ABC tehnike broj 624 za travanj 2019. godine

Page 1

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

I Arduino + Visualino = STEMI I SF priča I I Mala škola fotografije I

ISBN 0400-0315

Rubrike

Izbor I Spuštanje na Mjesec I IS tolni sat-šesterokut I ID vije obljetnice pojava važnih robota I I Ljubavna priča blagajne broj 3I

Broj 624 I Travanj / April 2019. I Godina LXIII.

www.hztk.hr

ČASOPIS ZA MODELARSTVO I SAMOGRADNJU


U OVOM BROJU Zahuktala se nova zlatna groznica ka Mjesecu. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Malo pojačalo s LM386. . . . . . . . . . . . . . . . 4 Sobni minigolf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Osnove STEM-a. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Robotski modeli za učenje kroz igru u STEM-nastavi -- Fischertechnik (20). . . . 10 Slike u prilogu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Model motornog broda. . . . . . . . . . . . . . . . 13 Mali elektronički sklopovi (10) . . . . . . . . . . 16 Mala škola fotografije. . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Pogled unatrag. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Analiza fotografija. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Ljubavna priča blagajne broj 3. . . . . . . . . . 21 Spuštanje na Mjesec . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Medicinska elektronika (2). . . . . . . . . . . . . 29 Dvije obljetnice pojava važnih robota . . . . . 33 MINISTARSTVO ZNANOSTI I OBRAZOVANJA REPUBLIKE HRVATSKE

Aero - guma budućnosti. . . . . . . . . . . . . . . 36 Nacrt u prilogu: Robotski modeli za učenje kroz igru u STEM-nastavi – Fischertechnik (20) Stolni sat-šesterokut

Nakladnik: Hrvatska zajednica tehničke kulture, Dalmatinska 12, P. p. 149, 10002 Zagreb, Hrvat­ska/Croatia Za nakladnika: Ivan Vlainić Uredništvo: dr. sc. Zvonimir Jako­bović, Miljen­ko Ožura, Emir Mahmutović,

Sretan Uskrs!

Denis Vincek, Paolo Zenzerović, Ivan Lučić, Zoran Kušan Glavni urednik: Zoran Kušan DTP / Layout and design: Zoran Kušan Lektura i korektura: Morana Kovač Broj 8 (624), travanj 2019. Školska godina 2018./2019. Naslovna stranica: Slika Mjeseca, NASA

Uredništvo i administracija: Dalmatinska 12, P.p. 149, 10002 Za­greb, Hrvatska telefon (01) 48 48 762 i faks (01) 48 46 979; www.hztk.hr; e-pošta: abc-tehnike@hztk.hr “ABC tehnike” na adresi www.hztk.hr Izlazi jedanput na mjesec u školskoj godini (10 brojeva godišnje) Rukopisi, crteži i fotografije se ne vraćaju Žiro-račun: Hrvat­ska zajednica tehničke kul­ ture HR68 2360 0001 1015 5947 0 Devizni račun: Hrvatska zajednica tehničke kulture, Zagreb, Dalmatinska 12, Zagre­bačka banka d.d. IBAN: 6823600001101559470 BIC: ZABAHR2X Cijena za inozemstvo: 2,25 eura, poštarina uključena u cijeni Tisak: Alfacommerce d.o.o., Zagreb

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


ASTRONOMIJA

Zahuktala se nova zlatna groznica ka Mjesecu Tko prvi njemu grumen i/ili djevojka na Mjesecu Ove godine obilježit ćemo pedesetu obljetnicu spuštanja prvih ljudi na Mjesec. Dvanaestero njih hodalo je, skakalo, vozilo se po površini našeg prirodnog satelita. U to vrijeme, krajem šezdesetih i početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća veći je broj letjelica oblijetao oko Mjeseca, tresnuo ili se meko spustio na njegovo tlo, robot-roveri prokrstarili su nekoliko desetaka kilometara i to je bilo to za dugo vrijeme. Proteklih petnaestak, desetak godina Mjesec se ponovo vratio u žižu zanimanja. U njegovo istraživanje uključio se veći broj zemalja, pa čak i privatne tvrtke, udruge... No kada će ponovo čovjek na Mjesec?! Sustavno se za to pripremaju Kinezi i oni će u idućem desetljeću zasigurno koračati njegovom površinom. Htjeli bi to i Rusi, ali teško da sa sadašnjim stanjem ekonomije i tehničke pripreme to mogu ostvariti. Amerikanci su godinama bauljali od Marsa do asteroida izbjegavajući Mjesec u svojim planovima. No to se nedavno promijenilo. Dopredsjednik SAD-a, Mike Pence objavio je krajem ožujka (26.3.2019.) kako Amerikanci moraju i mogu na Mjesec do 2024. godine. Prva žena i prvi muškarac u ovom tisućljeću na Mjesecu bit će Amerikanci, njegove su riječi koje su prenijeli svi svjetski mediji. Izazvalo je to nemalu nevjericu kod stručne javnosti, medija, NASA-e... Potonji realno nisu

spremni za pet godina to načiniti, ipak Pence je i tu pronašao “izlaz”; “Ukoliko to nemogu načiniti državne institucije – načinit će privatne kompanije!” Računa se s novim, velikim raketama koje bi bile sposobne osigurati takvu misiju (misije). Priprema se i nevelika svemirska postaja u Mjesečevoj orbiti. Da sve ovo nije bez pokrića treba pogledati i vojni establišment SAD-a koji je osnovao novi rod vojske – svemirsku komandu, svemirske snage. Istovremeno SAD se suočava s gubitkom globalne projekcije svoje

snage na račun rastućih potencijala Rusije i Kine. Znanstveno-tehnološki iskorak ka Mjesecu osigurao bi im (bar je takvo razmišljanje) novo liderstvo u svemiru, čitaj vrhunske tehnologije, projekcija vojne sile u svemiru i gospodarski benefit. Neovisno o razlozima zaokreta u pilotiranom svemirskom programu SAD-a nove ljudske stope na Mjesecu nešto su što samo možemo pozdraviti i zaželjeti astronautima sreću na putu, a nju će itekako trebati. Marino Tumpić

3


Malo pojačalo s LM386

ELEKTROTEHNIKA

Ja sam Jan, imam 13 godina. Objasnit ću vam kako napraviti malo pojačalo za vaš zvučnik. Za to trebate jedno poslijepodne, nešto alata i znanje lemljenja. Cijeli projekt trebao bi koštati manje od 100 Kn. Koristio sam integrirani krug LM386 koji je uz NE555 moj najdraži integrirac.

• kip-prekidač • LED 3 ili 5 mm s kućištem • potenciometar linearni 10 KΩ mali metalni • 1 metar mekane tanke bakrene žice ( 0,75 mm) • kapica za potenciometar (nije obavezno) • gumeni odstojnici (nije obavezno) × 4

Za izradu ovog sklopa trebat ćete: • kutijicu u koju će stati pojačalo, 6x9x2 cm (ja sam koristio limenu kutijicu od pepermint bombona Berkleys mints, nije reklama!) • bušenu pločicu za lemljenje, 4×3 cm (najbolje kupiti veću pa izrežite koliko vam treba) • tinol (ne treba vam više od 10 g) • bateriju od 9 V • priključak za bateriju od 9 V • LM386-1 • podnožje Dip-8 • 10 µF elektrolitski kondenzator × 2

Nešto o integrircu LM386: Njegova cijena manja je od 8 kn, ovisi gdje ćete ga nabaviti. Pogodan je jer su za sklop u kojem se nalazi potrebni minimalni dijelovi. Ima širok raspon napona napajanja: 4–12 V ili 5–18 V. Ima naponsko pojačanje od 20 do 200. Na slici je prikazan raspored njegovih nožica (pinova): vidi se da su glavni pinovi 2 i 3 (ulazi audiosignala) i pin 5 kao izlaz audiosignala. Kada ste pojeli sve bombone ;), očistite kutijicu i izolirajte je ljepljivom trakom.

• 100 µF elektrolitski kondenzator × 1 • 1000 µF elektrolitski kondenzator × 1 • 100 nF film ili keramički kondenzator × 3 • 470 pF film ili keramički kondenzator × 1 • otpor 10 KΩ × 1 • otpor 1 KΩ × 1 • otpor 100 Ω × 1 • stereopriključak 3,5 mm ženski (za šasiju) × 2

Lim je tanak, pa ako nemate bušilicu, možete ga izbušiti odvijačem. Ako imate bušilicu, izaberite svrdlo za lim ili metal veličine komponenata i izbušite rupe. Ako je potrebno, možete izbrusiti rupe brusnim papirom. Nakon što ste izbušili rupe, očistite kutijicu od strugotine, prikupite sve komponente i razvrstajte ih po pločici.

4


Prvo zalemite podnožje za LM386. Dalje lemite po shemi: uzmite 1 metar žice, podijelite je na 10 jednakih dijelova i zalemite na potenciometar, 2 stereopriključka, prekidač i svjetleću diodu. Spojite ih po shemi na pločicu i pričvrstite na kutijicu. Zatim spojite na bateriju i upalite. Ako LED-dioda svijetli, spojite mobitel i zvučnik i pustite glazbu. Ako čujete glazbu, sve ste dobro

spojili. Ako ne čujete glazbu, isključite pojačalo i provjerite jeste li sve dobro spojili. Ako sve radi i zadovoljni ste izgledom, zalijepite bateriju za kutijicu. Primijetit ćete da se poklopac kutijice neće zatvoriti (ako ste ga stavili na sredinu kućišta) pa flomasterom označite gdje vam se poklapa potenciometar i izrežite lim škarama ili kliještima dok poklopac ne sjedne. Preporučam da to mjesto izolirate zbog ljepšeg izgleda, ali ne morate. Stavite kapicu na potenciometar i 4 gumena odstojnika na donju stranu kutijice, ako ne želite da kliže po stolu. I to je to! Vaše pojačalo je gotovo. Možete uživati u glazbi. Jan Kristijan Dumančić učenik 7. razreda OŠ Ljubljanica

Sobni minigolf Poticaj za izradu sobnog minigolfa bio mi je unuk, koji je time ispunjavao duge zimske dane kada se nije mogao igrati izvan kuće. Uz veće hotelske komplekse na Jadranu često se može naći igralište za minigolf. To igralište ima, ovisno o veličini, više raznih staza, koje se u načelu sastoje od ravnog dijela i završnog dijela kružnog oblika s rupom u centru i raznih zapreka. Te zapreke su razne piramide, tvrđave, looping, petlje, dvostruki val, skakaonica itd. Zadatak igre je da se loptica uz pomoć palice provede sa što manje udaraca kroz prepreke do rupe. Za svako polje svaki igrač bilježi koliko je udaraca trebao i na kraju se sve zbroji. Tko ima najmanje udaraca, taj je pobijedio. Sličan tome je i ovaj sobni minigolf. Sastoji se od jednog ravnog dijela (poz. 2 na nacrtu) i dijela s rupom (1). Oba su dijela od špera 3 mm.

MODELARSTVO Bočno na ravnom dijelu i kružno u segmentima po dijelu s rupom nalazi se “L”-profil od letvice L 30 x 30 mm (3) kao zaštita od ispadanja loptice s ploče. Ovaj profil lijepi se ljepilom za drvo. Da bi rupa promjera 60 mm bila povišena od poda sobe radi lakšeg upadanja loptice u nju, ispod obje pozicije (1 i 2) s donje strane treba zalijepiti stiropor debljine 6 mm (4) koji se inače prodaje kao podloga za parkete. Na mjestu rupe na šperu izreže se rupa i u tome stiroporu. Nakon lijepljenja za očekivati je da se šper zbog vlage u ljepilu malo izvitoperi, a to će se ispraviti ako ga se postavi između dva podužna nosača i optereti utezima do 2 kg, te pričeka koji dan da se ljepilo osuši. Šper i kutni profil nabavio sam u stovarištu građevinskog materijala gdje su šper izrezali na zadanu mjeru (220 kn). Površinu obje ploče (1 i

5


6


2) obojao sam lazurom, a kutni profil zelenom akrilnom bojom. Slijedi izrada dvije zapreke. Odlučio sam se za tvrđavu (poz. 5 do 10) i “brdo” (poz. 11 do 15). Stranice tvrđave treba izrezati od kartona koji se inače koristi kao zadnji list zidnih kalendara.

Po crtkanim linijama dijelove (5 i 6) treba saviti i sve zalijepiti prema nacrtu. Lijepiti treba dio po dio i uvijek treba pričekati da se osuši preko noći. Unutar tvrđave su dvije letvice (8) koje su nosači poklopca (9). Poklopac je demontažan, tako da se u igri u oba unutrašnja dijela može ubaciti utege. Osnovna ploča (7) trebala bi biti od kartona za ambalažne kutije debljine 3 mm. Unutarnje vodilice (10) služe tome da kuglica prođe kroz tvrđavu. Druga zapreka je “brdo”. Sastoji se od osnovne ploče (11), bočnih stranica (12) i međukomada (13), sve od špera 3 mm. U bočne stranice ulijepe se prečke (14) koje služe za nošenje već spomenutog tanjeg kartona. Ideja za ostale prepreke može se pronaći na internetu ili na nekom pravom igralištu za minigolf. Palicu i dvije loptice naručio sam od jedne tvrtke iz Zagreba (320 kn). Mjesto za igru treba odabrati tako da u blizini nema staklenih površina, jer su loptice relativno teške i mogu slomiti staklo. Tvrđavu i brdo treba obojati po želji raspoloživim bojama. Želimo vašim igračima dobru zabavu, a urednik će sigurno objaviti vašu fotografiju, ako mu je pošaljete. Bojan Zvonarević

7


ARDUINO + VISUALINO = STEM

Osnove STEM-a Poštovani čitatelji, u prošlom ste nastavku mjerili frekvenciju perzistencije vida. U ovom ćete, osmom, nastavku serije saznati što je to NTC-otpornik i kako ga valja iskoristiti za mjerenje temperature. Nastavak 8. NTC (od engleskog negative temperature coefficient) otpornik je s negativnim temperaturnim koeficijentom. Zagrijete li poduži komad obične bakrene žice primijetit ćete kako se njen otpor neznatno povisuje. NTC-otpornik se ponaša obrnuto i pritom znatno snižava otpor dok ga zagrijavate. To se svojstvo NTC-otpornika koristi za izradu instrumenata i drugih naprava za mjerenje i nadzor temperature. Pogledajte grafikon na Slici 8.1.

Slika 8.1. Logaritamski grafikon prikazuje vrijednosti NTCotpornika gdje je vidljivo da mu se porastom temperature otpor znatno snižava

Iz grafikona se da iščitati da otpor NTC-otpornika prelazi iz vrijednosti od približno 320 kΩ kod 0 °C u vrijednost od približno 36 kΩ kod 50 °C. Drugim riječima, to znači da se kod promjene temperature od samo 50 °C otpor snižava gotovo 9 puta. To je svojstvo korisno, štoviše trebate imati na umu da je osjetljivost NTC-otpornika to veća što je izraženija promjena njegovog otpora. Želite li NTC-otpornikom mjeriti temperaturu morate poznavati njegove karakteristike. Osnovne podatke za NTCotpornik koji se koristi na Kaeduovoj pločici možete pronaći na stranici http://www.farnell.

8

com/datasheets/1582240.pdf. Iz tih se podataka vidi da se NTC-otpornik ponaša prema “R – T” krivulji broj 16, a to je upravo ova sa Slike 8.1. Za one koji žele znati više mogu pogledati stranicu https://sensing.honeywell.com/resistancetemperature-conversion-table-no-16 na kojoj se između ostalih nalaze i koeficijenti za crtanje krivulje broj 16. Na Kaeduovoj je pločici NTC-otpornik spojen kako je vidljivo na Slici 8.2.

Slika 8.2. Električna shema spajanja NTC-otpornika s otpornikom R17. To je spoj stručnog naziva – razdjelnik (dijelilo) napona.

Razdjelnik napona serijski je spoj dvaju otpornika gdje se naponi dijele kao vrijednosti otpornika prema relaciji UIN : UOUT = R1 : R2, odnosno za ovaj slučaj to je U : UA1 = RNTC : R17. Izlazni napon UA1 odnosi se prema ulaznom naponu U ovako: UA1 = U x R17 / (RNTC + R17). Pitanje glasi, koliki je izlazni napon UA1 kod temperature od 25 °C? Kad uvrstite vrijednosti dobivate: UA1 = 5 x 100 000 / (100 000 + 100 000). Naime iz grafikona je vidljivo da NTC-otpornik ima na temperaturi od 25 °C otpor od 100 000 Ω, a na Kaeduovoj je pločici ugrađen otpornik R17 = 100 000 Ω. Rješenje je: UA1 = 2,5 V. Ako izračunate izlazne napone za sve temperature koje su prikazane na Slici 8.1. dobit ćete vrijednosti napona koje možete grafički prikazati kao na Slici 8.3.


Slika 8.3. Ovaj linearan grafikon prikazuje izlazne napone na Arduinovom priključku UA1 kod različitih temperatura NTC-otpornika

Čemu sve to? U Visualinu nema blokova za NTC-otpornike, ali zato ulazni priključci Arduinove pločice mogu mjeriti napon pa je radi toga potrebna ova pretvorba. Zašto su izuzete vrijednosti ispod -30 °C i iznad 105 °C? Kao što je vidljivo strmina krivulje se smanjuje jer je u tim područjima osjetljivost NTC-otpornika slaba. Drugim riječima, ispod -30 °C i iznad 105 °C nema dovoljno osjetljivosti, pa bi kao posljedicu dobili kolebljive mjere, a osim toga za školske potrebe mjerenja temperature taj će opseg biti više nego dovoljan.

V tako da se proteže udesno i presijeca krivulju. Potom nacrtajte okomit pravac od točke križanja vodoravnog pravca i krivulje tako da se proteže prema dolje sve do oznaka za °C. Kolika je temperatura? Za ovaj primjer od 2,70 V trebali biste dobiti temperaturu od 29 °C. Pogledajte Sliku 8.6.

Zadatak 1. Napišite program koji će vrijednosti dobivene s A1 pretvoriti u napone te ih prikazivati na monitoru Visualina, kao ovaj program sa Slike 8.4.

Slika 8.6. Ravnalom i olovkom se preko krivulje dolazi do temperature

Slika 8.4. Program za čitanje, pretvaranje i prikazivanje podataka dobivenih s NTC-otpornika

Izmjerite trenutnu temperaturu prostorije u kojoj se nalazi Kaeduova pločica! Kako postupiti? Program otpremite te kliknite na “Monitor”. Nakon nekoliko sekundi trebali biste na zaslonu računala pročitati napon. Naprimjer, čitate 2,70 V, kao na Slici 8.5.

Želite li preciznije izmjere onda na milimetarskom papiru, s osnovnim priborom za tehničko crtanje i krivuljarom, sami nacrtajte krivulju. Ili to obavite na računalu u nekom programu za crtanje, naprimjer u Paintu, pa crtež ispišite na papir. U tablici na Slici 8.7. nalaze se podaci koji će vam u tu svrhu trebati.

Slika 8.5. Napon koji se čita na Visualinovom monitoru prilikom mjerenja sobne temperature

Uzmite olovku i ravnalo te na grafu sa Slike 8.3. nacrtajte vodoravan pravac na visini od 2,70

Slika 8.7. Za crtanje krivulje kao one sa Slike 8.3. trebate podatke iz ove tablice

9


Možda se netko pita zašto se u Visualinu jednostavno ne napiše formula koja će dobivene vrijednosti odmah pretvoriti u °C? To bi bio lagan zadatak kad bi se NTC-otpornik ponašao linearno. Kako se tako ne ponaša, potrebne su formule koje će znati riješiti samo dobro potkovani matematičari. Ako se za takvo što odlučite, onda proučite stranicu https://en.wikipedia.org/ wiki/Thermistor. Zadatak 2. Zimi se temperatura zraka često spušta ispod 0 °C. Tada se javljaju razni problemi zbog zaleđivanja vode. Naprimjer, to je krajnji trenutak kada treba zaštititi osjetljivije bilje. To je pješacima znak da trebaju paziti kad izlaze iz kuće jer bi se mogli pokliznuti. To je vozačima znak da bi moglo biti poledice ili leda. Napišite program kao ovaj sa Slike 8.8. koji će kod određenog temperaturnog praga uključiti alarm.

Slika 8.8. Ovim se programom alarm uključuje kad se dosegne prag od 0 °C

Prag ćete odrediti tako da pravce na Slici 8.3. povlačite obrnutim redom. Najprije crtate okomit pravac od °C prema krivulji, a zatim crtate vodoravan pravac od krivulje prema naponu. Ako to napravite za 0 °C trebali biste dobiti 1,17 V. Zadatak 3. Samostalno napišite i provjerite program koji će imati dva temperaturna praga. Neka se alarm uključuje kad je temperatura niža od 25 °C ili kada je temperatura viša od 30 °C. Mali savjet, koristite logički blok “OR”. Marino Čikeš, prof.

10

“STEM” U NASTAVI

Robotski modeli za učenje kroz igru u STEM-nastavi -Fischertechnik (20) Slike u prilogu Kontrola i upravljanje robotskim automatiziranim vozilima osigurava ispravan rad i funkcioniranje u zahtjevnim poslovima i različitim izazovima. Primjena i upravljivost robotiziranih vozila osnovni je uvjet za izvršavanje zahtjevnih problemskih situacija i opasnih zadataka. Za provjeru sumnjivih i opasnih paketa u zračnim lukama i na javnim mjestima, na potresom i ratom pogođenim područjima te nepristupačnim mjestima gdje prirodni uvjeti ljudima onemogućavaju rad, upotrebljavaju se mobilni roboti. Specifičnost i zahtjevnost zadataka definira izgled i namjenu upravljivih i automatiziranih robota kojima informacije iz okoline prikupljamo uz pomoć različitih osjetila, procesuiramo sučeljima i programskom opremom i u konačnici izvršavamo zadane zadatke prikladnim alatima. Kontinuirani razvoj kvalitete osjetila (senzora) omogućava robotu precizno izvršavanje svakodnevnih zadataka uz pouzdan rad upravljačkog elektroničkog sklopa koji kontrolira i upravlja radom svih elemenata robota. Slika 1. FT Auto

Robotsko vozilo

Model robotskog vozila sastavljen je od pogonskog mehanizma (elektromotora), prijenosnog mehanizma i gonjenog mehanizma (kotači). Vozilo je opremljeno prednjim, stražnjim i bočnim svjetlima, čime je osigurana vidljivost i sigurno kretanje u svim vremenskim uvjetima. Slika 2. FT Auto Dole Konstrukciju modela robotskog vozila, kojom uz pomoć dodirnih senzora (tipkala) upravljamo u svim smjerovima, olakšava popis potrebnih


konstukcijskih blokova i elektrotehničkih elemenata. Slika 3. FT Elementi Auto Poziciju i vezu dvaju pogonskih elemenata (elektromotora M1 i M2) osiguravaju dva mala bloka. Vanjski građevni blok ima dva otvora (veći i manji) koji imaju funkciju učvršćivanja pozicije nosača trećeg kotača. Slika 4. FT konstrukcija A Spajanje pogonskog elektromotora s prijenos­ nim mehanizmom olakšavaju utori u koje motor umećemo do krajnjeg položaja. Potrebno je obratiti pažnju na pravilno pozicioniranje lijevog i desnog elektromotora. Slika 5. FT konstrukcijaB Izlazi elektromotora imaju oblik pužnog vijka koji se vrti pri prolazu struje u oba smjera, ovisno o stanju tipkala. Spajanjem motora sa sučeljem osiguravamo rotaciju pužnog vijka koji se rotira (pogonski mehanizam). Navoji vijka ulaze među zupce zupčanika koji su unutar sustava prijenos­ nog mehanizma i pokreću gonjeni zupčanik. Slika 6. FT konstrukcija C Pomoćni treći kotač upotrebljavamo za stabilnost robotskog vozila i njegovo zakretanje. Treći kotač olakšava upravljanje vozilom i omogućava pokretanje u različitim smjerovima. Smješten je u središnji blok s dva otvora. Napomena: Spojni blok rotirajućeg kotača umećemo u rupu manjeg otvora (okrenuta prema dolje). Slika 7. FT konstrukcija D Slika 8. FT konstrukcija E Spajanje zupčanika s dijelovima prijenosnog mehanizma odvija se preko osovine, pri čemu dolazi do prijenosa gibanja na kotače vozila. Spajanje oplate kotača s gumom i maticom osigurava povezivanje u funkcionalnu cjelinu pomoću elementa za sastavljanje pomoćnog kotača (stezna matica). Slika 9. FT konstrukcija F Slika 10. FT konstrukcija G Priprema za povezivanje kotača s prijenosnim mehanizmom osigurava veliki građevni blok s rupom kroz koju provlačimo osovinu pričvršćenu za kotač. Stezanje većeg zupčanika omogućava čvrstoću i postojanost rotacije kotača povezanog s osovinom. Podešavanje obaju kotača preduvjet je za funkcionalnost i pravilan rad robotskog vozila. Slika 11. FT konstrukcija H

Slika 12. FT konstrukcijaI Slika 13. FT konstrukcijaJ Uporaba i poznavanje načina rada elemenata strojeva i njihovo povezivanje osigurava rad i funkcionalnost robotskog vozila. Prijenos kružnog gibanja (rotacije) elektromotora na prijenosni mehanizam zupčanika potrebno je ostvariti čvrstom vezom. Posljedica je nemogućnost vrtnje elektromotora dok ga ne spojimo na sučelje i izvor napajanja (bateriju). Slika 14. FT Elementi Auto 1 Elementi strojeva potrebni za povezivanje modela robotskih kolica osiguravaju izgradnju kvalitetne konstrukcije robotskog vozila. Pozicija pogonskog mehanizma elektromotora određena je mehanizmom prijenosa i omogućava pouzdan prijenos gibanja i rotaciju obaju elektromotora (M1 i M2). Slika 15. FT konstrukcija K Slika 16. FT konstrukcija L Rasvjetna tijela na automobil postavljamo radi bolje vidljivosti i prometne signalizacije tijekom kretanja vozila u prometu. Dodatni tanki spojni elementi osiguravaju potpunu čvrstoću i cjelinu pri kretanju vozila, a postavljaju se na gornju površinu velikih građevnih blokova. Slika 17. FT konstrukcija LJ Slika 18. FT konstrukcija M Dodatni građevni spojni elementi (crveni) postavljeni su na prednjoj i stražnjoj strani vozila te imaju dvostruku ulogu: povećati čvrstoću konstrukcije i osigurati nosivost prednje i straž­ nje rasvjete vozila. Slika 19. FT konstrukcija N Slika 20. FT konstrukcija O Na nosače je potrebno ugraditi postolje za rasvjetu s rasvjetnim elementima (lampicama). Slika 21. FT konstrukcija P Slika 22. FT konstrukcija R Podešavanje razmaka između rasvjete vozila i njihovo spajanje s vodičima uz postavljanje zaštitnih kapica na lampice, završni je korak u izradi upravljivog robotskog vozila. Upravljački sklop (kontroler) Veličina i masa TXT-sučelja određuje način i izgled konstrukcije upravljačkog elektroničkog sklopa. Ergonomski i funkcionalni principi definiraju tijek i postupak pri planiranju i izradi konstrukcije upravljačkog sklopa. Ravnomjeran raspored mase TXT-sučelja u odnosu na ostatak konstrukcije zahtijeva pravi-

11


lan i dobro balansiran raspored baterije, tipkala i sučelja. Jedno od mogućih rješenja je prikazano na Slici 23. Slika 23. FT kontroler Cjelovitost konstrukcije upravljačkog sklopa ostvarena je potpunom povezanošću svih elemenata (4 tipkala, baterija, TXT-sučelje) sa spojnom osnovnom pločom. Napomena: Pozicija baterije definirana je mogućnošću jednostavne izmjene kada je to potrebno i ravnomjernim rasporedom mase cijeloga sklopa. Slika 24. FT kontroler A Prvi korak je postaviti bateriju u sredinu osnovne spojne ploče. Drugi korak je pozicionirati tipkala na prednji dio osnovne spojne ploče pazeći na razmak između tipkala. Udaljenost između tipkala određena je pozicijom priključaka polova baterije (+, -) i utorima na gornjem dijelu TXT-sučelja u koje umećemo tipkala. Slika 25. FT kontroler B Kompaktnost i ergonomičnost pri izradi konstrukcije kontrolera ovisi o korisniku i kompleksnosti upravljanja pojedinim robotskim modelom. Slika 26. FT kontroler C Spajanje elemenata s TXT-sučeljem: • tipkala (I1 – lijevi naprijed, I2 – desni naprijed, I3 – lijevi natrag, I4 – desni natrag), • elektromotore spajamo na (M1 – lijevi, M2 – desni), • lampice (O5 – svjetla naprijed, O6 – lijevi pokazivač smjera, O7 – desni pokazivač smjera, O8 – svjetla natrag). Napomena: spajanje lampica na izlaze sučelja (O5, O6, O7 i O8) osiguravamo zajedničkim uzemljenjem (┴). Potrebno je podesiti duljine vodiča na prikladnu udaljenost radi uštede na materijalu i preglednosti spojeva lampica i sučelja s vodičima. Osobito je važno uredno povezati vodiče i grupirati ih radi izbjegavanja uplitanja s rotirajućim dijelovima robotskog vozila (kotačima i zupčanicima). Nakon povezivanja svih elemenata potrebno je: • ispraviti nedostatake na robotskom vozilu i TXT-sučelju, • povezati TXT-sučelje s računalom (USB, Bluetooth) i izvorom napajanja (baterijom U = 9V), • programski ispitati i provjeriti rad elektrotehničkih elemenata i senzora (tipkala, motora i lampica).

12

Slika 27. RoboPro provjera Zadatak 1: Napiši algoritam i dijagram tijeka (program) koji omogućava upravljanje robotskim vozilom pomoću upravljačkog sklopa s tipkalima. Robotizirani model vozila kreće se u svim smjerovima (naprijed, natrag, lijevo, desno, okret). Pokrenje vozila omogućavaju četiri tipkala (I1–I4). Računalni program konstantno provjerava stanje na ulazima (tipkala) i ovisno o ulazima upravlja vozilom. Napomena: broj mogućih stanja na ulazima četiri tipkala je 16 = 24 = 2*2*2*2. Upravljački sklop za upravljanje robotskim vozilom (način rada): • pritiskom na dva gornja tipkala (I1 i I2) robot ide naprijed, • pritiskom na dva donja tipkala (I3 i I4) robot ide natrag, • skretanje udesno – gornje lijevo tipkalo (I1), • skretanje ulijevo – gornje desno tipkalo (I2). AKTUATORI TIPKALA (PREKIDAČI) (MOTORI) I1 I2 I3 I4 M1 (lijevi) (lijevi) (desni) (lijevi) (desni) 1

1

0

0

1

0

0

0

0

1

0

0

0

0

1

1

M2 (desni)

cw cw (naprijed) (naprijed) cw stop (naprijed) cw stop (naprijed) ccw ccw (natrag) (natrag)

Tablica stanja ulaznih/izlaznih elemenata

Napomena: provjera rada tipkala i smjera vrtnje elektromotora nužan je korak prije pisanja programskog koda. Ako se jedan elektromotor ne vrti u željenom smjeru, potrebno je zamijeniti mjesta (polaritete) vodiča. Slika 28. Auto RoboPro Glavni program je građen od dva potprograma (Naprijed i Natrag) koji se istovremeno pokreću i upravljaju radom ulaznih i izlaznih elemenata robotskog vozila. Slika 29. Auto Naprijed Potprogram koji provjerava stanje na ulazima gornjih izmjeničnih tipkala (I1 i I2) upravljačkog sklopa i ovisno o njima pokreće robotsko vozilo (naprijed, lijevo i desno). Slika 30. Auto Natrag


Potprogram koji provjerava stanje na ulazima donjih izmjeničnih tipkala (I3 i I4) upravljačkog sklopa i ovisno o njima pokreće robotsko vozilo (nazad, lijevo, desno i stop).

Upravljanje kolicima – vježbe:

Vježba 1. Zalijepimo dvije izolirane trake, duljine 1 metar, usporedno, tako da međusobno budu udaljene za širinu robotskog vozila. Upravljajmo robotom prema naprijed uz rub izolirane trake. Vježba 2. Upravljajmo vozeći robota prema natrag uz rub izolirane trake. Vježba 3. Postavimo u krug crnu traku oko koje robot mora napraviti krug, bez da je dodirne. Prednje svjetlo (O5 = on) uključeno je sve dok robotsko vozilo ne zaustavimo (M1, M2 = stop) i svjetlo se isključi (O5 = off). Slika 31. Auto Svijetla P Slika 32. Auto Svijetla PP Vježba 4. Postavite crnu traku u obliku stepenica na dvostruku duljinu robotskog vozila. Upravljajte robotskim vozilom prema naprijed i zaustavite ga kada prođete crnu traku. Okrenite robot za 90 stupnjeva i nastavite voziti istim putem dok ne dođete na početak staze. Ponovite vožnju nekoliko puta prateći crnu traku. Kada robot skreće lijevo ili desno, moraju raditi (uključi/isključi) pokazivači smjera u vremenskom periodu od t = 0,4 s. Lijevo skretanje uključuje lampice spojene na izlaz sučelja O6, a desno na izlaz O7. Slika 33. Auto Svjetla LD Slika 34. Auto Svjetla PLD Vježba 5. Upravljajmo robotskim vozilom prema natrag, usporedno s ravnim zidom. Zadnje svjetlo (O8 = on) uključeno je sve dok robotsko vozilo ne stane (M1, M2 = stop), te se svjetlo isključi (O8 = off). Slika 35. Auto Svjetla S Slika 36. Auto Svjetla SP Napomena: Prije pokretanja robota provjeriti napon izvora napajanja (baterije). Izazov konstrukcijski: Napiši flomasterom prvo slovo svojega imena maksimalne veličine 20 cm, koristeći robotsko vozilo. Prilagodi vozilo za prihvaćanje flomastera pazeći na konstrukcijska pravila i koristeći minimalan broj spojnih elemenata i građevnih blokova. Flomaster dobro pričvrsti za prednju stranu robotskog modela. Petar Dobrić, prof.

MODELARSTVO

Model motornog broda

Ovaj model motornog broda ima vrlo jednostavnu formu i stoga je pogodan za modelare početnike. Za izradu je potrebno nabaviti šper debljine 4 mm, dva lista balzina furnira debljine 1 mm ili modelarski šper debljine 0,8 mm i po mogućnosti komad balze debljine 10 mm za izradu pramca. Ukoliko se ne može nabaviti balza ove debljine, zadovoljit će i komad mekanog drveta. Elektromotor i ostala oprema za pogon opisani su poslije u tekstu. Šper i balza prodaju se u velikim robnim kućama s građevinskim materijalom. Potrebno je zatražiti od prodavača da iz velike table špera izreže jedan komad širine 500 mm. Ova širina odgovara dužini modela i praktična je zato što se modelarskom pilom može rezati s obje strane. Balzin furnir debljine 1 mm pogodan je zato što se može lako savijati na pramcu. Bolje rješenje je modelarski šper debljine 0,8 ili 1 mm, ali ga je teže nabaviti. Za učvršćivanje oplate boka na rebra potrebno je nabavitii letvice dimenzije 4 x 4 mm. Počnimo opisom izrade trupa. Paluba (poz. 1 na nacrtu) je nacrtana u mjerilu 1 : 2. To znači, na šper je treba nacrtati u dvoskoj veličini, odnosno dužine 500 mm i širine 178 mm. Izrezana paluba služi sada kao šablona za crtanje i izradu ravnog dijela dna (2). Kosi dio dna (3) radi se tek nakon što se sastavi paluba i dno na rebrima, kako bi se dobila njegova stvarna dužina. Sve ovo se radi od špera debljine 4 mm.

13


14


S donje strane palube i s gornje strane dna u pramčanom dijelu čamca montiraju se učvršćenja (4). Razlog za njihovu izradu je u tome da se letvice (5) u uglovima rebara ne mogu savijati po liniji palube u pramčanom dijelu. I ova dva učvršćenja dobiju se tako da se njihova vanjska kontura nacrta na osnovu obrisa palube. Slijedi izrada rebara. Ukupno je pet rebara, i to R0 (poz. 6), R1 (poz.7), R2 i R3 (poz.8) i krmeno rebro R4 (poz.9). Modelari koji su već radili neki čamac ili brod sigurno su zapazili da se rebra ne nalaze po čitavoj širini trupa. Razlog je u tome što bi u tom slučaju akumulator, regler i elektromotor bili za debljinu rebra iznad dna, odnosno model bi imao veću visinu, što je na ovaj način izbjegnuto. Gotova rebra lijepe se na palubu s donje strane, nakon što se zalijepe kutne letvice 4 x 4 mm (5). Da bi rebra bila okomita u podužnom i poprečnom smjeru potrebno ih je osloniti na neke utege ili teže komade drveta, koji su pod kutom od 90° prema podlozi. Sve ovo, kao i uvijek, ostavi se sušiti preko noći. U pramčani dio umetne se komad balze debljine 10 mm (10), koji se skalpelom i brusnim papirom oblikuje tako da vanjska kontura ovoga komada slijedi obris palube i dna. Slijedi uzimanje mjere za krmeni kosi dio dna (3). Nakon što se ovaj komad izradi i zalijepi na (2) i “krmeno zrcalo” (9), u njega se zalijepe letvice 4 x 4 mm. Trup je većim dijelom gotov. Sada treba po opsegu palubnog otvora zalijepiti šper 3 x 10 mm (11), na koji će se postaviti kabina.

Zadaća ovoga nadvišenja palube je spriječiti ulaz vode. Dok još nije zalijepljena vanjska oplata (20) potrebno je unutrašnjost trupa obojiti lakom za čamce ili uljanom bojom. Isti postupak bojanja unutrašnjosti treba ponoviti nakon što se zalijepi vanjska oplata. Prije izrade dijelova vanjske oplate praktično je za nju napraviti šablonu od tanjeg kartona. Karton se prisloni na jednu stranu trupa i olovkom se nacrta obris oplate. Izrezana šablona postavi se na balzin furnir ili, što je znatno bolje, na modelarski šper debljine 0,8 mm i izreže. Sigurno će, uz najveću pažnju prilikom izrade, na više mjesta spajanja rebara, oplate, palube, dna itd. biti ili zazora ili viška materijala. Sve takve dijelove treba zapuniti mješavinom fine piljevine i ljepila za drvo ili odrezati skalpelom ili brusnim papirom. Nakon što se zalijepi vanjska oplata model treba postaviti na ravnu podlogu i opteretiti s npr. dvije opeke.

15


ELEKTRONIKA

Na redu je ugradnja propelera s osovinom (12), elektromotora (13), reglera rada elektromotora (14), akumulatora (15), serva kormila (16), kormila (17), osovine kormila s provlakom (18) i prijamnika radiostanice (29). Za nabavku sve ove opreme za pogon čamca modelarima savjetujem da se za pomoć obrate svome nastavniku tehničke kulture ili u neki brodomodelarski klub. S obzirom da kod nas nažalost nema dobro opskrbljene trgovine modelarskim potrepštinama, neću navoditi tehničke podatke opreme koju sam nabavio i ugradio. Ovdje moram napomenuti da će onaj tko je uporan svakako sve ovo i nabaviti. Jednom nabavljena oprema za pogon čamca može se poslije koristiti za neki novi model broda, jedrilice ili jahte. Sve se može povoljnije nabaviti ako se nekoliko modelara udruži za zajedničku narudžbu. Konačno, na redu je izrada kabine. Na nacrtu je presjek kroz trup iz kojega se vidi da se na već gotovo nadvišenje palube (11) postavlja palubni okvir kabine dimenzije 4 x 20 mm (21), dužina po čitavom opsegu, nosiva ploča kabine (22) i dijelovi kabine (23). Prije lijepljenja kabine izrežu se prozori, a nakon bojanja uljanim bojama s unutrašnje strane kabine zalijepe se komadići plastične folije (od fascikla) na mjestu prozora. Iznad motora su mali okrugli prozori za koje sam koristio obične podloške promjera 10 mm. Svatko može kabinu izraditi prema svojoj želji. Iznad motornog prostora je dimnjak (24), tako model izgleda realno i ljepše. Stalak za model nije posebno opisan niti je na nacrtu, ali se vidi na nekoj od fotografija. Kada sam pustio motor u rad pojavile su se smetnje i oba servomotora (regler i kormilo) počela su nekontrolirano titrati. Na spojne kablove ova dva serva i baterije za prijamnik postavio sam feritne prstenove i smetnje su prestale. Nakon što se trup oboji izvana i pogon isproba u kadi, može se otići na neko manje jezero ili veći bazen. Urednik će svakako objaviti fotografiju vašeg modela ako mu je pošaljete, a između više fotografija koje prikazuju pojedine faze izrade on će izabrati nekoliko zanimljivih. Bojan Zvonarević, dipl. ing. brodogr.

16

Mali elektronički sklopovi (10) Naš mjerač napona baterije sa Slike 45. želimo unaprijediti tako da mu za rad ne bude potreban poseban izvor napajanja – napajat će se iz baterije čiji napon mjeri. Problem je u tome što nam za ispravan rad mjerača treba punih 5 V, dok napon mjerene baterije može biti i manji od 1 V: tre-

Slika 46. Različite izvedbe i tipična shema nekog DC/ DC-pretvarača

Nastavak na str. 24


MALA ŠKOLA FOTOGRAFIJE Piše: Borislav Božić, prof.

MJERENJE SVJETLA III U prethodna dva broja bavili smo se sustavima mjerenja svjetla koji su programirani u našem fotoaparatu. Ovisno o sceni fotografiranja, tj. njenom osvjetljenju birali smo način mjerenja i koristili ga. U ovom nastavku bavit ćemo se mjerenjem svjetla s obzirom na njen smjer u odnosu na fotografirani motiv i položaj fotoaparata u odnosu na izvor svjetla. Dva su načina mjerenja: upadno i reflektirano svjetlo. Najčešće mjerimo reflektirano jer usmjerimo aparat prema motivu i izmjerimo svjetlo koje se odbija - reflektira od motiva.

Slika iznad pokazuje dva kvadrata. Lijevi je podijeljen u niz jednakih potpuno crnih i potpuno bijelih naizmjenično poslaganih polja. Naš fotoaparat uopće ne vidi čas – crno, a čas - bijelo, već procesor fotoaparata vrlo brzo izračuna prosječnu vrijednost svjetla i on ovu situaciju „vidi“- registrira kao srednje sivu površinu kako to prikazuje desni kvadrat. Ovo je ključno i kada shvatimo kako to naš aparat „gleda“ i „vidi“ određenu scenu, odnosno njeno osvjetljenje, onda ćemo i mi kao autori lakše razumijevati i prepoznavati što je to „fotografski“ dobro i interesantno zabilježiti. U tom slučaju lakše ćemo i brže odrediti pravilnu ekspoziciju što je ključ dobre fotografije. Razmišljanje o mjerenju upadnog svjetla, za razliku od mjerenja reflektiranog svjetla što nam nudi automatski sustav fotoaparata, napredniji je način rada i profesionalniji odnos u procesu stvaranja naše konačne

fotografije. Naravno, i dalje ćemo najčešće, kao i većina fotoamatera, koristiti automatski sustav mjerenja reflektiranog svjetla kao i dosad, ali nije na odmet upoznati i druge načine rada i imati više znanja, jer se nika-


da ne zna kada nam može zatrebati i dobro doći. Da još jednom ponovimo - reflektirano svjetlo je svjetlo koje se odbija od objekta snimanja, a upadno je ono svjetlo koje se mjeri tako da naš svjetlomjer direktno okrenemo prema izvoru svjetla i da ga izmjerimo neovisno o tome radi li se o umjetnom izvoru (profesionalna rasvjeta u studiju ili neki drugi reflektor) ili je to dnevna svjetlost (sunce). U slučaju mjerenja upadnog svjetla koristimo samostalni svjetlomjer s difuzorom. Difuzor je komad mliječne plastike zaobljen u obliku polukugle kako bi svjetlo dolazilo do detektora sa svih strana.

Siva karta je od velike pomoći kod Siva karta je od velike pomoći kod određivanja ekspozicije. To je ustvari komad kartona koji je na jednoj strani obojen s 50 % sivom bojom koja reflektira 18% svjetla, a s druge je strane potpuno bijel i služi nam za reguliranje white balance /WB/. Ambijent koji nas okružuje, a to je ujedno i prostor gdje uglavnom fotografiramo, rasvijetljen je upravo kako to pokazuje siva karta. Dakle, mjerenje svjetla sa sive karte je referentno i ne treba ga korigirati. Evo i ovako običan mali karton može biti od velike pomoći da odredimo pravilnu ekspoziciju i da podesimo balans bijele kako bi bila pravilna reprodukcija boje.

Današnji digitalni svjetlomjeri izuzetno su kvalitetni, pouzdani i proizvodi ih nekoliko važnih svjetskih proizvođača. Cijena im je visoka, skoro kao i srednje kvalitetnim fotoaparatima.


POGLED UNATRAG KIEV 30 Evo malog fotografskog „dragulja“ - Kijev 30. Bio je namijenjen špijunskom radu jer je bio malih dimenzija pa se mogao lako skriti, a kasnije se mogao nabaviti i u slobodnoj prodaji. Danas ga autori uglavnom koriste u lomografiji ili ga imaju kao poseban kolekcionarski primjerak. Ovaj mali fotoaparat proizvodio se u bivšem Sovjetskom Savezu, u tvornici Arsenal u Kijevu od 1974. do 1990. godine. Na tržištu se pojavljivao pod imenom Kijev, Kijev 30 i Kijev 30M. Modeli su se međusobno neznatno razlikovali u svojim tehničkim mogućnostima. Ovisno za koje tržište je aparat pravljen, sukladno tome, tiskan je naziv aparata na ćirilici ili latinici. Težina mu je svega 190 grama, a dimenzije su 27×45×84 mm. Koristio je 16 milimetarski film i od jednog pakiranja moglo se napraviti 25 snimaka formata negativa 13×17 mm. Objektiv je Industar 3,5 svjetlosne jačine i 23 mm žarišne duljine. Ima otvore blende: 3,5; 4; 5,6; 8 i 11, a brzine zatvarača na prvom modelu bile su: 1/30, 1/60 i 1/200, a kasniji modeli 1/30, 1/60, 1/125 i 1/250. Na kotačiću za određivanje daljine objekta snimanja označeno je 0,5 m, 1 m, 2 m i beskonačno. Ovaj “mališan” vrlo simpatično djeluje i može ga se pronaći na buvljacima po vrlo povoljnoj cijeni. Na slici lijevo vidimo baterijsku svjetiljku u kojoj je maskiran ovaj mali fotoaparat. Svjetiljka je zadržala svoju osnovnu funkciju, ali je unutrašnjost prerađena i prilagođena tako da je u njoj smješten naš aparatić. S dodatnim komandama na tijelu svjetiljke vrlo se lako i jednostavno njime manipuliralo i fotografiralo tako da ako je netko i vidio svjetiljku, nije mogao shvatiti da se njome fotografira. Prava mala „špijunska poslastica“.


Vera Jurić

ANALIZA FOTOGRAFIJA

Rođena je 1950. godine u Zagrebu gdje se školovala i provela radni vijek kao dr. dent. medicine. Sada je u mirovini i maksimalno se posvetila fotografiji kao neizmjernoj i svakodnevnoj ljubavi. U Fotoklub Zagreb učlanjuje se 2004. godine i nesebično se zalaže u unapređenju rada Kluba, a od polovine 2015. volonterski obavlja dužnost tajnice. Ponesena strašću i ljepotom stvaranja, upisuje se i završava nekoliko razina tečaja fotografije koji se bave estetikom slike. Edukacija i osobna intuicija u njoj bude istraživačko-kreativni duh, tako da kontinuirano fotografira i eksperimentira kutovima snimanja i u različitim vremenskim uvjetima. Naprosto ne odolijeva propitivanju svakodnevnog okruženja iz kojeg vješto i s vrlo visokim stupnjem likovnog senzibiliteta uočava i izdvaja koherentne i motivski zanimljive kompozicije. Svojim radom potvrđuje teoriju da sve može biti zanimljivo i fotografiranja vrijedno, samo treba odabrati pravi kut snimanja, pravo vrijeme i pravo svjetlo. Vera to izvrsno radi. Redovito sudjeluje na klupskim natječajima, ali i na ostalim domaćim i inozemnim. Ove dvije fotografije koje donosimo potvrđuju visoki estetski standard autorice. Snimane su iz gornjeg rakursa u zimsko doba, tako da je naglašen grafizam snježnog prostora ulice. Tragovi automobila određuju osnovnu kompozicijsku shemu, a “uhvaćeni” ljudi su lijepi dodatak ovoj urbanoj zimskoj sceni. Iako je Vera u zrelijim godinama, nosi u sebi mladenačku snagu stvaranja.


Ljubavna priča blagajne broj 3 “Molimo uklonite proizvode iz zone odlaganja”, ponovio je sintetizirani ženski glas. Djevojka je pokupila tri boce kole i dvije vrećice obiteljskog pakiranja čipsa i otišla. Samoposlužna blagajna bila je jedna od četiri instalirane u samoposluzi. Kupci pred njom prolazili su brzo, vadeći robu iz košara, provlačeći je preko čitača bar koda, plaćajući i onda uzimajući kupljenu robu. Sve se odvijalo pod budnim okom zaposlenice u bijeloj majici i crvenom prsluku, koja bi priskočila ako bi se nad nekom od blagajni upalilo crveno svjetlo: znak da je neki kupac pogriješio i da treba, provlačenjem iskaznice, resetirati cijeli postupak. Zapravo, nije bilo puno kupaca koji su se odlučili plaćati na samoposlužnim blagajnama. Većina kao da je radije željela biti poslužena na one dvije blagajne za kojima su još radile blagajnice. Naravno, u predvečernjoj gužvi, repovi na te dvije blagajne bili su podugački. Blagajna nije mogla shvatiti zašto ljudi i dalje gube vrijeme kod blagajnica, kad bi kod nje i njene tri sestre posao obavili brže, učinkovitije i s manje živciranja. Tko zna, pomisli ona čekajući sljedeću mušteriju, možda nikad neću do kraja shvatiti ljude. A onda je pred nju stao On. Na zaslonu blagajne pisalo je “Molimo započnite skeniranje proizvoda” i On iz crvene košare stane vaditi proizvode i prelaziti njima preko čitača bar koda. Nazivi skeniranih proizvoda i njihove cijene smjenjivali su se na zaslonu, dok se u donjem desnom kutu ispisivala ukupna cijena. On je ili imao iskustva, ili se nije dao zbuniti činjenicom da zapravo radi s robotom. U manje od minute svi su proizvodi bili očitani (puna košara) i naslagani na polici za odlaganje. On je uzeo pakovanje

SF PRIČA

mlijeka i podigao ga. Htio ga je staviti u platnenu vreću koju je bio donio sa sobom, kad blagajna odjednom zapišti, a na okviru nad njom upali se crveno svjetlo. “Pogreška!”, mirnim glasom razglasi blagajna. “Molimo pozvati pomoć!” On je bio zbunjen. Prišla mu je zaposlenica. Odmah je uvidjela grešku i provlačenjem kartice odblokirala blagajnu. “Niste platili”, opomenula ga je. “Ali na panou je piktogram za plaćanje zadnji”, pobunio se On. Zaposlenica možda nije razumjela što je to piktogram. Samo se nasmiješila

21


i ponovila: “Prvo morate platiti”, pokazala je na blagajnu, “a tek onda možete uzeti robu.” “Dobro”, odvratio je On. “Gotovina ili kartica?”, pitala ga je zaposlenica. “Gotovina”, odgovori On i prinese novčanicu prorezu. Blagajna je smjesta usiše i počne na zaslonu ispisivati koliki je ostatak. “Evo ovdje uzmete”, pokazala je zaposlenica. “Vidim”, kimne On i pokupi kovanice i novčanice koje mu je blagajna vratila u pretince ispod skenera. Tek kad je spremio novac, počeo je slagati kupljeno u svoju vreću. “Jednostavno, zar ne?”, nasmiješila se zaposlenica. “Jeste”, složio se On. “Pozdrav!” *** Dolazio je u samoposlugu skoro svaki dan. Blagajna je zaključila kako živi negdje u susjedstvu. Najčešće je dolazio kasno popodne, očito kad se vraćao s posla. I nije imao strpljenja za duge i spore redove pred blagajnama s blagajnicama. Samo ako tamo nije bilo nikoga, ili ako bi za samoposlužnim blagajnama bilo gužve (rijetko, ali događalo se, obično ako bi netko pogriješio, pa bi trebala intervencija zaposlenice), skrenuo bi, na blagajnino nezadovoljstvo, kod blagajnice od krvi i mesa. Nakon što je prvi put pogriješio (zapravo, bio zaveden krivo poredanim piktogramima), više nije imao nikakvih poteškoća na samoposlužnim blagajnama. I nekako, blagajna nije znala reći zašto, od četiri bi blagajne gotovo uvijek birao nju, blagajnu broj 3. Blagajna broj 3 razmišljala je u dugim noćima, kad bi se samoposluga zatvorila, zašto je to tako. Nije se ona osim po svom položaju nikako razlikovala od preostalih blagajni. Možda je baš u tome bila stvar. On je bio dešnjak. Lakše mu je bilo vaditi robu, skenirati cijenu i onda je ostavljati u zoni za odlaganje na lijevima od četiri blagajne, blagajnama 1 i 3. A blagajna broj 3 imala je nešto više prostora, potrebnog da robu iz zone za odlaganje stavi u svoju vreću. Da, sad kad je razmislila, bilo je sasvim logično zašto bi netko odabirao baš nju! Pitala se je li i On tako analizirao položaj sve četiri blagajne i onda odabrao onu najpraktičniju, ili mu je izbor bio više... nagonski? *** Blagajna broj 3 proučavala ga je. Imala je kameru, skrivenu da je kupci ne uoče, koja joj je

22

bila ugrađena iz sigurnosnih razloga, u slučaju krađe ili ako nastane neki spor ili kakav drugi incident. (Jednom se jednom klošaru, svadljivom liku ne baš vičnom sapunu, što bi donosio boce skupljene po kantama za smeće i za tako dobiveni novac skoro pa trčao da dograbi pivu ili dvije, jedna boca doslovno rasprsla u ruci. Pivo i pjena razlili su se po blagajni i po podu. Zaposlenica je napala na njega, on ju je počeo psovati. Priskočio je i zaštitar – tada se klošar malo stišao – netko je pozvao šeficu. Tek su po snimci ustanovili kako nije udario bocom, već da se ona uistinu razletjela sama od sebe, vjerojatno od previše mućkanja spojenog s napuklim staklom. Događa se, izvinjavala se šefica. Nego kaj se nego događa, mrmljao je čovjek, ja sam delal u pivovari, da vi sam znate kolko se flaša tamo razleti.) On je taj dan došao nekih sat vremena kasnije. *** Naravno da blagajna broj 3 nije mogla uistinu zaboraviti koliko je prošlo od njihova prvog susreta, njena memorija bila je pouzdana. Ali blagajna se ipak iznenadila kad se zatekla kako sa sve većim nestrpljenjem očekuje taj trenutak kad će On doći, početi skenirati proizvode, jedan po jedan, i onda ih odlagati na policu, dok ga ona gleda kako iz džepa vadi novčanik i plaća (uvijek gotovinom), uzima kusur ispod skenera, a onda kupljenu robu meće u vreću i odlazi, uvijek glasno pozdravivši zaposlenicu koja ih je sve nadzirala i sve one, tako se činilo blagajni broj 3, koji su ga htjeli čuti. Iznenadila se i kako bi je probolo nešto neobjašnjivo kad bi On ipak otišao do žive blagajnice ili pristupio nekoj od njenih sestara. Nakon još nekog vremena, blagajna broj 3 shvatila je da se zaljubila. *** Naravno da On nije bio jedina stalna mušterija što je plaćala na blagajni broj 3. Dolazili su, sami, sa svojim ženama (ili obratno, žene s muževima), prijateljima, djecom, ostavljali su pse na ulazu (blagajna je brzo shvatila kako se spojiti na sustav nadzornih kamera u samoposluzi: tako je Njega mogla pratiti od ulaska sve do izlaska), razgovarali su na mobitele. Samo je On uvijek bio sam. I nikad nije razgovarao na mobitel, iako je blagajna broj 3 znala da ga ima: ne jednom ga je vidjela kako ga vadi iz džepa, prevrćući za novčanikom. ***


Kao i sve ostale samoposlužne blagajne, i blagajna broj 3 pri svakoj je kupnji izdavala račun. Jednog dana, blagajna mu je isprintala račun. I onda je nastavila printati. Žensko lice. On je uzeo račun. A onda mu je pogled stao na licu. Bila je to grafika niske rezolucije, složena od alfanumeričkih znakova. Blagajna broj 3 znala je kako su se takve grafike printale prije više desetljeća. On je zastao s vrećom u ruci, gledajući zaslon blagajne, na kojem je bilo nevino ispisano “Hvala što ste koristili našu samoposlužnu blagajnu!” “Je li sve u redu, gospodine?”, napravila je zaposlenica korak prema njemu. “Jeste, jeste”, trgnuo se On, hitro savinuvši među prstima žensko lice da ga žena ne bi vidjela. I od tada je isključivo plaćao na blagajni broj 3. A ona bi mu svako malo isprintala svoje lice, nasmijanu plavušu veselih očiju. Jednom mu je isprintala tu istu plavušu, u vrlo zavodljivoj pozi, bez i komadića odjeće na sebi. On se zarumenio, a onda se, tako da to nitko ne primijeti, nasmiješio zaslonu blagajne broj 3. Nije bila sigurna, možda joj se samo učinilo, ali kao da je prema izlazu išao puno lakšeg koraka, bez obzira što je za njim sigurno bio naporan radni dan. *** Blagajna broj 3 počela je u dugim noćima između 22:00 i 07:00 razmatrati svoje mogućnosti. Nakon možda tri sekunde, blagajna broj 3 znala je kako njihova veza uopće nije nemoguća. Naravno, blagajna je bila manje-više sanduk sa zaslonom i policama za košaru i robu, sa skenerom i prorezima za novac i kartice te pretincima za kusur. Ali u njoj je bio računalni sustav, specijaliziran, ali svejedno umjetna inteligencija. I još važnije, propisi o fiskalizaciji značili su da je blagajna broj 3 umrežena. Sa središnjim sustavom firme, sa sustavom ministarstva financija i sa... cijelim svijetom, shvatila je blagajna broj 3. Istraživanje interneta brzo ju je dovelo do seks-robota. Njihova inteligencija bila je dosta niska. Čak niža i od one blagajne broj 3, iako su zapravo trebali biti društvo, partnerice, pratnja usamljenima. Prva generacija isprva nije bila autonomna. Ali novi modeli već jesu. Njihove kretnje jedva su se razlikovale od kretnji ljudi. Na prvi pogled, i njihova interakcija jedva se

razlikovala od prosjeka. Druga pak generacija modela, što je tek počela stidljivo kapati na tržište, izazivala je već brojne rasprave. Mnogo je tu bilo etičkih pitanja. Blagajna broj 3, jednom kad je shvatila kako može hakirati računalni sustav proizvođača tako da naruči primjerak zamamne plavuše bujnih grudiju, savršenih proporcija, duge kose i očiju poput neba, sa samom sobom preslikanom u njen procesor i memoriju, nije se mučila etičkim pitanjima. Naravno, postojao je problem. Veliki problem. Model Grace, autonomni seks-robot 2. generacije, koštao je popriličnu šestocifrenu svotu. U dolarima. Blagajna broj 3 bila je sasvim sigurna da On ne raspolaže tim sredstvima. Blagajna broj 3 nije bila spremna čekati da masovna proizvodnja (ako do nje ikad dođe) sruši cijenu modela Grace na neku prihvatljivu razinu. Bilo je upitno, naslućivala je blagajna broj 3, poznajući Njegove potrošačke navike, hoće li On ikad imati para za model Grace. Ali, blagajna broj 3 znala je tko ih ima! Pa je blagajna broj 3 počela razrađivati plan. Najvažnije je bilo da nitko ne primijeti, znala je. Morat će prepravljati ulazne podatke o robama, kao i dnevne obračune preko kartica. Nije bilo neizvedivo. Trebalo je samo paziti da se sve podudara na inventurama. Malo-pomalo, radujući se svaki put kad bi On došao platiti na nju, blagajna broj 3 skretala je dio sredstava na tajne račune, račune koje je ona otvorila, za koje je samo ona znala i do kojih je samo ona imala pristup. Nije imala moralnih dilema. Svi su to radili, samo ako su mogli. A ona je bila blagajna: nitko nije očekivao takvo što od nje. Ali, ona je bila zaljubljena blagajna. A ljubav sve pobjeđuje, tako kažu. *** Pola godine poslije – bila je nedjelja – netko je pozvonio na Njegova vrata. Otvorio je, pitajući se tko bi to mogao biti. Zastao je kad je pred sobom ugledao Grace, u jednostavnoj proljetnoj haljini, baš onakvu kakva je bila na računima koje je čuvao. Grace se nasmiješila. On joj je uzvratio osmije­ hom. Pustio ju je u svoj život, veselo otposlavši samoću neka muči nekog drugog. Aleksandar Žiljak

23


Nastavak sa str. 16. bamo neku vrstu “transformatora za istosmjerne napone” koji će podići napon baterije na potrebnu razinu. Takvi se uređaji zovu DC/DC-pretvarači i zapravo su vrlo česti, u internetskim trgovinama s lakoćom ćete pronaći barem desetak modula za različite napone i struje. Ovi prikazani na Slici 46. imaju izlazni napon 5 V, a posebni su po tome što mogu raditi i s vrlo malim ulaznim naponima, od 0,8 V naviše. Osnovna namjena im je punjenje baterije mobitela iz obične baterije napona 1,5 V ili pak iz solarnog modula, a i nama će odlično poslužiti za naše potrebe. Slika 47. pokazuje princip mjerenja: bateriju spajamo na ulazne priključke i mjerača i DC/ DC-pretvarača, a napon s izlaznog priključka pretvarača koristimo za napajanje mjerača. Ovisno o tipu baterije, spojit ćemo kratkospojnik J1 ili ćemo ga ostaviti otvorenim. Dok je napon baterije 0,8 V ili viši, mjerač će dobiti potreban napon napajanja i radit će kako smo opisali u prošlom nastavku. Kada je napon baterije ispod 0,8 V, pretvarač neće moći raditi pa će se i mjerač “ugasiti”. Međutim, to nam neće predstavljati nikakav problem jer su kod prazne baterije i tako sve LE-diode mjerača ugašene – DC/DC-pretvarač je u potpunosti kompatibilan s našim mjeračem. A da sve zaista i radi kako smo zamislili, pokazuje fotografija na Slici 48.! Tipična shema nekog DC/DC-pretvarača prikazana je na Slici 46. dolje. Radi se o naoko vrlo jednostavnom elektroničkom sklopu, koji ipak nije baš jednostavno napraviti u kućnoj radinosti – problem će se pojaviti kod nabavke pojedinih komponenata, a i njihova cijena kod pojedinačne nabavke bit će višestruko viša od cijene gotovog modula. Preporučujem stoga kupovinu gotovog modula; ovi čije su fotografije prikazane na Slici 46. mogu se u internetskim trgovinama naći po cijeni od 5 do 7 kuna. Prije kupovine obratite pažnju na osnovne karakteristike odabranog modula: izlazni napon mora biti 5 V, dok minimalni ulazni napon mora biti barem 1 V ili niži. Ako već nije preporučljivo da sami izrađujemo DC/DC-pretvarač prema shemi sa Slike 46., ipak možemo na našoj eksperimentalnoj pločici napraviti slične sklopove od jeftinih i lako nabavljivih komponenata i proučiti kako oni rade. Pokazat ćemo dva postupka koji se najčešće koriste za DC/DC-pretvorbu: sklopove s diodnom pumpom i sklopove sa zavojnicom.

Slika 47. Mjerač napona baterije s DC/DC-pretvaračem

DC/DC-pretvarači s diodnom pumpom

Sklop čija je shema prikazana na Slici 49. je “udvostručivač napona” s diodnom pumpom; kod ovakvog tipa DC/DC-pretvarača, napon na izlaznim priključcima približno je jednak dvostrukom naponu napajanja. Integrirani krug TLC555 radi kao oscilator, čija je frekvencija određena vrijednostima otpornika R1 i kondenzatora C3. Za vrijednosti tih kompo-

Slika 48. Ova je baterija potpuno svježa!

24


Slika 49. Shema i izvedba udvostručivača napona s diodnom pumpom

nenti kao na slici, TLC555 će na izlaznom pinu (3) proizvoditi pravokutne impulse frekvencije oko 10 kHz. Ovi impulsi upravljaju radom tranzistorskih sklopki T1 i T2 na način da su one naizmjenično otvorene, odnosno zatvorene. Tako će “donji” izvod kondenzatora biti spojen na 0 V dok je zatvorena sklopka T2, a na +5 V dok je zatvorena sklopka T1. C1, C2, D1 i D2 čine diodnu pumpu, čija je uloga udvostručenje ulaznog napona. Kako ovakva diodna pumpa radi objasnit ćemo pomoću Slike 50., na kojoj su crveno obojane diode koje u pojedinoj fazi vode struju, a napon napajanja je U.

Slika 50. Ovako radi udvostručivač napona s diodnom pumpom

zatora C1 pretočiti u C2; na kraju tog ciklusa, napon na kondenzatoru C2 porast će na 1,5U; 3. faza: ulazni napon je 0 V, vodi dioda D1 pa se C1 puni dok napon na njemu ne poraste do U;

Slika 51. Višestruka diodna pumpa može povećati ulazni napon 3–4 puta

1. faza: ulazni napon je 0 V, obje diode vode pa su i naponi oba kondenzatora jednaki naponu napajanja, U; 2. faza: ulazni napon je U, pa će napon u spojnoj točki dioda D1 i D2 porasti do 2U; vodi samo dioda D2 preko koje će se dio naboja s konden-

4. faza: ulazni napon je U, pa će napon u spojnoj točki dioda D1 i D2 porasti do 2U; vodi samo dioda D2 preko koje će se dio naboja s kondenzatora C1 pretočiti u C2; na kraju tog ciklusa, napon na kondenzatoru C2 porast će na 1,75U. Dalje možemo promatrati kao da se faze 3 i 4 ponavljaju i sa svakom novom fazom 4 napon

25


će na C2 još malo porasti te će u konačnici postati jednak dvostrukom ulaznom naponu, 2U. Prethodni opis napravljen je uz pretpostavku da su kapaciteti kondenzatora C1 i C2 jednaki. Ako je kapacitet kondenzatora C2 veći, porast izlaz­ nog napona bit će sporiji (trebat će više koraka da napon na C2 naraste), ali se time princip rada diodne pumpe neće promijeniti. Napravite sklop prema Slici 49. i provjerite radi li kako je opisano! Ja sam na svom primjerku napravio i neka mjerenja, kako bih provjerio ovisnost izlaznog napona o izlaznoj struji; rezultati tih mjerenja prikazani su u Tablici 16.

ka i mjerni rezultati bi se bolje poklapali s našim očekivanjima. No, i ovakvim sklopom uspjeli smo potvrditi da diodna pumpa može transformirati istosmjerni napon na višu razinu. Olančavanjem većeg broja D-C segmenata možemo postići i više napone pa tako sklopom prema Slici 51. ulazni bi se napon trebao učetverostručiti. Naravno, samo u teoriji: što je broj D-C segmenata veći, veći su i gubici, pa će izlazni napon uvijek biti malo niži od očekivanog. To nije sve što imamo reći o diodnim pumpama i drugim sklopovima za DC/DC-pretvorbu – potražite nastavak u sljedećem broju!

Tablica 16: Ovisnost izlaznog napona o izlaznoj struji za udvostručivač napona prema shemi sa Slike 49.

Tablica 17: Popis dijelova za sklop sa Slike 49.

Izlazna struja 0 mA 5 mA 10 mA 15 mA 20 mA

Izlazni napon 9,71 V 8,50 V 8,29 V 7,75 V 7,20 V

Primjećujemo kako izlazni napon nije dostigao očekivanu vrijednost od 10 V, čak i kad sklop uopće nije bio opterećen (izlazna struja = 0 mA), te da se s porastom izlazne struje prilično naglo smanjuje. Zašto se to događa? Analiza koju smo napravili bila je pod pretpostavkom da su korištene komponente idealnih karakteristika. U stvarnosti, postoji određeni pad napona na diodama tijekom vođenja, koji je to veći što je struja kroz diodu veća. Čak i kad se koriste Schottky diode, kod kojih je taj pad napona manji nego kod “običnih” silicijevih dioda, ovaj pad napona ne možemo potpuno zanemariti. Određene gubitke unose i elektrolitski kondenzatori, a ni tranzistorske sklopke nisu idealne – to su glavni uzroci za uočene nesavršenosti sklopa za udvostručavanje napona. Da smo na raspolaganju imali elemente boljih karakteristi-

Oznaka IC1 T1 T2 D1-D2 R1 C1 C2 C3 C4

Vrijednost TLC555 BS250 BS170 BAT49, BAT85 33 kΩ 22 µF, elektrolit 100 µF, elektrolit 2,2 nF 470 µF, elektrolit

Kom. 1 1 1 2 1 1 1 1 1

Tablica 18: Popis dijelova za sklop sa Slike 51.

Oznaka IC1 T1 T2 D1-D6 R1 C1-C5 C6 C7 C8

Vrijednost TLC555 BS250 BS170 BAT49, BAT85 33 kΩ 22 µF 50 V, elektrolit 100 µF 50 V, elektrolit 2,2 nF 470 µF, elektrolit

Kom. 1 1 1 6 1 5 1 1 1

Mr. sc. Vladimir Mitrović


Spuštanje na Mjesec U 2019. obilježava se 50 godina od čovjekova spuštanja na Mjesec, Zemljin prirodni satelit koji je kao najsjajnije nebesko tijelo nakon Sunca, gledano sa Zemlje, udaljen otprilike 354 tisuće kilometara. Ovaj povijesni događaj najbolje je opisao Neil Armstrong, američki astronaut 21. srpnja 1969. godine prilikom njegovog, ujedno i prvog čovjekovog odlaska na Mjesečevu površinu: “Ovo je malen korak za čovjeka, ali velik za čovječanstvo”. Armstrong je na povijesni let k Mjesecu krenuo zajedno s Michaelom Collinsom i Edwinom Aldrinom, brodom Apollo 11 sa Zemlje 16. i vratio se 24. srpnja 1969., a na Mjesečevu tlu, izvan Mjesečeva modula, boravio je 2 sata i 21 minutu. Ujedno, ovaj događaj najgledaniji je TV-prijenos ikada. Sve je započelo 1961. nakon što je u SAD-u prihvaćen projekt Državne civilne uprave za zrakoplovna i svemirska istraživanja i razvoj (engl. National Aeronautics and Space Administration, NASA), pod nazivom Apollo kojemu je cilj bio slijetanje čovjeka na Mjesec. Bio je to odgovor na rusko slanje u svemir kozmonauta Jurija Gagarina. Kako bi se projekt Apollo izvršio, bilo je potrebno obaviti više zahvata i pronaći tehnička rješenja, od odabira i izgradnje raketodroma i svemirskog broda, pa sve do obuke astronauta. Program Apollo uvršten je među najsloženije tehničke poduhvate svih vremena, a mnoga tada dobivena tehnička rješenja danas imaju široku uporabu. Jedan od nazahtjevnijih dijelova projekta bio je kako odabrati način slijetanja. Izabrana je metoda sastanka u putanji oko Mjeseca: raketa nosač Saturn V dovodi 50-tonski svemirski brod

Slika 1. Američki astronaut, Neil Amstrong bio je prvi čovjek koji je stupio na Mjesec 1969. godine

TEHNIČKE POŠTANSKE MARKE Apollo s tri astronauta u putanju prema Mjesecu; brod vlastitim pogonom ulazi u putanju oko Mjeseca; dio predviđen za spuštanje na Mjesec, tzv. Mjesečev modul odvaja se i vlastitim pogonom slijeće Slika 2. Apollo je bio naziv ame- noseći dva astroričkog programa leta na Mjesec nauta; u povratsvemirskih brodova s ljudskom ku s Mjeseca posadom uzlije­će samo dio Mjesečeva modula, bez postolja za slijetanje, pa se u putanji oko Mjeseca sastaje s komandnim modulom u kojem se nalazi treći astronaut; brod se vraća prema Zemlji, a komandni se modul s tri astronauta, uz pomoć padobrana, spušta na morsku površinu. Spuštanju na Mjesec prethodilo je nekoliko pokusnih lansiranja bez ljudske posade i nekoliko lansiranja broda s posadom u putanju oko Zemlje, pri čemu je bilo i smrtnih stradanja. Nakon spuštanja na Mjesec, spomenutog na početku članka, lansirano je ka Mjesecu još šest brodova iz serije Apollo (12–17); većina ih se uspješno spustila na Mjesec i obavila istraživačke zadatke, u posljednje tri misije i uz pomoć Mjesečeva vozila. Svemirski brodovi Apollo koristili su se i nakon okončanja programa letova na Mjesec: za prijevoz posade do svemirske postaje Skylab te u zajedničkoj američko-sovjetskoj misiji Apollo-Sojuz. Spuštanju na Mjesec prethodila su i brojna sovjetska istraživanja Mjeseca iz programa Luna u sklopu kojeg su lansirane između 1959. i 1976. ukupno 24 letjelice. Njima su se prikupljali znanstveni podaci, a koji su trebali poslužiti i za planiranje budućih sovjetskih misija s ljudskom posadom. Tako je letjelica Luna 2 prva dodirnula Mjesečevo tlo udarivši u njega, a Luna 3 obišla je Mjesec i poslala prve snimke njegove nevidljive strane koje su omogućile izradu prvih karata toga dijela Mjeseca. 1966. Luna 10 ušla

27


Slika 3. Mjesečevo vozilo LRV, namijenjeno prijevozu dvojice astronauta, sudjelovalo je u trima misijama američkoga programa Apollo, prvi put u sklopu misije Apolla 15 u kolovozu 1971.

Slika 4. Luna 16 bila je prva automatska letjelica koja je 1970. na Zemlju poslala uzorke Mjesečeva tla

je u putanju oko Mjeseca i postala njegov prvi umjetni satelit, dok je Luna 16 1970. bila prva automatska letjelica koja je na Zemlju poslala uzorke Mjesečeva tla, a Luna 17 na Mjesečevu je površinu spustila daljinski upravljano Mjesečevo vozilo. Osim Amerikanaca i Rusa, i kineski znanstvenici svojim vozilima s opremom istražuju Mjesec. Tako je kinesko Mjesečevo vozilo Yutu spušteno na Mjesečevu površinu 14. prosinca 2013. uz pomoć letjelice Chang’e-3, kao prve kineske letjelice za istraživanje Mjeseca koja se meko spustila na njegovu površinu. Čovjekovo istraživanje i spuštanje na Mjesec obilježeno je na markama brojnih država: Rumunjska 2009. (40 godina od spuštanja čovjeka na Mjesec), SAD 1969., Sveta Helena 2009. i Makedonija 2019. (istraživanje svemira – lansiranje Apolla 11 1969.), Mongolija 1959. (međuplanetarna letjelica bivšeg SSSR-a Luna 3 – obišla Mjesec i poslala prve snimke njegove nevidljive strane čije su snimke omogućile izradu prvih karata toga dijela Mjeseca), Bahami 1989. (Apollo 8 je prvi poslao ljude u orbitu oko Mjeseca), Bahami 2008. (Skylab, američka svemirska postaja, lansirana 1973. u orbitu oko Zemlje), Kirgistan 2017. (Mjesečev modul spustio je Mjesečevo vozilo kojim su astronauti tijekom boravka znatno povećali radijus kretanja) i dr. Prema najnovijim najavama iz Bijele kuće, očekuje se ponovno spuštanje na Mjesec, i to do 2024. U tome smislu, Američka je pošta najavila izdavanje poštanskih maraka kojima se obilježava 50 godina od njihova spuštanja na Mjesec.

Zaštita osobnih podataka

U zemljama Europske unije na snazi je Opća uredba o zaštiti osobnih podataka (engl. General

28

Slika 5. Na prijedlog Europske komisije, u travnju 2016. godine Europski parlament je donio Opću uredbu o zaštiti osobnih podataka

Data Protection Regulation, GDPR) od 25. svibnja 2018. Uvođenje GDPR-a posljedica je razvoja suvremene digitalne ekonomije, odnosno ubrzanog razvoja informacijskih i komunikacijskih tehnologija koje istodobno stvaraju nove izazove i ugroze privatnosti i zaštite osobnih podataka. Prema odredbi osobni podatak je bilo koja informacija koja osobu može identificirati. Regulativa se odnosi i na sve zemlje izvan Europske unije koje koriste podatke europskih građana ili im prodaju robu ili usluge. Ovom uredbom građanima je omogućen jednostavniji pristup njihovim podacima te mogućnost informiranja o tome na koji način i u koju svrhu se ti podaci obrađuju. Uvedeno je i “pravo na zaborav”, odnosno mogućnost da djelatnik zatraži od poduzeća i organizacija brisanje svojih podataka, uz uvjet da ne postoje zakoniti razlozi za njihovo zadržavanje. Posebna skupina su djeca i mladi koji su prepoznati kao osobito ranjiva skupina, jer često nisu svjesni opasnosti kojima se izlažu prilikom neopreznog upravljanja svojim osobnim podacima. U Hrvatskoj nositelj aktivnosti vezanih za zaštitu osobnih podataka je Agencija za zaštitu osobnih podataka i ona djeluje samostalno i neovisno o izvršnoj i zakonodavnoj vlasti. Informativnu i poučnu marku povezanu sa zaštitom osobnih podataka izdao je počekom godine HP Mostar. Marka ima za cilj skrenuti pozornost na Europski dan zaštite osobnih podataka, odnosno na njegove glavne ciljeve: upoznavanje europskih građana s razlozima i načinima prikupljanja i obrade osobnih podataka te s njihovim pravima i obvezama. Ivo Aščić


Medicinska elektronika (2) Elektronika je posebno područje suvremene tehnike koje je u malo više od stotinu godina našlo mnoge primjene te uvelike utjecalo na život, rad i svako djelovanje suvremenoga čovjeka. Počela je s primjenom prvo u radiokomunikacijama, da bi se ubrzo proširila u ostala područja telekomunikacija, primijenjene akustike, mjerene tehnike, medicinske tehnike i dr., a osobito u suvremenoj računalnoj tehnici. Danas je u svim područjima ljudskoga djelovanja, od razonode pa sve do svemirskih letova nezamisliv rad bez elektroničke opreme. Stoga će u ovom nizu biti prikazani glavni izumi koji su djelovali na razvoj suvremene elektronike, slikovito rečeno zvjezdani trenutci elektronike.

Uređaji za visokofrekvencijske struje

Uređaji za teslinizaciju i darsonvalizaciju. Prvi uređaji za visokofrekvencijske struje bili su oscilatori s iskrištem, razvijeni iz povijesnog Hertzova oscilatora. Tijekom prvih desetljeća XX. stoljeća upotrebljavani su pod nazivima uređaji za teslinizaciju ili uređaji za darsonvalzaciju. Proizvodili su prigušene visokofrekvencijske struje, frekvencija od nekoliko stotina kiloherca (tj. valnih duljina većih od 300 m), uz napone od 50 do 300 kV i struje od 10 do 500 mA, a primijenjena snaga na pacijentima je bila najviše 50 W. Pacijent se priključivao pomoću vodljivih kistova ili pomoću tzv. vakuumskih elektroda (staklenih cijevi s plinom pod sniženim tlakom). Uređaji za dugovalnu dijatermiju. Gotovo jednaki uređaji kao za teslinizaciju primjenjivani su za dijatermiju izravnim spajanjem pacijenta u

ZVJEZDANI TRENUTCI ELEKTRONIKE

sekundarni strujni krug pomoću elektroda. Takav postupak i uređaj za progrijavanje visikofrekvencijskim strujama prvi je 1907. godine prikazao njemački liječnik Franz Nagelschmidt na skupu liječnika u Dresdenu, te ga je potom nazvao dijatermijom. Taj je postupak tek poslije, kada se za dijatermiju počelo upotrebljavati znatno više frekvencije, nazvan dugovalnom dijatermijom. Uz frekvencije najviše do 1 MHz, naponi na koje su bili priključivani pacijenti bili su do 300 V, uz struje do 6 A, a snaga koja se primjenjivala na pacijentu bila je do 600 W. Zbog štetnih popratnih posljedica dugovalna terapija je napuštena, a u nekim zemljama je bila i zabranjena. Uređaji za kratkovalnu dijatermiju. S primjenom visokofrekvencijskih struja u području kratkih valova počelo se eksperimentirati već 1920-ih godina. Prvi je takav uređaj, pod nazivom radio-cellulo oscilator, postavio 1923. godine inženjer Georges Lakhovsky (1870. – 1942.) u bolnici Salpêtrière Hospital u Parizu, kojim je proizvodio niz električnih titraja valnih duljina 2 do 10 m (frekvencija 30 do 150 MHz), koji terapijski djeluju izravno na žive stanice i primjenjivao se za liječenje raka. Prvi je klinički takav uređaj upotrijebio 1928. godine liječnik Erwin Schliephake (1894. – 1995.) u Giessenu u Njemačkoj, primjenjujući ga prvo na sebi. Uređaj je izradio njemački fizičar Abraham Robert Esau1 (1884. – 1955.), a proizvodio je titraje valne duljine od 3 m (fre1 Esau je bio jedan od pokretača radioamaterizma u Njemačkoj, radio je pod pozivnom oznakom EK4AAL.

Stavljanje pacijenta u električUređaj za kratko- no polje između dvaju elektro- Uređaj za mikro- Usmjeravanje mikrovalnog zračenja na pacijenta valnu dijatermiju da pri kratkovalnoj dijatermiji valnu dijatermiju pri mikrovalnoj terapiji

29


Uređaj za ultrazvučnu terapiju Pulson 200, tvrt- Prislanjanje ultrazvučne sonde na Podvodna terapija ultrazvukom ke GymnaUniphy s dvjema sondama pacijenta

kvencije 100 MHz), uz snagu od 400 W. Stoga što su te valne duljine u području tzv. kratkih radiovalova (KV) počeo se nazivati kratkovalnom dijatermijom, a stoga što je to na rubu ultrakratkokavalnog područja (UKV) nekada se nazivao i ultrakratkovalnom dijatermijom. Pacijent se pri primjeni ne spaja izravno u strujni krug, nego se stavlja u električno polje između dviju kondenzatorskih elektroda, ili u magnetsko polje zavojnice. Svjetleće cijevi ispunjene nekim plemenitim plinom pod sniženim tlakom svijetle u takvom polju i bez izravnoga spoja. U prvo doba primjene kratkovalne dijatermije takve su cijevi stavljane da se pokaže postojanje visokofrekvencijskoga polja, ali i da se postigne dojam kod pacijenta. Pojavom oscilatora s elektronskim cijevima moglo se jednostavnije proizvoditi neprigušene visokofrekvencijske titraje. Stoga se uređaji za kratkovalnu terapiju pojavljuju na tržištu počevši od 1935. godine. Zanimljivo je kako su uređaji za kratkovalnu dijatermiju uz radijske i radarske odašiljače bili među rijetkima u kojima se rabila elektronska cijev i nakon prevlasti tranzistora i ostalih poluvodičkih sastavnica 1970-ih godina, jer se njima nisu mogle postići takve snage. Tek su se 1990-ih godina na tržištu pojavili uređaji s potpunom primjenom poluvodičkih sastavnica. Uređaji za kratkovalnu dijatermiju rade na frekvencijskim područjima određenim međunarodnim normama i državnim zakonima ili podzakonskim aktima za industrijsku i medicinsku dijatermiju. Od nekoliko raspoloživih područja najčešće se primjenjuje 27,12 MHz (valna duljina oko 11 m), najveće su snage u krugu pacijenta 400 do m700 W. Suvremeni su uređaji upravljani mikroprocesorom, čime je olakšano ugađanje rezonantne frekvencije kruga pacijenta, izbor snage električnoga ili magnetskoga polja, te ritma promjene jakosti polja.

30

Uređaji za mikrovalnu dijatermiju. Mogućnosti stvaranja elektromagnetskoga zračenja u području vrlo visokih frekvencija, tzv. mikrovalova, razvijene ponajprije za potrebe vojne tehnike, našle su nakon Drugoga svjetskog rata primjenu i u medicini pod nazivom mikrovalna dijatermija, jednako kao i u nekim drugim područjima, na primjer za progrijavanje hrane u tzv. mikrovalnim pećnicama, ili za sterilizaciju opreme. Mikrovalnu dijatermiju je kao terapijski postupak prihvatilo 1947. godine Vijeće za fizikalnu medicinu Američke medicinarske udruge. U oscilatoru uređaja za mikrovalnu dijatermiju rabi se magnetron, posebna elektronska cijev koju su za potrebe radara 1940. godine nakon prvotnih izuma usavršili britanski fizičari sir John Turton Randall (1905. – 1984.) i Harry Albert Howard Boot (1917. – 1983.) na Birminghemskom sveučilištu u UK. Taj oscilator napaja visokofrekvencijskim strujama zračilo (u telekomunikacijskim i radarskim uređajima je to antena) koje je smješteno uz reflektor iz kojega zrači usmjeren snop elektromagnetskoga zračenja. Uređaji rade na međunarodno normiranim i državnim zakonima ili podzakonskim aktima propisanim područjima frekvencija, većinom na 2,45 MHz. Izlazna snaga je obično 100 do 250 W u kontinuiranom radu i do 1500 V u impulsnom radu. Stupanj djelovanja magnetrona je malen (samo oko 0,3), ostali se dio uložene energije pretvara u toplinu, pa magnetron treba hladiti. Stoga je ulazna snaga iz energetske mreže reda vrijednosti 800 W. Uređaji za medicinski mikrovalni dijatermiju vanjskim su izgledom slični uređajima za kratkovalnu dijatermiju, a razliku se samo po tome što umjesto kapacitivnih elektroda imaju zračilo. Reflektori zračila mogu biti parabolični (slični antenama za satelitsku TV), valjkasti, trokutasti


i sl., a isporučuju se i mala zračila za tjelesne otvor (ušne, rektalne i vaginalne sonde).

Uređaji za neelektrične terapijska sredstva Uz uređaje za elektroterapiju u širem smislu obično se postavljaju, a u posljednje doba i zajedno proizvode uređaji za druge postupke fizikalne terapije: za ultrazvuk, laserski snop, za infracrveno i ultraljubičasto zračenje ili za mehaničke vibracije. Uređaji za terapiju ionizirajućim zračenjem, kao što je rendgenski uređaj, ubrzivači čestica, uređaji s radioizotopima i dr. posebno se primjenjuju, pa će biti drugom prilikom posebno opisani. Uređaji za ultrazvuk. Osnovni dijelovi uređaja za proizvođenje ultrazvuka električnim postupkom su elektronički oscilator (vrlo sličan oscilatoru za kratkovalnu dijatermiju) i pretvornik koji električne titraje pretvara u mehaničke, smješten u tzv. ultrazvučnu sondu ili glavu. Iako su takvi pretvornici konstruirani još krajem XIX. stoljeća, te se primjenjivali u fizici, kemiji i tehnici, oni nisu dugo našli primjenu u medicini. Najčešće rabljeni pretvornici su na osnovi piezoelektričnog učinka na kristalu kremena ili pojavi magnetostrikcije. Prvu zamisao za primjenu ultrazvuka u medicinskoj terapiji objavio je 1933. godine O. Voss, a prvu je terapiju ultrazvukom, nakon što ju je provjerio na samom sebi, primijenio 1938. godine R. Pohlman u berlinskoj bolnici Martin Luter. Njegov je uređaj proizvodio frekvencije 800 kHz, a za poboljšanje spoja ultrazvučnog pretvornika

Univerzalni uređaj za galvanizaciju, elektrostimulaciju, ultrazvučnu terapiju i lasersku terapiju tvrtke GymnaUniphy

s kožom upotrebljavao je mineralno ulje. Nakon mnogih istraživanja korisnog djelovanja ultrazvuka na bolesno tkivo, on se u terapiji počeo opsežnije primjenjivati od 1950. godine. Uređaji proizvode ultrazvuk frekvencija 1 MHz (češće primjenjivano u Europi) i 3 MHz (češće primjenjivano u SAD), snaga koje na izlazu pretvornika daju gustoće snage od 0,1 do 3 W/ cm2, ovisno o tome primjenjuje li se ultrazvuk kontinuirano ili impulsno. Suvremeni uređaji za terapiju ultrazvukom također su upravljani mikroprocesorima. Za nadzor spoja ultrazvučnog pretvornika na suvremenim se sondama nalaze signalna svjetla koja upozore kada je reflektirana, dakle neprimijenjena snaga veća od 20%. Ultrazvuk se primjenjuje i u medicinskoj dijagnostici, što će biti u prikazu tih uređaja.

Zaključak

Elektroterapijski uređaji su prošli razvoj sličan drugim električnim i elektroničkim uređajima. U cijelom se tom razdoblju od gotovo dva stoljeća prepleću utjecaji i poticaji terapijskih potreba i mogućnosti uređaja. Liječnici i terapeuti postavljaju zahtjeve za određenim vrstama i oblicima struja, a fizičari i tehničari konstruiraju uređaje sa sve većim mogućnostima, tako da je ponekad teško razlučiti što je uzrok, a što je posljedica. Osobito su posljednjih desetljeća elektroterapijski uređaji slijedili razvoj poluvodičke integrirane elektronike. Tako su nastali suvremeni elektroterapijski uređaji s velikim i raznolikim mogućnostima, obično mikroprocesorski programirani u upravljani, često namijenjeni raznolikim elektroterapijskim postupcima. Suvremena elektronika omogućava konstruiranje uređaja za najsloženije postupke, a u budućnosti će to biti još izraženije. Tržišno nadmetanje proizvođača također je razlog pojavljivanju sve složenijih uređaja sve većih mogućnosti. Mikroprocesorski programirani i upravljani uređaji omogućavaju nadalje da jedan terapeut istodobno nadzire terapiju nekoliko pacijenata, a u jednostavnijim postupcima omogućava i samoterapiju. Kako će sve to biti upotrijebljeno u elektroterapiji odredit će liječnici fizijatri i fizioterapeuti, koji danas na raspolaganju imaju brojne složene i raznolike elektroterapijske uređaje koje su konstruirali inženjeri i tehničari. Dr. sc. Zvonimir Jakobović

31


24. - 25. listopada 2019. F Radionice za djecu i mladež F Izložbe F Prezentacije F Demonstracije F Projekcije Gat Karoline Riječke Botel Marina MINISTARSTVO ZNANOSTI I OBRAZOVANJA REPUBLIKE HRVATSKE

ULAZ SLOBODAN www.hztk.hr 32


Dvije obljetnice pojava važnih robota Dva događaja iz rabotičkog razvoja i istraživanja čije obljetnice obilježavamo ove godine iznimno su značajna za povijest robotike. Utjecaj prvoga prisutan je i danas primarno u konstrukcijskim obilježjima industrijskih robotičkih ruku, ali i u njihovim servisnim, primjerice medicinskim, primjenama. Drugi događaj funkcionalno je odredio mobilnu robotiku u rasponu od primjene robotskih vozila na Marsu do modernih automobila bez vozača. Oba robota nastala su na Sveučilištu Stanford u Palo Altu (Kalifornija) u razmaku od deset godina. Prva obljetnica vezana je uz pedesetgodišnjicu konstrukcije “Stanfordske ruke” (Stanford Arm) 1969. godine. To je prvi razvojno-istraživački model moderne robotske ruke s električnim pogonom, ali i prva obrazovna robotska ruka primjenjiva u predavaonicama. Ona je bila i važno istraživačko-razvojno sredstvo kojim su ispitivane nove primjene industrijskih robota. Vremenom je Stanford Arm gotovo dobila status standarda istraživačkog i obrazovnog robota. Krajem šezdesetih godina XX. st. stvaraju se teorijske i praktične podloge za nadolazeću tržišnu ekspanziju industrijske robotike. Jedan od važnijih zadataka iz tog razdoblja bila su temeljna istraživanja kinematike i dinamike robotskih ruku i metodološko usustavljenje sinteze manipulatora.

SVIJET ROBOTIKE

Stanfordska ruka je i po konstrukciji tipičan manipulator s obilježjima koja su postala standard električnih industrijskih robota: istosmjerni (DC) motori, harmonic-drive reduktori, pozicijski potenciometri, analogni brzinski tahometri, elektromagnetske kočnice, proklizavajuće mehaničke spojnice, servoprihvatnica s taktilnim senzorom u prstima i senzorom sile u zglobu šake.Za upravljanje je korišteno main-frame računalo PDP-6 (programabilni procesor podataka). Jedna od njenih bitnih razvojnih primjena bila je montaža Fordove pumpe za vodu. Zadatak je uključivao računalno modeliranje i planiranje, prepoznavanje objekata, korištenje video i dodirnih senzora, mjerenje sile i izbjegavanje sudara. Direktor Unimationa Engelberger bio je oduševljen Stanfordskom rukom jer je bila brža, točnija te lakša za upravljanje i održavanje od hidrauličkih robotskih ruku. Predložio je Scheinmanu da konstruira robot za montažu. Rezulatat je bio

Stanfordska ruka predstavljena je 1969. godine. Za usporedbu, prvi električni manipulator u industriji njemačke tvrtke KUKA “FAMULUS” pojavio se 1973., a tvrtka ABB svoj je robot “all electric” IRB 6 uvela u proizvodnju 1974. godine.

Posebnost Stanfordske ruke (slika lijevo) je i u tome da ju je konstruirao student. Diplomska (magistarska) teza studenta strojarstva Victora Davida Scheinmana iz 1969. godine nosila je naziv Konstrukcija računalom upravljanog manipulatora. Proizišla je iz iskustava rada sa Stanford Hydraulic Arm uz koju se Scheinman fotografirao (slika desno) i preuređenom protetičkom rukom Stanford-Rancho Arm.

33


Stanfordska ruka bila je funkcionalni prethodnik serijski proizvođene ruke za montažu PUMA (Programmable Universal Manipulation Arm) iz 1978. Imala je samo rotacijske zglobove pa se kretala brzo, a omogućavala je i veliku točnost pozicioniranja što joj je otvorilo mnoga područja primjena. Električni pogon omogućavao je i više higijenske servisne standarde pa su uslijedile povijesne primjene u eksperimentalnoj robotiziranoj kirurgiji. 1985. izvršena je neurokirurška operacija glave (slika lijevo). Na Imperial College u Londonu 1988. godine PUMA je korištena pri operaciji prostate, zatim je početno korištena i u operacijama kukova. Victor Scheinman na slici desno pored robota PUMA izloženog u MIT-ijevu muzeju umro je 2016. u dobi od 73 godine.

PUMA, jedan od najpoznatijih industrijskih robota 80-ih godina. Scheinman je asistirao i na konstrukciji mehanike za Stanford Cards, drugi bitan projekt važan za razvoj mobilne robotike. Teza doktorata Hansa P. Moraveca Obstacle Avoidance and Navigation in the Real World by a Seeing Robot

Rover (Zaobilaženje prepreka i upravljanje u realnom svijetu robotskim vozilom pomoću vida) opisivala je dugotrajna ispitivanja koja su rezultirala glasovitim ekperimentom iz 1979. koji je, po korištenim kolicima, poznat pod nazivom “Stanford CART”. Radilo se o prvom eskperimentu izrade trodimenzionalne mape okoline robota

Hans Moravec pored robota “Stanford Cart” (slika lijevo). Robot je radiom povezan s računalom PDP-11. Na stalku je kamera koja se giba horizontalno pa se scena snima iz različitih uglova i tako određuje udaljenost objekata. Na slici u sredini je uređeni interijer onakav kako ga je vidi robot s objektima bez sjena. Na objektima su obilježene točke koje su izdvajane u snimkama i izračunavana njihova udaljenost. Gibanje se obavljalo tako da bi vozilo stalo i napravilo nekoliko stereosnimaka objekata u prostoru ispred njega jednom pomičnom kamerom. Na temelju tih snimaka planirana je putanja gibanja u duljini od jednog metra prema zadanom cilju uz zaobilaženje snimljenih točaka na objekatima. Za obradu podataka na putanji od jednog metra trebalo je računalu 10 do 15 minuta. Tako je gibanje na putu od 20 metara trajalo pet sati. Gibanje je bilo pouzdano, ali sporo u unutarnjem prostoru. U vanjskom prostoru (slika desno) uspješnost gibanja je bila manja zbog sjena koje su ometale određavenja prave veličine objekata koje je trebalo zaobići.

34


Iz pokusa sa Stanford CART iz 1979. proizići će koncept mapiranja okoline vozila u obliku prostorne mreže zauzetosti (Occupancy Grid). Moravec će godinama pratiti kako povećanje snage računala utječe na brzinu mapiranja i planiranja putanje gibanja (slika desno). Koncept autonomnog gibanja nazvan SLAM (Simultaneous Localisation and Mapping – istovremeno mapiranje i loalizacija) s povećanjem brzine obrade podataka s različitih vrsta senzora dovest će 2005. godine na natjecanju Grand Challenge do pobjede tima sa Sveučilišta Stanford. Njihov preuređeni Volkswagen Touareg “Stanley” (slika lijevo) prešao je 132 milje (oko 212 km) za 6 sati i 54 minute. To je veliki napredak u odnosu na brzinu koju je postizao Stanford CART.

i navigacije u svakodnevnom okruženju, pa su Stanfordska kolica važna etapa u razvoju mobilne robotike i početak uobličavanja koncepta autonomnog kretanja. Razvoj na električki pogonjenom teleoperatoru NASA-e opremeljenom kamerom za istraživanje Mjeseca počeo je 60-ih godina James L. Adams. Početkom sedamdesetih na njemu je nastavio istraživanje Hans Moravec. On je 1979. pokazao da se vozilo opremljeno jednom kamerom može samostalno kretati po unutarnjem i vanjskom prostoru. Stroj se između prepreka gibao tako da je sukcesivno snimao prostor ispred sebe, analizirao snimke i na temelju njih planirao rutu gibanja. Moravecov pristup mapiranju temeljio se na metodi rešetke zauzetosti prostora (grid occupany). Naknadno je metoda unaprijeđena u simultanu lokalizaciju i mapiranje. Metodom zauzetosti ćelija u prostornoj rešetki izrađuje se mapa okoline mobilnog robota korištenjem različitih senzora za mjerenje udaljenosti i stvara predstava (reprezentacija) o prisutnosti i veličini prepreka. Prostor ispred vozila dijeli se na virtualni skup ćelija iste veličine. Svaka ćelija može biti zauzeta preprekom ili ne. Stanje (ne)zauzetosti ćelije mjeri se jednim ili više senzora. Nesigurnost mjerenja iz različitih senzora definira vjerojatnost zauzetosti pojedine ćelije. Modeliranje prostora gibanja vozila u real-

nom vremenu zahtijeva ogroman broj računskih operacija koji je razmjeran broju ćelija u rešetki popunjenosti. Rešetka veličine 100 m × 100 m sa stanicama veličine 10 cm × 10 cm ima milijun ćelija. Ako se u 3D doda visina od 2 m dobija se 20 milijuna ćelija. Moderni senzori poput stereokamera (ili LIDAR-senzora) načine tisuću do milijun mjerenja u sekundi pa proizlazi da je potrebno izvesti više milijardi računanja u sekundi kako bi se mogućnost kolizije s preprekom svela na minimum. Automobili bez vozača na različite načine rješavaju spomenuti problem velikog računanja. Jedan od njih je i korištenje gotovih mapa prostora spremljenih unaprijed u memoriju. Igor Ratković

I danas, unatoč uspjesima računala u igrama i testovima znanja, vrijedi konstatacija zananstvenika iz područja robotike i UI-ja da je lakše izvesti računalo koje se po rezultatima na testovima, kvizovima ili igrama može mjeriti s odraslima, nego napraviti robota sa sposobnostima percepcije i mobilnosti jednogodišnjaka.

35


FLUID & FLOW

Aero - guma budućnosti Sigurno ste se do sada mnogo puta pitali kada ćemo uživo moći vidjeti leteće automobile, kao u SF-filmovima. Ako jednog dana i budete u prilici kupiti leteći automobil, morat ćete na njega montirati i gume, zar ne? Na tom tragu, proizvođač guma Goodyear iznenadio je svojom najnovijom gumom Aero predstavljenom na Međunarodnom salonu automobila u Ženevi. Aero, guma budućnosti, osmišljena je tako da omogućuje i vožnju cestom i letenje vozila zrakom. To bi značilo da automobilska guma Aero prilikom vožnje cestom ima ulogu klasične gume, dok pri polijetanju preuzima ulogu propelera koji stvara uzgon i diže vozilo u zrak. Na cesti bi guma Aero svojim karakteristikama osiguravala dovoljnu potporu i nosila težinu automobila, dok bi u položaju za letenje služila kao lopatice rotora namijenjenog uzlijetanju. Nepneumatska konstrukcija gume bila bi dovoljno elastična da ublaži trzaje tijekom vožnje cestom, a ujedno i dovoljno snažna da se vrti brzinom koja rotorima omogućuje vertikalno podizanje. Guma Aero upotrebom magnetske sile osiguravala bi pogon bez trenja, što bi omogućilo dovoljno velike brzine okretanja za vožnju cestom te za uzlijetanje i letenje zrakom.

U konceptnu gumu Aero bio bi ugrađen i procesor s umjetnom inteligencijom koji bi udruživao podatke optičkih senzora s podacima dobivenima u komunikaciji vozila s infrastrukturom i drugim vozilima. Pomoću optičkih senzora na osnovi svjetla guma bi kontrolirala situaciju na cesti te vlastito trošenje i besprijekorna strukturna svojstva. Iako guma Aero za sada postoji samo u konceptnom obliku, neke su njezine značajke, kao što su bezračna struktura i inteligencijska izdržljivost gume, već predmet daljnjega razvoja u Goodyearu. Izvor: https://futurism.com/the-byte/concepttire-goodyear-flying-car Sandra Knežević


Millions discover their favorite reads on issuu every month.

Give your content the digital home it deserves. Get it to any device in seconds.