, ako je u svodu nad njima bila rupa. “Možda ljigavac zna”, naceri se J.B. i pograbi Cochu za vrat. “Otkud bi znao”, uskoči Honey. “Ovakvi hramovi ne grade se već stoljećima!” “Ljigavac je seoski svećenik”, dobaci Devine, posežući za nožem. “Nisi znala? On nam je ovdje za duhovna pitanja.” “Tamo je prolaz”, pokaže Honey brže-bolje u kut odaje. Devine zastane, pogleda, spremi nož i slegne ramenima. Zdenac je u trenu bio zaboravljen. *** U žrtvenoj odaji, kako joj je ime nagovještavalo, prinosile su se žrtve. Nije bilo klopki – “Pa ovo će biti šetnja”, nabacio je J.B. – baš kako je Honey pretpostavljala. A baš kako su se Devine i njegova banda nadali, žrtvena odaja bila je puna prinesenih žrtvi. Cochini preci nisu žrtvovali sami sebe. Niti životinje. Oni siromašniji prinosili su dio ulova iz vrša i mreža, znala je Honey iz prijevoda starih kronika. Ili su svećenicima donosili košare voća ili vrčeve vina. Oni bogatiji... Žrtve bogatijih sjajile su se i svjetlucale u svjetlu svjetiljki. Pokali. Zdjele, tanjuri, vrčevi. Narukvice. Ogrlice. Tijare i naušnice i prstenje. Zlato i drago kamenje. Honey se pitala hoće li sve uopće stati u čamac. Možda, ako se riješe suvišnoga tereta. Na primjer, Coche i nje. Tako da više ne budu na putu, protrne Honey i baci pogled na sluzavog stvora do nje. I kako to, pomisli Honey s nekom nejasnom strepnjom duboko u sebi, da je to blago ostalo stoljećima netaknuto? Cocha je djelovao potpuno miran, kao da uopće ne mari za svoju sudbinu. Ili kao da zna točno što će se dogoditi!

24

*** Tri su platnene torbe pune blaga počivale na kamenim pločama pored zdenca. Honey odloži četvrtu i otare znoj s čela. Možda su ona i Cocha bili dovedeni ovdje kao nevoljki savjetnici, ali sad su bili još nevoljkiji nosači. “Idemo”, zapovjedi Devine. “Još su tri torbe tamo! Življe to malo!” Tzu i J.B. stajali su po strani, cijevi uperenih u Honey i Cochu. Naravno, nije im bilo ni na kraj pameti da sami doprinesu brzini iznošenja svog tog blaga. Honey, a da ni sama nije znala zašto, baci pogled na zdenac. Protrne. Jedva primjetno, tamna tekućina u zdencu namreškala se. Ona krišom baci pogled na Cochu. Učinilo joj se kao da joj žablja glava kima. “Što ste stali”? zareži Tzu. “Ide-” Odjednom, iz zdenca pokulja pipac, crni, debli, masni. Ne iz tekućine, shvatila je Honey! Sama tekućina bila je pipac! A na vrhu pipca, razjapljene ralje, kao u kakvog morskog grabežljivca. Toga nema nigdje u kronikama, pomisli Honey. Pipac prohuja pored Honey i obruši se na Devinea. Cocha se baci na doktoricu i obori je na kameni pod, kao da je hoće zaštititi pred gnjevom drevnog boga. Pucnji. Kratki rafal presječen oštrim zubima. Krici. Još jedan pipac. I još jedan. Pucanj. Škljocanje ralja, kidanje mesa, pucanje kostiju. Zadovoljno režanje nečeg drevnog, čudovišnog, probuđenog nakon stoljeća gladi i obilno nahranjenog. I Honey, pritisnuta sluzavim tijelom, zaštićena dok je prastari bog mora – ili možda neki njegov demon, Honey nije znala reći – proždirao skrnavitelje svoga hrama. A onda tišina, tek prigušeni zvuci prašume izvana. Cocha se digao, Honey je bila slobodna. Osvrnula se, njenih otmičara više nije bilo. Od njih nije ostalo ni traga, ni kapi krvi, čak ni oružje. A tamna tekućina u zdencu ponovno je bila glatka poput ulja. Cocha je uzeo dvije torbe i krenuo ih odnijeti natrag u žrtvenu odaju. “Charanga je pravedan.” Kao da je time odgovorio na sva pitanja što bi ih doktorica Honey Hilger, nadaleko poznata arheologinja, imala za postaviti. Aleksandar Žiljak


TEHNIKA U MEDICINI

Terapija sučeljem mozak-računalo potiče oporavak od ozljede kičmene moždine Znanstvenici i inženjeri pod vodstvom neuroznanstvenika Miguela A. Nicolelisa sa Sveučilišta Duke izvijestili su da se grupi pacijenata s ozljedama kičmene moždine, koji su vježbali hodanje uz pomoć sučelja mozak-računalo u kombinaciji s uređajem za virtualnu realnost Occulus Rift i robotskim egzoskeletom, ponovno vratila sposobnost voljnog pokretanja mišića nogu i osjeta dodira i boli u paraliziranim udovima. Ova studija, koja je rezultat 12-mjesečnih treninga, prvi je dugoročni eksperiment ove vrste koji pokazuje značajni oporavak kod tako ozbiljnih ozljeda, kažu istraživači koji su svoje rezultate objavili u časopisu Scientific Reports. Sučelje mozak-računalo koje se bazira na neinvazivnom elektroencefalogramu činilo je osnovu terapija. Tijekom virtualno realnih vježbi, pacijentima je rečeno da zamišljaju kako hodaju kroz virtualnu scenu. U početku EEG ne bi uhvatio signale mozga povezane s hodanjem.

“Kada bismo rekli, upotrijebi ruke, pojavilo bi se podešavanje aktivnosti mozga”, kaže Nicolelis. “Ali zbog ozljede kičmene moždine, mozak je gotovo u potpunosti izbrisao prikaz njihovih donjih udova.” No nakon više mjeseci vježbanja, počeli su se pojavljivati EEG-signali. “U biti vježbanje je ponovno umetnulo prikaz donjih udova u pacijentov mozak.” Vježbanje je bilo potpomognuto taktilnim feedback sustavom. Na objema rukama ispitanici su imali rukave s vibratorima veličine novčića koji proizvode taktilni signal pri svakom učinjenom koraku. Signal je čak varirao kako bi se hodanje po travi razlikovalo od hodanja po pijesku. Pacijenti su postupno počinjali hodati u stvarnom svijetu, uz pomoć uređaja za obuku hodanja robota koje su proizveli Lokomat i Aertech. Također su se okretali uz pomoć egzoskeletona koji kontrolira sučelje mozak-računalo, javno predstavljeno 2014. godine kada je jedan od sudionika istraživanja nastupio tijekom otvaranja Svjetskog kupa. Na konferenciji za novinare, Nicolelis je rekao da cilj istraživanja nije bilo liječenje paralize. “Naš cilj je jednostavno bio stvoriti novi protetski uređaj za pokretanje donjih udova.” Dodao je: “Ali pokazalo se da smo nakon šest mjeseci treninga tih pacijenata, i nakon Svjetskog kupa 2014. godine počeli

25


shvaćati da su pacijenti doživjeli napredak u neurološkim informacijama.” “Naša prethodna studija pokazala je da velik postotak pacijenata kojima je dijagnosticirana potpuna paraplegija možda još imaju netaknute neke spinalne živce”, istaknuo je Nicolelis u priopćenju za novinare. “Ti živci mogu mirovati godinama jer nema signala iz korteksa prema mišićima. S vremenom, uz vježbanje, sučeljem mozak-računalo ti se živci mogu ponovno aktivirati. Možda je preostao mali broj vlakana, ali to može biti dovoljno za prenošenje signala od motoričkog korteks dijela mozga do kičmene moždine.” Činjenica da cilj studije nije bilo poboljšanje neuronske kontrole ljudskih ekstremiteta, komplicira stvari, stručnjaci su izjavili na

Nacionalnom javnom radiju. Naime, nije bilo kontrolne grupe, a trening virtualne stvarnosti i trening egzoskeletona bili su kombinirani. Stoga je nejasno koja je uloga svake od tih terapija te kako je usporediti s drugim modalitetima. Objavljeni rezultati pokrivaju samo 12 mjeseci terapije, no većina pacijenata vježba sada već više od dvije godine, rekao je Nicolelis. Stoga se može očekivati još rezultata o napretku ove grupe. Također u planu je nov pokušaj s pacijentima koji su nedavno zadobili ozljede kičmene moždine (oni koji su sudjelovali u studiji paralizirani su između 3 i 14 godina) kako bi vidjeli može li skoriji tretman dovesti do bržih ili boljih rezultata. Izvor: www.spectrum.ieee.org Snježana Krčmar

INOVACIJE

Kineski “lebdeći” autobus budućnosti Kineska tvrtka Shenzhen Huashi Future Parking Equipment, 2010. godine najavila je idejni projekt autobusa budućnosti, a u kolovozu ove godine prototip autobusa u punoj veličini odradio je svoju prvu testnu vožnju. Autobus pod nazivom TEB (Transit Elevated Bus) predstavlja jedinstveno rješenje za nesnosne gužve na cestama uzrokovane intenzivnim porastom broja stanovnika u gradovima. TEB je “lebdeći” autobus koji bi izbjegao gužvu na cesti na način da jednostavno prolazi iznad automobila. Sa svojih 22 m dužine, 4,8 m visine i 7,8 m širine, s dva bočna oslonca koja se kreću po posebnim

šinama, mogao bi prevoziti ido 300 putnika istovremeno prosječnom brzinom od 60 km/h, a pokreće ga električna energija. Iako su mnogi sumnjičavi, ovaj projekt zanimljiv je upravo zbog toga što je znatno jeftiniji od izgradnje podzemne ili nadzemne željeznice. Preuzeto sa: www.bbc.com/news/ Sandra Knežević

26


ELEKTROTEHNIKA

Kako upravljati radom elektromotora? (5) Nastavljamo s opisom sklopa za upravljanje radom servomotora, koji je u cijelosti prikazan na Slici 16. U prošlom nastavku objasnili smo kako IC1 proizvodi uske negativne impulse koji će pogoniti drugi TLC555, IC2. Taj drugi TLC555 nalazi se u spoju monostabilnog multivibratora (monostabila). Karakteristika takvog spoja je da na svom izlazu (ovdje je to točka B) proizvodi pozitivni impuls određenog trajanja svaki put kad ga “okine” pad napona na pinu 2. Monostabil IC2 normalno se nalazi u svom stabilnom stanju, u kojem je napon izlaznog pina 0 V. Kako bi promijenio stanje, potrebno ga je dodatno pobuditi (okinuti). Kakva je međusobna veza okidačkih impulsa A (pin 2 IC2) i izlaznih impulsa B (pin 3 IC2) vidljivo je na Slici 17. U trenutku kada se na pinu 2 pojavi silazni brid okidačkog impulsa (na Slici 17. je obojan crvenom bojom), monostabil će prijeći u “nestabilno” stanje u kojem će izlazni napon poskočiti na vrijednost napona napajanja (u našem primjeru, 5 V). Trajanje nestabilnog stanja određeno je

Slika 17. Impulsi koje proizvodi sklop za upravljanje radom servomotora

vrijednostima komponenti oko IC2. Po isteku tog vremena, IC2 ponovo prelazi u stabilno stanje i u njemu će se zadržati do pojave sljedećeg okidačkog impulsa. Napon na izlazu integriranoga kruga IC2 prikazan je na Slici 17. dolje. Impuls koji nastaje tijekom nestabilnog stanja na slici je obojan plavom bojom, dok je stabilno stanje obojano crno. Primijetite kako je trajanje impulsa nacrtano

Slika 16. Sklop za upravljanje radom servomotora

27


uvećano prema ostatku slike, kako bi se moglo naglasiti potrebno trajanje impulsa (700-2300 µs, odnosno 0,7-2,3 ms). Otprije znamo da su nam upravo takvi impulsi potrebni za upravljanje radom servomotora. Vratimo se sada na shemu na Slici 16. i pojasnimo, kako pomoću IC2 u spoju monostabilnog multivibratora generiramo impulse određenog trajanja. Ovdje je ključan kondenzator C2, koji se puni preko serijskog spoja otpornika R2a i R2b. • U stabilnom stanju, sklopka unutar TLC555 je uključena i pin 7 je spojen na masu. Sva struja koja dolazi preko R2a i R2b protječe kroz tu sklopku, kondenzator C2 je ispražnjen i napon na njemu iznosi 0 V. • U trenutku kada ga okine negativni brid impulsa na pinu 2, TLC555 otvara sklopku, struja kroz R2a i R2b počinje puniti kondenzator C2 pa će i napon na njemu početi rasti. Integrirani krug prati taj porast napona pomoću pina 6. Dok se nalazi u ovom, nestabilnom, stanju, napon izlaznog pina 3 bit će 5 V. • U trenutku kada napon na C2 naraste do 2/3 napona napajanja (oko 3,33 V), TLC555 zatvara internu sklopku pa se C2 preko pina 7 gotovo trenutno isprazni. Integrirani krug se vraća u stabilno stanje, a napon izlaznog pina 3 ponovo iznosi 0 V. Trajanje nestabilnog stanja ovisi o vrijednostima komponenti R2a, R2b i C2 i može se približno odrediti formulom

t1=1,1∙(R1a+R1b)∙C1 U ovisnosti o položaju klizača trimera R2a postižemo sljedeće vrijednosti: • t1 = 0,71 ms, odnosno 710 µs, kada je klizač trimera R1a u donjem položaju (R2a+R2b = 4,3 kΩ); • t1 = 1,53 ms, odnosno 1530 µs, kada je klizač trimera R1a u srednjem položaju (R2a+R2b = 9,3 kΩ) i • t1 = 2,36 ms, odnosno 2360 µs, kada je klizač trimera R1a u gornjem položaju (R2a+R2b = 14,7 kΩ). Zakretanjem osovine trimera R2a pokrivamo raspon trajanja impulsa koji upravo odgovara potrebama servomotora. Napravite sklop prema shemi na Slici 16. i provjerite, radi li zaista kako je opisano!

28

Prije spajanja servomotora, obavezno postavite klizač trimera R2a u srednji položaj. Kada spojite servomotor, njegova osovina bi se trebala postaviti u srednji položaj ili blizu toga položaja. Zakrene li se osovina motora naglo prema jednoj ili drugoj krajnjoj poziciji, a posebno ako uočite da motor pokušava prijeći preko graničnika (to se čuje kao pojačano zujanje motora), odmah isključite napon napajanja i potražite grešku u spojevima sklopa! Ako sklop radi ispravno, zakretanje osovine trimera u jednom ili drugom smjeru “poslušno” će pratiti položaj osovine servomotora. Pripaziti morate samo kada se klizač trimera primiče jednom ili drugom krajnjem položaju: “zapne” li osovina servomotora, nemojte dalje zakretati trimer u tom smjeru. I ovdje vrijedi razmatranje o točnosti provedeno u prošlom nastavku, pa rezultati pokusa možda neće u potpunosti odgovarati proračunima. Npr., možda nećemo moći postići potpuni otklon osovine servomotora u jednom smjeru, dok će u drugom smjeru osovina zapeti u graničnom položaju. Međutim, ako nas servomotor “sluša” makar i djelomično, pokazali smo da princip upravljanja djeluje! Sve ostalo se može dotjerati manjim korekcijama vrijednosti komponenti R1a, R1b, R2a, R2b, C1 i C2, ali nam je za to potrebno malo više znanja i iskustva.

Upravljanje radom servomotora pomoću senzora Iako smo pokazali da je funkcionalan, način upravljanja radom servomotora koji smo upravo opisali nije baš primjenjiv u robotskim konstrukcijama. Tu nam je cilj upravljati radom motora na osnovu očitanja nekog senzora, a ta očitanja nije lako pretočiti u promjenu vrijednosti otpora R2a. Mogli bismo, npr., klizač trimera R2a postaviti u gornji položaj (najveći otpor) i paralelno njemu spojiti fotootpornik (LDR07 ili sličan) kako je to prikazano na Slici 18. Ovisno o intenzitetu svjetlosti koja pada na njega, otpor fotootpornika će biti veći ili manji, impulsi u točki B će trajati duže ili kraće pa će se i osovina servomotora zakrenuti proporcionalno intenzitetu svjetlosti. Ovako jednostavno rješenje ima ograničene mogućnosti. Želimo li postići efekt poput pra-


Slika 18. Modifikacija sklopa sa Slike 16.

ćenja izvora svjetlosti, za to će nam trebati dva fotootpornika i malo drukčiji pristup. Pogledajte modifikaciju sklopa za upravljanje radom servomotora prikazanu na Slici 19.; novododani elementi i promijenjena vrijednost otpornika R2b obojani su plavom bojom. Evo kako oni utječu na rad sklopa! Prije smo spominjali kako su sklopovi unutar integriranog sklopa TLC555 projektirani tako da mijenjaju stanje kada je napon na ulaznim pinovima 2 i 6 jednak trećini ili dvjema trećinama napona napajanja. Svako odstupanje od tih

vrijednosti direktno utječe na pouzdanost rada integriranoga kruga pa su se projektanti potrudili osmisliti sklop na čiji rad su utjecaji vanjskih faktora, poput promjene napona napajanja ili temperature, minimalni. Spojivši otpornike na pin 5 mi smo znatno narušili tu “simetriju” unutar integriranoga kruga! Princip rada će ostati isti pa će sklop i dalje obavljati istu funkciju, samo će se naponski “pragovi” kod kojih sklop mijenja stanje promijeniti, a time i trajanje impulsa koje sklop proizvodi. U formulu kojom izračunavamo trajanje impulsa sada su se “umiješali” R3 i R4, ali i otpori fotootpornika R5 i R6. Formula je presložena da bismo je ovdje analizirali, ali je utjecaj fotootpornika lako razumjeti: • ako su fotootpornici R5 i R6 jednako osvijetljeni, napon pina 5 poprimit će neku srednju vrijednost pa će i trajanje impulsa u točki B biti neko srednje trajanje; • ako je fotootpornik R5 jače osvijetljen od fotootpornika R6, napon pina 5 će porasti pa će porasti i trajanje impulsa; • ako je fotootpornik R5 slabije osvijetljen od fotootpornika R6, napon pina 5 će se smanjiti pa će se smanjiti i trajanje impulsa. Drugim riječima, postigli smo da je trajanje impulsa u točki B ovisno o omjeru intenziteta

Slika 19. Sklop za praćenje izvora svjetlosti

29


svjetlosti kojom su osvijetljeni R5 i R6. Još samo moramo postići da “srednje” trajanje impulsa postavlja servomotor u srednji položaj, pa ćemo pomoću svjetlosti moći efikasno upravljati radom servomotora! U postupku ugađanja sudjeluju sva tri trimer potenciometra, R2a, R3 i R4. Provodimo ga sljedećim redoslijedom: • odspojite “lijevi” izvod trimera R4 od pina 5 pa zakretanjem klizača trimera R3 ugodite da napon pina 5 bude točno 2,5 V; • spojite servomotor i ugodite trimer R2a tako da se osovina motora postavi u srednji položaj; • postavite klizač trimera R4 u srednji položaj te zatim ponovo spojite njegov lijevi izvod na pin 5; • jednako osvijetlite fotootpornike R5 i R6 i, prema potrebi, popravite R3 tako da se osovina motora vrati u srednji položaj; • servomotor bi se nakon toga trebao zakretati na jednu ili drugu stranu, ovisno o tome koji je fotootpornik jače osvijetljen; • osjetljivost sklopa ugađamo trimerom R4: što je njegov otpor manji, sklop će biti osjetljiviji na razlike u nivou osvijetljenosti i obratno (u mom primjeru, optimalna vrijednost je bila oko 22 kΩ).

Slika 20. Sklop za praćenje izvora svjetlosti tijekom razvoja

Meni je ovo dobro radilo (Slika 20.), a kako radi vama? Upotrijebite li izvedbu servomotora koja se slobodno okreće, istim sklopom možete upravljati i radom takvog motora. On će se, ovisno o osvijetljenosti svjetlosnih senzora, vrtjeti u jednom ili u drugom smjeru, ili će se zaustaviti. Mr. sc. Vladimir Mitrović

30

POŠTANSKE MARKE

Poštanska marka povodom Olimpijskih igara Rio 2016

Ovogodišnja, ljetna, Olimpijada održana je u Brazilu, a službeno joj je ime bilo Rio 2016. Hrvatska pošta tim je povodom izdala prigodnu poštansku marku Rio 2016, koja je puštena u optjecaj 3. kolovoza. Motiv prigodne olimpijske marke stilizirani je sportaš koji slavi pobjedu. Prigodna poštanska marka Rio 2016 ima nominalnu vrijednost 4,60 kuna, a autor marke je Dean Roksandić, dizajner iz Zagreba. Naklada marke iznosi 150 000 primjeraka i izdana je u arčiću od 9 maraka s jednim privjeskom. Preuzeto sa: www.posta.hr/hr/postanskamarka-povodom-olimpijskih-igara-rio-2016 Sandra Knežević


Mjerila općenito - mjerila duljine Mjerenje je osnovni postupak istraživanja i upoznavanja materijalnoga svijeta. Mjerenjem se uspoređuju istovrsne mjerne veličine, dakle svojstava tijela, tvari od kojih su izgrađena tijela, stanja u kojima se nalaze tijela i tvari te pojava pri promjenama tijela, tvari i njihovih stanja. Razlikuju se izravna ili direktna mjerenja u kojima se mjerena veličina uspoređuje s odabranom istovrsnom veličinom i neizravna, posredna ili indirektna mjerenja, u kojima se mjere neke druge veličine, a iz njih računskim postupkom saznaje mjerena veličina. Tako se, na primjer, ploština iznimno rijetko mjeri izravno, nego se mjere duljine stranica lika, a iz njih izračunava ploština, a jednako tako i obujam pravilnih tijela. Čovjek od pamtivijeka mjeri sve oko sebe, a svaka prilagodba ili proizvodnja uporabnih predmeta, dakle tehnika u najširem smislu riječi nezamislive su bez mjerenja i mjerila kao pomagala. U ovom će nizu biti opisana samo najvažnija mjerila koja se rabe u tehnici i svakodnevnom životu. Mjerila1, mjere, mjerni instrumenti ili mjerni uređaji raznovrsna su pomagala za mjerenje predmeta, tvari, pojava i njihovih svojstava. Čovjek ih od davnina rabi za istraživanje i upoznavanje materijalnoga svijeta, proširujući ili nadomještajući svoja osjetila. Prema postupku istraživanja razlikuju se instrumenti za opažanje i promatranje, koji u nazivu većinom imaju dometak -skop (na primjer teleskop, osciloskop), 1 Mjerilo je istodobno i naziv omjera nekih veličina (na primjer: crtež u mjerilu 1:100).

Nipurski lakat, najstarije sačuvano mjerilo duljine (Arheološki muzej u Istanbulu)

MJERILA

Sklopivo mjerilo duljine, tzv. metar, obično nazivne duljine 1 m ili 2 m

instrumenti za mjerenje (mjerila), koji u nazivu većinom imaju dometak -metar ili -mjer (voltmetar, toplomjer) te instrumenti za zapisivanje mjernoga rezultata, koji u nazivu većinom imaju dometak -graf (termograf, oscilograf), a njihov zapis ima naziv s dometkom -gram (termogram, oscilogram). Prema izvedbi razlikuju se klasična ili analogna mjerila, koja rezultate obrađuju i prikazuju u analognom obliku, te elektronička ili digitalna mjerila, koja rezultate obrađuju i prikazuju u digitalnom obliku.

Čelično vrpčasto mjerilo duljine, tzv. savitljivi metar, obično nazivne duljine 1 m, 2 m ili 3 m

Mjerna vrpca (čelična, od tkanine ili plastike), obično nazivne duljine nekoliko desetaka metara

Mjerila su osnovno oruđe za istraživanje i proučavanje materijalnoga svijeta, ponajprije u prirodnim znanostima i tehnici, ali i u drugim područjima ljudskoga djelovanja (obrtima, industriji, trgovini, pa i u svakodnevnome životu). Nazivi pojedinih mjerila vrlo su različiti, nastajali su u dugom razdoblju i u različitim pristupima. Neka se mjerila nazivaju prema mjernoj veličini koju mjere (na primjer tlakomjer, brzinomjer), neka prema mjernoj jedinici (voltmetar, luksmetar) ili su jednaki nazivu mjerne jedinice

31


Mjerni kotač za mjerenje duljina na tlu

(metar2), neki prema tvari ili pojavi koju mjere (vodomjer, svjetlomjer), neki prema postupku mjerenja (vaga), neki prema prvotnim i zastarjelim nazivima mjernih veličina (strujomjer, toplomjer), neki su posuđenice iz drugih jezika (termometar, barometar), a neki su nazivi potpuno izvan ovog sustava nazivanja (sat, ura). Mjerila za javnu uporabu moraju zadovoljavati uvjete koji su preporučeni međunarodnim, regionalnim i državnim normama te propisani zakonima i pravilnicima pojedinih zemalja. Ponajprije moraju biti umjereni u zakonitim mjernim jedinicama i označeni nazivnim vrijednostima mjerne veličine. Ljestvice analognih mjerila moraju biti razmjerene na određene, jasno označene podjeljke, a pokaznici digitalnih mjerila moraju pokazivati brojčanu vrijednost do označene točnosti.

nama hrama u sumerskom gradu Nipuru pokraj Bagdada, datiran u oko 2650. godinu pr. Kr. To je štap od bakrene slitine, s urezanom ljestvicom od jednoga lakta (oko 51,8 cm) razmjerenom na stope i palce. Služio je kao pramjera (etalon) duljine. Mjerni štapovi ili mjerne vrpce najjednostavnija su mjerila duljine. Nazivaju se prema upotrije­ bljenoj mjernoj jedinici, pa je to danas obično naziv metar. Razmjereni su obično na manje jedinice, dakle decimetre, centimetre, milimetre itd.4. Obično su u obliku štapa ili letvice, ponekad na sklapanje, u obliku čelične vrpce savijene u kutijici ili dulje čelične vrpce, vrpce od tkanine ili plastike, namotane na nosećem okviru. Crtaća i školska ravnala i trokuti, obično znatno kraći od metra, također su duljinska mjerila. Rabe se svagdje gdje treba izmjeriti neku duljinu, udaljenost, razmak i sl. Pomično mjerilo, razgovorno i šubler (prema njem. Schub: potisak, guranje; Lehr: kalup), duljine obično 15-20  cm, ima čeljusti prikladne za mjerenje debljina ili stranica predmeta, promjera otvora te kliznu šipku za mjerenje dubina. Ljestvica je razmjerena na centimetre i mili-

Mjerila duljine

4 Do pojave metra takav je štap duljine obično jedan hvat (1,896 m) ili pola hvata bio razmjeren na palce ili cole, pa se i u nas nazivao colštok (prema njem. Zoll: palac; i Stok: štap, palica), što se razgovorno, osobito među starijim obrtnicima, zadržalo do polovice XX. stoljeća.

2 Metar je naziv mjerne jedinice duljine, ali i razgovorni naziv mjerila duljine. 3 Cjelovit sustav antropometrijskih mjernih jedinica opisao je još rimski arhitekt Marko Vitruvije Polio (80./70. pr. Kr.–15.) u svom djelu Deset knjiga o arhitekturi.

Klasično pomično mjerilo s čeljustima i analognom linearnom ljestvicom s nonijem

Duljina je jedna od prvih mjernih veličina koje čovjek mjeri. Prvotna su mjerila duljine bili uporabni predmeti iz okruženja, ponajprije dijelovi ljudskoga tijela: prst, palac, šaka, stopa, lakat (tj. podlaktica), potom obuhvat ili sežanj, koračaj i dr. Takva antropometrijska mjerila rabila su se od pamtivijeka3. Prema njima su izrađivana ujednačena mjerila u obliku mjernih štapova ili vrpci. Od uvođenja Metarskoga sustava u XIX. stoljeću mjerna jedinica duljine je metar (znak m) te njegovi decimalni višekratnici i nižekratnici: kilometar (km), decimetar (dm) i dr. Najstarije sačuvano mjerilo duljine je tzv. nipurski lakat pronađen 1916. godine u ruševi-

32


Digitalno pomično mjerilo s čeljustima i opotoelektroničkim pokaznikom

metre, a ima i pomoćnu ljestvicu, tzv. nonij, za očitanje desetinki i procjenu stotinki milimetra. Nonij ili nonius osmislio je 1542. godine portugalski matematičar Pedro Nunes (lat. Nonius; 1502.–1578.), a 1631. godine usavršio francuski matematičar Pierre Vernier (1580.–1637.), pa se ponekad naziva i vernierom. U noniju se pomoćna ljestvica, s podjeljcima duljine 0,9 podjeljaka osnovne ljestvice, uspoređuje s osnovnom ljestvicom. Tako se može očitavati desetinke, a procjenjivati i stotinke podjeljka osnovne ljestvice. Primjenjuje se u analognim mjerilima duljine ili kuta. Suvremena pomična mjerila imaju optoelektroničke digitalne pokaznike koji izmjerenu duljinu pokazuju brojkama. Rabi se osobito za mjerenje strojnih dijelova, promjera žica, cijevi, vijaka, zakovica, svrdala i sl. Mjerna kliješta, mjerni šestari, mjerne rašlje i druge slične naprave vrste su pomičnih mjerila. Služe za mjerenje debljine predmeta, otvora u predmetima, razmaka između određenih mjesta i sl. Mikrometar5 ili mikrometarski vijak pomično je mjerilo na načelu preciznoga vijka maloga hoda. Zakret i hod vijka su razmjerni, pa se u njegovoj matici nalazi ljestvica pomaka vijka s nonijem, na kojoj se očitava udaljenost između vrha vijka i čvrstog oslonca, tzv. nakovnja. Primjenjuje se za mjerenje malih debljina, a točnost mu je do stotinke milimetra. Laserska mjerila duljine mjere na načelu reflektiranoga laserskog snopa od predmeta čija 5 Mikrometar je i naziv decimalnoga nižekratnika metra, μm = 10−6 m.

se udaljenost mjeri. Zato su se u prvim izvedbama nazivali i laserskim daljinomjerima, koji su se prvotno rabili u geodeziji. Na tom su načelu i suvremena mjerila razmaka, koja se danas već masovno rabe za mjerenja ne samo u geodeziji, nego u građevinarstvu, strojarstvu i dr. Mjerni kotač prenosi duljinu traga po kojem se kotrlja, što se pokazuje na analognom ili digitalnom brojčaniku. Služi za grublja mjerenja duljine ravne ili savijene crte na cestama, gradilištima i sl. Daljinomjeri vozila stanoviti su mjerni kotači, jer pokazuju duljinu puta po kojemu se kotač vozila kotrlja. Krivinomjer ili kurvimetar (prema njem. Kurve: krivulja, zavoj) precizno je izveden mjerni kotač s prikazom njegova kotrljanja. Služi za mjerenje duljina krivulje na papiru, ponajprije na zemljopisnim kartama i sličnim nacrtima. Rezultat se mjerenja, ovisno o razmjeru karte, pokazuje u stvarnim jedinicama duljine.

Krivinomjer ili kurvimetar s digitalnim pokaznikom i programom za obradbu mjernog rezultata

Mjerni listići, mjerne ploče, mjerne cijevi i slična pomagala slogovi su metalnih listića ili drugačijih predmeta točno određenih debljina ili promjera u nekim koracima. Služe za određivanje malih razmaka između strojnih dijelova, na primjer za raspore ventila ili svjećica u motorima s unutarnjim izgaranjem, promjera otvora, unutrašnjosti cijevi i sl.

Mjerni listići s nizom debljina

33


SVIJET ROBOTIKE

Mikrometar s analognom obodnom ljestvicom i nonijem

Digitalni mikrometar s optoelektroničkim pokaznikom

Posebna mjerila duljina imaju i posebne nazive, kao što su daljinomjer, dubinomjer, visinomjer, katetometar (za mjerenje razina ili visinske razlike između dviju točaka) i dr.

Sustavi za mjerenje duljina i položaja na načelima triangulacije, prijeđenoga puta ili refleksije zvučnih ili elektromagnetskih valova primjenjuju se u geodeziji, astronomiji i balistici te u pomorskom i zračnom prometu. Posljednjih desetljeća brojne je primjene našao popularni navigacijski sustav GPS (prema engl. Global Positioning System: globalni položajni sustav) pomoću usklađenih umjetnih satelita kojim se danas može odrediti položaj na Zemljinoj površini do točnosti od desetak centimetara. Ugrađen je čak u mobitele i suvremena prometala. Opisivanje takvih sustava nadilazi namjeru i opseg ovoga prikaza. Dr. sc. Zvonimir Jakobović

34

Važnost osjeta dodira i opipa za robote Robotu oblikovanom za radnje s objektima koje zahtijevaju precizno rukovanje, vješte pokrete ili rad s neobičnim objektima potrebni su senzori nalik dodirnim osjetilima kod ljudi. Dodirni senzori koji se koriste za prihvat nadopunjuju se osjetom vida jer prikupljaju dodatne podatake potrebne za ostvarivanje stabilnog i čvrstog prihvata u statičkim i dinamičkim uvjetima. Iako se vid često smatra najvažnijim osjetom robota, za precizne poslove kod kojih se kontroliraju pomaci i sile potrebno je zbog procjene mase objekata, određivanja njihova težišta, tek-

Kortikalni homunkulus: senzorički homunkulus (desno) i motorički homunkulus (lijevo). Tridesetih godina 20. st neurokirurg Wilder Penfield sistematizirao je podatke o tome koliko je koji dio tijela zastupljen u dijelu mozga koji se naziva Cerebral cortex i koji upravlja voljnim pokretima i osjećajima. Kada je slikom prikazao rezultate dobio je izobličeni oblik ljudskog tijela nazvan cortical homunculus koji pokazuje koliko su pojedini dijelovi tijela zbog količine senzora i pokretačkih organa koji se nalaze u njima zastupljeni količinom nurona u mozgu. Senzorički homi­ nkulus pokazuje gdje su i u kolikim količinama smješteni senzori osjeta. Dlan s prstima, jezik ,usne i lice su regije tijela bogate osjetilima dodira pa su u mozgu zastupljeni s većom količinom živčane mase. Motorički homunkulus sličan je senzoričkom što pokazuje da su dodir i pokret usko povezani: dodiruje se da bi se pokretalo i pokreće se da bi se dodirivalo. Senzorički i motorički homunkulusi pokazuju kako ljudski mozak vidi ljudsko tijelo iznutra i koliko je to viđenje različito od naše izvanjske predodžbe.


Rani robotski senzori dodira. Na slici lijevo je povijesna “Stanford Arm” (Stanfordska ruka) iz 70-ih godina XX. st. s diskretnim senzorom dodira na dvoprstoj prihvatnici. Na slici desno je replika još znamenitije kornjače W. Graya iz 50-tih godina XX. st. s prozirnim oklopom koji je zapravo sastavni dio mehaničkog senzora kojim kornjača utvrđuje dodir s okolinom i u skladu s tim prilagođava ponašanje.

sture, hrapavosti površine, koeficijenta trenja ili toplinske vodljivosti i dodirivati. Zbog toga je osjet dodira više od obične senzorske zabilježbe dodira. Osjetom dodira organizam (ili stroj) na temelju fizičkog dodira dijelova svog tijela na kojemu su osjetila dodira dobiva podatke o stanju okoline (temperatura, tlak), utvrđuje dinamičke osobine (npr. miče li se objekt ili stoji, vibrira li i sl.). S njim je moguće uočavanje i ispitivanje objekata koji se ne vide ili su bez zvukova. S dodirom se, u postupku opipavanja rukama ili posredstvom brkova, može odrediti i grub oblik objekta koji se dodiruje, a preko vibracija na koje reagiraju osjetila dodira mogu se registrirati (čuti) i zvukovi. Dodir nije ni brzo, a ni osobito točno osjetilo. Pri usporedbi brzine odziva na vanjski podražaj i količinu prikupljenih informacija i razlučivosti dodir je smješten iza vida, ali ispred sluha. Dodir je evolucijski najstariji osjet što govori o njegovoj važnosti za preživljavanje. U svakodnevnom životu oslanjamo se na osjet dodira više nego što mislimo, a gubitak osjeta dodira je fatalan za ljude. Kako bi se ostvarilo dobro prepoznavanje okoline dodirom, tijelo organizma ili stroja mora biti prekriveno mnoštvom dodirnih osjetila čija je gustoća različita na pojedinim dijelovima tijela. Osjet dodira započinje mehaničkim dodirom osjetila (senzora) dodira čija građa omogućava mjerenja određenih svojstava objekata s kojim se dodiruje,a čine ga dva osnovna podražaja. Prvi je neposredni iz osjetila dodira u koži, a

drugi je posredni, kinestetički koji stvaraju podaci iz senzora unutar mišića, tetiva i zglobova tijela. Dodirom se, dakle, ne bilježi samo ostvaren kontakt na nekom mjestu već i intenzitet tog dodira, tj. sila. S obzirom na zadatak koji se izvodi, razlikuje se percipiranje dodirom zbog izvođenja neke akcije (npr. upravljanje prihvatom prstima, fini pokreti pri manipulaciji objektom) i akcija koja se izvodi sa svrhom stvaranja dodirne percepcije sa svrhom proširenja cjelovite percepcije (npr. prepoznavanje oblika objekata opipom radi modeliranja i istraživanje oblika). Kožni senzori dodira razlikuju se po osjetljivosti i brzini reakcije pa postoje brzo reagirajući senzori (npr. na vrhovima prstiju) dok su na dlanu ruke manje osjetljivi senzori s manjom gustoćom. Unatoč biološkim saznanjima o važnosti dodira i opipa za stvaranje cjelovite percepcije okoline, taj je osjet u robotici kroz duže razdoblje bio jako zanemaren što je kontradiktorno činjenici da je upravo osjetilo dodira bilo među prvim osjetilima s kojima se u robotici radilo u kibernetičarskom razdoblju iz pedesetih godina XX. st. Razlog te rane primjene je i jednostavnost najprimitivnijih mehaničkih senzora dodira koji mogu biti obična elektromehanička sklopka. U sedamdesetim godinama XX. st., unatoč velikim razvojnim aktivnostima na industrijskoj robotici u cjelini, malo se radilo na taktilnim senzorima. Dodiru se pristupalo na razini lokalnih diskretnih zabilježbi kontakta dvoprstih prihvatnica s predmetom manipulacije kod industrijskih manipulacijskih robota zbog ostvarenja i osiguranja stabilnog prihvata tijekom postupka rukovanja objektima u dinamičkim uvjetima. Tek u osamdesetim godinama XX. st. bilježi se porast istraživanja dodirnih senzora kada se razvijaju gotovo svi danas poznati tipovi dodirnih senzora: otpornički, kapacitivni, piezoelektrički i piroelektrički, magnetički, magnetoelektrički, mehanički, optički, ultrazvučni... Tek s početkom korištenja robota u industrijskoj montaži uviđa se da, kod finih montaža, matematička točnost pozicioniranja nije dovoljna za konkurenciju ljudima. Bez senzora dodira s višeprstim prihvatnicama kod manipulacijskih robota i androida nije moguće znatnije korištenje onoga što se tim mehanizmom može postići, npr. pri izvođenju

35


Na ljudskoj ruci postoje vrlo mala područja koja su dodirno najosjetilniji dijelovi tijela s oko sedamnaest tisuća dodirnih osjetila na površinama s kojima se izvodi hvatanje i držanje objekata. Prostorna dodirna razlučivost je 1 mm na vrhu prsta i 5 mm dlanu. Za usporedbu, na trbuhu je 30 mm. Po kvadratnom centimetru broj senzora je 241 na vrhu prsta i 58 na dlanu. Roboti su još vrlo daleko od tog broja.

složenijeg pokreta. Učinkovito i precizno upravljanje ljudskom rukom nemoguće je bez senzora dodira. Proteza ruke s neposrednim neuronskim upravljanjem bez osjeta dodira također nije upotrebljiva. Kad se koža anestezira kako bi se izgubio osjet dodira, prihvat rukom postaje nestabilan. Kod industrijskih manipulatora osjećanje dodira važno je i zbog sigurnosti kod kooperativne robotike u kojoj radnik i robot blisko surađuju. Prema načinu rada taktilni senzori dijele se na piezoelektrične, optičke, magnetske, ultrazvučne, otporničke i kapacitivne. Prve četiri vrste omogućuju ekstremnu osjetljivost i razlučivost. No oni su skupi i složeni za proizvodnju, teško se reproduciraju i imaju ograničenu prilagodljivost.

Vrh robotičkog prsta kao kompaktni piezootpornički taktilni senzor s ugrađenom elektronikom za predobradu signala. Načinjen je korištenjem provodničkih metalnih traka kao elektroda i elektrovodljive pjene kao senzorskog materijala. Vrh prsta ima 12 senzorskih mjesta (taktela) i prosječnu prostornu osjetljivost od oko 5,5 mm. Vrh prsta može detektirati pritisak već od 0,3 N/cm2. Na slici (a) prikazane su 3D CAD-trake elektrode, a na slici (b) je izvedeni prst s ugrađenom provodničkom pjenom. Na slici (c) je završen senzor s ugrađenim elektroničkim čipom.

36

Najmasovnije se istražuju i primjenjuju otpornički i kapacitivni senzori jer su jeftini, troše malo energije i potrebna im je jednostavna elektronika, a otporni su na šokove i lakše se integriraju. Otpornički i kapacitivni dodirni senzori rade i uz jednostavnu pripremu signala pa se u mikroelektromehaničkoj tehnologiji može izvesti velik broj senzora po jedinici površine. Međutim, poluvodički piezootpornici su lomljivi, kruti i temperaturno osjetljivi. Zbog toga se umeću u fleksibilne polimere. Ali bez obzira na ograničenja, smatra se da je dosegnuta razvojna razina proizvodnje dodirnih senzora dovoljna za masovnu primjenu u robotici pa se očekuje njihova sve šira i masovnija primjena. To će znatno povećati i mogućnosti robota te dovesti do primjene kompleksijih taktilnih sustava poput kože. Zahtjevani parametri za dodirni senzor Smjer mjerene sile dodira normalna i tangencijalna Područje mjerenja sile 0.01 – 10 N (raspon 1000:1) stabilan, ponovljiv, monoton Senzorski izlaz uz nisku histerezu Izlaz niza minimalan ili null cross-talk Senzorska površina podatljiva i izdržljiva fleksibilnost, rastezljivost, robusnost (zavisno od priMehaničke osobine mjene i okoline) elektronska i magnetska zaštita pretprocesiranje zbog redukOrganizacija podataka cije podataka za CPJ Vremenska promjena sile dinamičke i statičke sile Vremenski odziv 1 ms za dodir jednostavna mehanička integracija velikog broja senzora Proizvodnja uz minimalno ožičenje, niska cijena jednostavna, niska energetElektronika ska potrošnja

Precizan pomak zahtijeva fino osjećanje površine, ali i fin opip zahtijeva fini pomak. Kako bi se moglo vrtjeti olovku među prstima, a da je se ne ispusti, potrebno je dodirom detektirati klizanje, razviti svijest o tijelu, razlikovanje ja od ne-ja. Dodir proširuje osjetilni prostor onoga što se osjetilo na ono što se dodirom zapazilo. Bez dodirnih senzora znatno se sužava interakcija s okolinom, a time i kognitivna sposobnost. Zbog toga su dodir i opip za robote jednako važni kao i drugi senzori kojima je kroz povijest posvećivana mnogo veća pozornost. Igor Ratković


Hrvatski izumi U seriji maraka “Hrvatski izumi” sredinom ove godine puštene su u promet dvije marke: s motivom torpeda i njegovog izumitelja Giovannija Biagia Luppisa (Ivana Blaža Lupisa) i s prikazom automatske mehaničke olovke i njezinog izumitelja Eduarda Slavoljuba Penkale. Marke za tisak priredila je samoborska dizajnerica Ariana Noršić, autorica brojnih hrvatskih, slovenskih i bosansko-hercegovačkih maraka. Svaka marka je izdana u posebnom arčiću od šest maraka, a izdana je i omotnica prvog dana (FDC). Povijest torpeda, podvodnog projektila s vlastitim pogonom i uređajem za vođenje po smjeru i dubini, koji se lansira s broda, podmornice, zrakoplova ili helikoptera, namijenjenog za uništavanje različitih ciljeva na morskoj površini i ispod nje, veže se za godinu 1860. i Riječanina Luppisa, časnika Austro-ugarske ratne mornarice. Luppis je osmislio brodić bez posade kojim bi se na većoj udaljenosti mogao napasti neprijateljski brod. Sagradio je model duljine oko jednog metra, pogonjen vijkom pokretanim navijenom oprugom, upravljan konopcima kojima se s obale pomicalo kormilo. Brodica je bila napunjena eksplozivom (barutom), koja je udarcem upaljača o neprijateljski brod trebala eksplodirati i potopiti ga. Svoj izum Luppis je

Slika 1. Riječanin Giovanni Biagio Luppis, časnik Austro-ugarske ratne mornarice zaslužan je za izum torpeda u drugoj polovici XIX. stoljeća

TEHNIČKE POŠTANSKE MARKE

Slika 2. 1906. godine inženjer Penkala izumio je automatsku olovku koja je postala hit na svjetskom tržištu

ponudio Austro-ugarskoj mornarici koja ga je odbila jer je smatrala da nije riješen problem pogona i upravljanja. Kapetan Luppis nije odustao od svoje višegodišnje zamisli te je u kolovozu 1864. sklopio ugovor s engleskim inženjerom Robertom Whiteheadom, tadašnjim tehničkim direktorom Riječkoga tehničkog zavoda i započeo zajednički rad na novom pomorskom oružju. Usavršeni projekt predstavljen je krajem prosica 1866. u Rijeci posebnom povjerenstvu Mornaričkog odjela Ministarstva rata Austro-Ugarske. Izum torpeda koja su nosila ime Luppis-Whitehead prva je otkupila Austro-ugarska mornarica, potom i gotovo sve veće pomorske sile svijeta, a riječka tvornica postala je prva tvornica torpeda na svijetu. Tvornica u Rijeci dostigla je vrhunac u vrijeme Drugog svjetskog rata, kada je proizvodila nekoliko tisuća torpeda. Nakon rata polako je opadala proizvodnja jednog od tehnološki najrazvijenijih oružja svojeg doba. Druga marka donosi priču o Eduardu Penkali, izumitelju i inženjeru poljskog porijekla rođenom u Slovačkoj, koji se školovao u Njemačkoj, a afirmirao u Hrvatskoj.

37


Slika 3. Sjedište Svjetske organizacije za intelektualno vlasništvo koja brine o patentima nalazi se u Ženevi

Dolaskom u Zagreb počekom XX. stoljeća Penkala je postao kraljevski tehnički nadzornik (današnji rang ministra), a svoj prvi izum prijavio 1905. godine: rotirajuća četkica za zube. Sljedeće godine patentnom uredu u Budimpešti prijavio je važan izum: automatsku mehaničku olovku. Do Penkalina izuma, grafitne olovke bile su ili drvene (koje su se morale šiljiti) ili mehaničke s vrlo složenim načinom mijenjanja i namještanja grafitnog uloška. Automatsku olovku Penkale nije trebalo šiljiti, a njezin tanki grafitni uložak, kako se trošio pisanjem, izlazio bi iz tijela olovke pritiskom na papir. Mehanička olovka postala je neizostavan uporabni predmet svakomu tko je znao u to doba pisati. Nepunih sedam mjeseci nakon patentiranja Penkaline automatske olovke počinje njezina proizvodnja. Automatska olovka postala je pravi hit na europskom i svjetskom tržištu. Penkaline

automatske olovke izrađivale su se u gotovo svim bojama, kao i u njima korišteni grafitni ulošci. Ponude za kupnju patenta Penkaline automatske olovke stizale su iz svih krajeva svijeta, čak i iz Japana. U Zagrebu je izgrađena tvornica koja je počela proizvoditi automatske mehaničke olovke, nalivpera i ostali pisaći pribor prema Penkalinim patentima. Ta je tvornica ubrzo postala jednim od najvećih svjetskih proizvođača pisaćega pribora, a mehanička je olovka postigla velik tržišni uspjeh u 70-ak zemalja. Zato se i naziv penkala, pod kojim je bila prodavana, uvriježio u govoru za pisaljku te vrste, a u nekim se zemljama koristi i danas. Penkala je izumio, patentirao ili usavršio i termos-bocu, anodne baterije, lijek protiv reume, sredstvo za uništavanje gamadi, tekući preparat za impregnaciju željezničkih pragova, manometar, vagonske kočnice i dr. Marka s motivom Penkale izdana je i 1994. u seriji Europa: izumi. O njoj je pisao i časopis ABC tehnike u svom 578. broju. Također, Penkala je ostao zapamćen i kao prvi konstruktor zrakoplova koji je sagrađen i letio u Hrvatskoj.

Gotthard – najduži tunel na svijetu

Švicarska pošta izdala je sredinom ove godine marke pod nazivom Gottardo 2016. Povod je bio otvorenje Gottharda, najdužeg željezničkog tunela u svijetu. Na markama se nalazi prašina od kamenja izvađenog iz Alpa, planinskog masiva kroz koji je probijen tunel. Marke prikazuju

Slika 4. Marke izdane povodom otvorenja Gottharda, najdužeg željezničkog tunela na svijetu na sebi nose prah kamena iz istoimenog planinskog masiva u Švicarskoj

38


ASTRONOMJA

Nova Zemlja pronađena oko nama najbliže zvijezde Slika 5. Među graditeljska umjeća u prometnoj infrastrukturi ubraja se i Öresundomski, kombinirani most tunel (i umjetni otok) koji spaja Dansku i Švedsku u dužini od 15,8 km

panoramu Alpa i reljef planinskog masiva Sankt Gotthard s početnom i završnom postajom, Erstfeld i Bodio, a lokomotive simboliziraju putnički i teretni promet kroz tunel. Tijekom gradnje iz tunela je uklonjeno 28,2 milijuna tona kamena, od toga je 15 kilograma iskorišteno za poštanske marke. Ostali kamen je iskorišten za uređenje okoliša, poput izgradnje umjetnih otoka na jezeru Urnersee. Tunel je dio prometne trase koja povezuje Sjeverno i Sredozemno more, odnosno Rotterdam i Genovu. Gradio se čak 17 godina, čemu je prethodio referendum švicarskih građana 1992. o njegovoj opravdanosti. Dug 57 kilometara i dubok više od 2000 metara, tunel s dvije cijevi skratio je putovanje između Züricha i Milana za jedan sat i ono će iznositi samo dva sata i četrdeset minuta. Svakodnevno će tunelom, nakon pokusnih vožnji koje će trajati do prosinca, prometovati 325 vlakova do maksimalne brzine od 200 kilometar na sat. Tijekom povijesti na markama su prikazani brojni tuneli, veliki infrastrukturni projekti u trenutku izdavanja maraka: 20. obljetnica izgradnje tunela ispod kanala La Manchea u dužini od 50,5 km (Francuska 2014.), otvorenje tunela Seikan u dužini od 53,9 km (Japan 1988.), dovršetak radova na cestovnom tunelu Karavanke između Slovenije i Austrije (Austrija 1991.), puštanje u promet podmorskog tunela u Sydneyu (Australija 1992.) i dr. Ivo Aščić

Planet nalik Zemlji orbitira oko Proxime Centauri Teleskopi (astronomi) Europske južne opservatorije (ESO) u suradnji sa drugim institucijama nedvojbeno su dokazali kako se oko nama najbliže zvijezde (Proxima Centauri) nalazi planet veoma sličan Zemlji. Dugo tražena “Nova Zemlja” otkrivena je u našem najbližem susjedstvu. Planet nazvan Proxima b orbitira oko svojeg hladnog, crvenog sunca s periodom od 11 dana a na površini postoje temperaturni uvjeti za postojanje vode u tekućem stanju, što je osnov života kakav poznajemo na našem matičnom planetu. Znanstveni rad o tome objavljen je u časopisu Nature od 25. kolovoza. Ovo je svojevrsna prekretnica u istraživanju ekstrasolarnih planeta. Iako nas do Proxime Centauri dijele “samo četiri i pol” svjetlosne godine ovo je već pokrenulo lavinu ideja o slanju međuzvjezdane sonde koja bi iz blizine ispitala što se to tamo točno događa. Skopčano je to sa danas neriješivim tehničkim

39


pitanjima ALI, kako tehničari kažu, ako je problem tehičke prirode onda to znači samo jedno; Riješiv je! (u neko dogledno vrijeme, op.a.). Web stranica Pale Red Dot mjesecima je pratila događanja i napredak istraživanja oko ovog važnog znanstvenog otkrića. Bile su potrebne tri pune godine mukotrpnog rada od prvih nagovještaja da bi se oko Proxime Centauri „nešto zanimljivo“ moglo nalaziti do potvrde otkrića. Proxima b udaljena je od zvijezde 7 milijuna kilometara a njezina je masa 1.3 puta veća od Zemljine. Iako se ovi parametri ne poklapaju sa Zemljinim imajući u vidu karakteristike Proxime Centauri dolazimo do činjenica kako se otkriveni planet nalazi u „nastanjivoj zoni“. Naravno, ima tu i argumenata protiv potencijalne egzistencije „života“ usljed velike doze zračenja koja pristiže na površinu, klimatskih parametara koji vjerojatno čine da se klimatske zone i razmjena godišnjih doba rasprostiru prema geografskoj širini i stalno su jedna te ista na nekom području a ne kao na Zemlji gdje se godišnja doba izmjenjuju tijekom obilaska planeta oko zvijezde. Proxima b sigurni je cilj narednih istraživanja. Teleskopi na Zemlji i u svemiru koji su trenutno u izradi svoje

će osjetnike svakako usmjeravati prema ovom dijelu neba. Nama najbliža zvijezda i njezin planet u ovom trenutku upravo su pokrenuli lavinu koja će prethoditi međuzvjezdanim putovanjima, najprije robota a kasnije... Svima onima koji se bave istraživanjem svemira sada se po prvi puta međuzvjezdano putovanje čini itekako smisleno i izvjesno. Marino Tumpić, Vidulini Observatory; Upravo ulazimo u Star Trek zbilju. Bešumna vrata koja se otvaraju na senzore, trikordere za komunikaciju smo odavno savladali (iako su se prije tridesetak godina činili beskrajno dalekim), trenutno se igramo sa teleporterima i tu smo postigli prve uspjehe. Ionski pogon naše međuplanetarne letjelice danas gotovo redovno koriste na svojim putešestvijama.. Sada preostaje osmisliti pogon koji će dostići desetinu ili petinu brzine svjetlosti a biti će nam potreban i štit za zaštitu od udara međuzvjezdane materije (čak i pojedinih atoma!) u letjelicu tijekom putovanja dalekim svemirom. Davno je napisano kako je stvarnost uzbudljivija i od najbujnije mašte! Otkriće Proxime b mijenja našu percepciju istraživanja svemira! REX/MT

ABC tehnike broj 597, rujan 2016. godine  

Dragi čitatelji, nova školska godina je počela s njom kreće i naš prilog popularizaciji Tehničke kulture u osnovnim i srednjim školama, časo...