__MAIN_TEXT__
feature-image

Page 1

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

I Kodiranje - BBC micro:bitI I SF priča I I Mala škola fotografije I

ISBN 0400-0315

Rubrike

Izbor I Trendovi novih kamera za snimanje slika I I Shield-A, učilo za programiranje mikroupravljača (7) I IE  fekt kotrljajućeg zatvarača I I Roboti – posrednici u pandemiji I

Broj 636 I Lipanj / June 2020. I Godina LXIV.

ČASOPIS ZA MODELARSTVO I SAMOGRADNJU

www.hztk.hr


INFORMATIKA

Prijenosna računala za sve potrebe

U OVOM BROJU Prijenosna računala za sve potrebe. . . . . . . . . 2 Pomicanje granica mogućega . . . . . . . . . . . . . 3 Efekt kotrljajućeg zatvarača . . . . . . . . . . . . . . . 5 Laser koji može na daljinu identificirati

1. Vodootporan i lagan. Bivši Sonyjev brend Valo vratio se na europsko tržište. Sx14 notebook, sada je dostupan od firme Tekstor. Intenzivno se testira u postrojenju u Japanu i, između ostalog, vodootporan na prskanje. U Sx14 rade procesori Intel Core i7 ili i5 serije, 8 GB RAM-a i SSD-ovi s 256 GB ili 512 GB. Unatoč kompaktnom dizajnu i maloj težini od samo 999 g, SX14 s 14-colnim zaslonom s potpunom HD rezolucijom, a tu je i opcija UHD-a s 3840 x 2016 piksla. Postoje mnogi ulazi i LTE modem. Cijena: od oko 1500 €.

jedinstvene otkucaje srca. . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Trendovi novih kamera za snimanje slika . . . . 7 BBC micro:bit [10]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Robotski modeli za učenje kroz igru u STEM-nastavi - Fischertechnik (31) . . . . . . 13 Mala škola fotografije. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Pogled unatrag. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Analiza fotografija. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Staklo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Shield-A, učilo za programiranje mikroupravljača (7). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Tramvaji . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Mikrovalne i specijalne antene. . . . . . . . . . . . 29 Roboti – posrednici u pandemiji. . . . . . . . . . . 32 Nacrt u prilogu:

Robotski modeli za učenje kroz igru 2. Novo ime. Portégé A30-E najnovija je u STEM-nastavi - Fischertechnik (31) Dynabook-ova poslovna bilježnica. Nekadašnje Toshibine bilježnice pod ovim su se imenom Preša za cvijeće prodavale od travnja. S težinom od 1,2 kg i vitkom površinom, trebao bi stati u svaku aktovku. Intelova Nakladnik: Hrvatska zajednica tehničke telefon (01) 48 48 762 i faks (01) 48 46 979; obitelj Core-i najnovije genekulture, Dalmatinska 12, P. p. 149, 10002 www.hztk.hr; e-pošta: abc-tehnike@hztk.hr Zagreb, Hrvat­ska/Croatia racije i SSD-ovi s 1 terabaj“ABC tehnike” na adresi www.hztk.hr Glavni urednik: Zoran Kušan tnim prostorom za pohranu Izlazi jedanput na mjesec u školskoj godini Uredništvo: Ivan Jurić – Zagrebačka zajedtrebali bi ponuditi perfor(10 brojeva godišnje) nica tehničke kulture, Sanja Kovačević – manse potrebne mobilnim Rukopisi, crteži i fotografije se ne vraćaju Društvo pedagoga tehničke kulture Zagreb, Žiro-račun: Hrvat­ska zajednica tehničke kul­ zaposlenicima. Sveobuhvatni Neven Kepenski – Modra Lasta, Zoran Kušan Nastavak na 36. stranici

– urednik, HZTK, Danko Kočiš – ZTK Đakovo

ture HR68 2360 0001 1015 5947 0

DTP / Layout and design: Zoran Kušan

Devizni račun: Hrvatska zajednica tehničke

Lektura i korektura: Morana Kovač Broj 10 (636), lipanj 2020.

kulture, Zagreb, Dalmatinska 12, Zagre­bačka banka d.d. IBAN: 6823600001101559470

Školska godina 2019./2020.

BIC: ZABAHR2X

Naslovna stranica: Neboderi na Manhattanu

Cijena za inozemstvo: 2,25 eura, poštarina

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

Tisak: Alfacommerce d.o.o., Zagreb

uključena u cijeni

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


Pomicanje granica mogućega

NEOBIČNE GRAĐEVINE

Graditeljstvo je jedno od područja gdje pojedinci, stručnjaci, zanesenjaci pomiču granice mogućeg i izazivaju čuđenje među ljudima. Evo primjera neobičnih građevina koje potvrđuju da se nerijetko može izgraditi nešto što se na prvu ruku čini nemogućim. Bakreni neboderi (American Copper Buildings) Građevinsko zemljište u New Yorku nevjerojatno je skupo. To je razlog zbog kojega građevinski stručnjaci na kupljenim parcelama nastoje izgraditi što više stanova. Tako je na natječaj za idejno rješenje jedne stambene zgrade stiglo dosta prijedloga. Obično dobijete puno sjajnih i puno groznih ideja ‒ kažu građevinari, te dodaju da jedna od groznih, bolje rečeno odvažnih ideja najčešće ispadne ‒ odlična. Arhitekti su smislili rješenje koje naizgled prkosi gravitaciji. U planu te odvažne ideje bila je gradnja dva nebodera koji se od temelja približavaju jedan drugome, a potom se opet udaljavaju. Na mjestima gdje su neboderi najbliži, 100 metara visoko, spajao bi ih most. Bila je to prava graditeljska muka, ali i prilika! S tim neobičnim mostom neboderi bi bili jedna cjelina. Kod visokih građevina treba se suočiti i boriti s prirodom jer je najveći problem vjetar (New York je 2012. pogodio uragan Sandy). Nakošena zgrada općenito nije poželjna. Arhitekti moraju uračunati sile izvijanja kod tog nagiba. Da se taj nakošeni neboder ne bi srušio, svaki kat je morao biti vezan za posmični zid. On preuzima sile smicanja vodoravnog opterećenja, opterećenja vjetra, potresa i gravitacije. Zgrada je nakošena, ali okna dizala i posmični zidovi nisu. Oni su kralješnica koja nosi katove ovih neobičnih nebodera. U slučaju nestanka struje uzrokovanog olujom, postoji pet generatora za slučaj nužde koji će napajati osam putničkih i dva teretna dizala i osigurati napajanje hladnjaka stanara te jednu utičnicu u svakom od 760 stanova na neodređeno vrijeme. Ovi izuzetni neboderi na Manhattanu ubrzo su izazvali veliku pozornost. Kosina istočnog nebodera je oko 22 cm po katu. Na punoj visini otklanja se za 6 do 7 metara, a zatim se vraća. Takvo nešto ljudi nikad nisu vidjeli. Nakrivljenost nebodera izazvala je paniku. Kad se mogao pre-

poznati izgled objekta, na gradilište su dojurili vatrogasci. Nastala je vika, strka... netko im je dojavio da se neboderi ruše. Trebalo ih je uvjeriti da je sve rađeno prema projektu i važećim dozvolama. Most između nebodera posebna je priča. Sagrađen je u tri razine. Na gornjem su dijelu privatne terase, u sredini prostor za druženje i bazen (!) pa se može otplivati iz jednog u drugi neboder, a na donjem dijelu odvod otpadnih voda i generatori za struju. Izazov je bio kako napraviti spoj mosta s jednim i drugim neboderom. Naime, proračuni su govorili da ih vjetar može približiti do 30 cm, odnosno, vrhovi se mogu pomicati i do 1 metar, što bi značilo da bi most, iako težak 210 tona, bio ‒ potrgan. Arhitekti su tom problemu doskočili tako što je most na jednoj strani imao čvrstu vezu, a na drugoj je klizio (ako zatreba) po teflonskim pločama koje dozvoljavaju pomak od 70 cm. Završni problem su bile obloge pročelja. Odustalo se od onih skupljih, samo bakrenih,

3


Zgrade sveučilišta nisu se mijenjale od XVI. stoljeća: dosadne četvrtaste kuće, profesor za katedrom, tihi učenici... Zgrada Košnica revolucionaran je projekt. Učionice su bez kutova. Oni određuju dinamiku između predavača i učenika, a to se htjelo izbjeći. Rješenje je u okruglim prostorijama i isto takvim stolovima jer su oni “demokratičniji”. Projektanti su krenuli od jedne ovalne predavaonice. Zatim su ih postavili cijeli niz oko središnje aule. Tako se penju u visinu. Košnica se sastoji od 12 osmerokatnih tornjeva koji se od dna zgrade polako šireći uspinju. Svaki je kat malo više izvučen poput nekakve bačve koja će se raspasti. Kružne su učionice dramatično promijenile oblik građevine. Kada imate dva zakrivljena stupa između katova, konstrukcija teži rušenju. Zato su na svakoj razini postavljeni nadvoji, poput obruča na bačvi, koji drže stupove na okupu i učvršćuje čitavu konstrukciju. Stručnjaci se slažu da su takvi stupovi rijetki i ruše sve predodžbe o ravnoj, čvrstoj, solidnoj gradnji. već se pribjeglo izvornom rješenju: tanki bakreni film pričvršćen je na vatrootporni materijal, a zajedno na nehrđajući čelik. I u ovakvoj izvedbi neboderi su obloženi s 1800 tona bakra, po čemu su i dobili ime. Tijekom 50 godina na njih će se navući zelenkasta patina, baš kao na poznatome Kipu slobode. Bakreni neboderi dokaz su briljantnog projekta i izvedbe životnog prostora u vrlo napučenom gradu. Košnica u Singapuru Republika Singapur (kraće Singapur), otočni je grad-država u jugoistočnoj Aziji na jugu Malajskog poluotoka, na vrhu poluotoka Malake. Za Singapur kažu da je jedan od najljepših gradova na svijetu. Ima lijepe, domišljato sagrađene zgrade. Ipak, jedna odudara od ostalih. Nazvali su je Košnica (engl. Hive), a izgrađena je za Tehničko sveučilište Nanyang. Pred arhitekte su postavljena dva velika izazova: trebalo je projektirati zgradu bez ijednog kuta te je hladiti bez klimatizacije, i to u jednom od najsparnijih gradova. Košnica je morala biti i jedna od ekološki najviše osviještenih zgrada. Cilj je projektanata smanjiti potrošnju energije za 30%. To će postići samo ako izbace uobičajenu klimatizaciju. Dakle, potrebno je rashladiti prostor unutar zgrade, a ne potrošiti previše energije.

4

Zgrada koja se s visinom širi trebala je stvoriti ekosustav koji hladi vruću, sparnu singapursku


INOVACIJE

Efekt kotrljajućeg zatvarača

klimu. Arhitekti su se koncentrirali na središnji atrij u kojem se topli zrak uzdiže po sredini te poput dimnjaka za sobom povlači sav zrak. Geometrija je oblikovana s namjerom da se rashladi sredina. Riječ je o pasivnom hlađenju. Koristeći oblik zgrade toplina se na prirodan način hvata i izbacuje kroz krov. Stalan protok zraka je rashlađuje, a biljke štite od sunca. Bio je to odličan način da se smanji potrošnja u tako vrućoj klimi. I same biljke u auli snižavaju temperaturu. Zgrada Košnica potpuno je energetski učinkovita i održiva, a za to je dobila platinastu medalju. Još jedna zanimljivost. Podovi i zidovi te vanjske obloge su od betona. On je obično dosadno siv jer je tako najjeftinije. Ali velika siva zgrada bi bila odbojna jer ne bi imala reljefnu teksturu. Puno se eksperimentiralo s betonom tražeći najbolje rješenje. Tijekom izrade vanjske obloge koristili su retardant. On usporava ravnomjerno sušenje betona. Ako se ne suši ravnomjerno, dio se stisne, a dio ostane vlažan. Taj vlažni dio sastruže se tako da se vidi agregat (pijesak u podlozi). Tako raznolika površina sada privlači pogled promatrača. Zgradu pri tome neće pogledati letimice već će se pogled malo zadržati upravo na tim mjestima. Unatoč radikalnom dizajnu, zgrada je već osvojila stanovnike Singapura, poglavito studente. Postala je i turistička atrakcija. Nadmašila je sva očekivanja. Neki je zovu Dim Sum, zato što podsjeća na posude u kojima se poslužuje dim sum (poznati stil kineske kuhinje). Pokazala je da graditeljstvo nije samo gradnja nego i pomicanje granica mogućega. To je zgrada budućnosti. Amanita (Prema BBC Earth)

Učinak izobličenja slike koji se katkad primjećuje prilikom fotografiranja nastaje upotrebom kamere sa CMOS-senzorom (engl. Complementary metal-oxide-semiconductor). Slika koja se dobije ne razlikuje se od stvarne sve dok su objekti statični. Za objekte koji se gibaju velikom brzinom ili postoje brze oscilacije kamere slika je izobličena što se obično naziva efekt kotrljajućeg zatvarača ili rolling shutter-efekt. Na primjeru zategnutih žica gitare čiji je period oscilacija od 3 ms do 12 ms pojavit će se izobličenja prikazana na Slici 1. Uzrok izobličenja slike ima objašnjenje u načinu rada senzora čija je funkcija da svjetlosnu energiju osvijetljenog predmeta pretvori u električni napon. Dobiveni napon se potom AD (analognodigitalni) pretvaračem oblikuje u digitalni zapis za bilježenje slike. Specifičnost CMOS-senzora je što za stvaranje slike ne koristi odjednom cijelu senzorsku površinu već se dijelovi senzora izlažu svjetlosti u različito vrijeme. Zbog toga senzor ne “hvata” istovremeno cijelu sliku osvijetljenog objekta, nego se ekspozicija odvija sekvencijalno, osvjetljavanjem linije po linije senzorske površine. Površina CMOS-senzora građena je od piksela aktivne površine veličine μm koja hvata red po red svjetlosne informacije uz prisutan vremenski razmak između početka očitavanja svake linije unutar okvira. Na Slici 2. prikazan

Slika 1. Gitarske žice snimljene kamerom s CMOS-senzorom

5


1/3 s

2/3 s

1s

slika

Slika 2. Izobličenje slike dobiveno kotrljajućim zatvaračem

je objekt koji se giba velikom brzinom i ulazi u polje slike koju bilježi senzor. Uz pretpostavku da je gibanje objekta i vrijeme očitanja slike jedna sekunda, a da senzor očitava pojedini red u 1/3 sekunde rezultat je izobličena slika objekta. Žuti kvadratići predstavljaju rad kotrljajućeg zatvarača, a plavi objekt koji se giba velikom brzinom. Rezultat je izobličena slika objekta označena kvadratićima zelene boje. Kod opisane tehnologije javlja se nepoželjni efekt izobličenja koji može imati i korisnu obrazovnu ulogu. Tako je na primjer moguće određivanje frekvencije brzo titrajućih objekata kakva je žica gitare. Za postizanje efekta kotrljajućeg zatvarača potrebno je da kamera bude postavljena okomito na žice, da se smanji vrijeme otvora blende te da se žice dodatno osvijetle. Dobiveni efekt modeliran je u programu GeoGebra i prikazan na Slici 3. Kako bi se odredila frekvencija žice potrebno

Laser koji može na daljinu identificirati jedinstvene otkucaje srca Jeste li znali da su ritmovi otkucaja srca jedinstveni poput otisaka prstiju i da laseri mogu prepoznati kome pripadaju? Američka vojska mogla bi vas uskoro uočiti u gomili ljudi ‒ ne po vašem licu ili po hodu, već po vašem jedinstvenom ritmu otkucaja srca. Nedavno je Pentagon razvio i testirao laser koji može skenirati i razlikovati otkucaje vašeg srca na udaljenosti od oko 200 metara. Naziv Jetson, podsjeća na popularnu znanstveno-fantastičnu animiranu obitelj Jetson, koja je naselila svijet prepun futurističkih naprava. No, za razliku od praktičnih kućanskih uređaja iz emisije, novi laserski sustav osmišljen je za borbu protiv terorizma, a Pentagon ga je stvorio na zahtjev američkih specijalnih snaga, izvijestio je MIT Technology Review (MTR). Za razliku od nekih vrsta identifikacijskih tehnika koje se oslanjaju na biometrijske karakteristike (jedinstvene anatomske ili ponašajne osobine), subjekti Jetsonovog infracrvenog lase-

Slika 3. Titranje žice i rad kotrljajućeg zatvarača

je odrediti valnu duljinu izobličenja valova u računalnom programu za uređenje slika i brzinu očitanja linija po sekundi. Za određivanje brzine očitanja nužno je osvijetliti žice fluorescentnim izvorom svjetlosti koji na fotografiji stvara svijet­le i tamne pruge (stroboskopski efekt) kao posljedica treptanja lampe koje bilježi kamera. Frekvencija titranja fluorescentnog izvora je 100 Hz. Mjerenjem udaljenosti tamnih ili svijet­ lih pruga moguće je odrediti brzinu očitanja linija u vremenskom razmaku od jedne sekunde. Računanjem omjera brzine broja linija u sekundi i valne duljine izobličenih valova moguće je odrediti frekvenciju žice gitare. Tako je na Slici 1. za žicu E6 broj linija po sekundi 15 500 pxs-1 što daje frekvenciju od 82,9 Hz. Antonio Svedružić

6

Ritmovi otkucaja srca jedinstveni su baš poput otisaka prstiju i laseri mogu otkriti kojoj osobi pripadaju


NOVE TEHNOLOGIJE ra za otkrivanje otkucaja srca mogu biti udaljeni od skenera. Laser može čak osjetiti otkucaje srca kroz odjeću. Oblik mrežnice i otisci prstiju odavno su prepoznati kao biomarkeri koji su za svaku osobu jedinstveni i mogu se koristiti u svrhu identifikacije. Tijekom proteklog desetljeća pojavile su se tehnologije koje mogu otkriti još više biomarkera, poput venskih uzoraka i mirisa tijela, kao i otkucaja srca. Tako na primjer postoji narukvica Nymi koja autorizira korisnika prema otkucajima njegovog srca, a zatim potvrdu šalje pametnim uređajima putem Bluetootha. Jetson očitava otkucaje srca na daljinu vibrometrijom, beskontaktnom tehnikom koja mjeri vibraciju površine. Algoritmi potom prevode uzorke otkucaja srca u jedinstveni srčani “potpis”. No, trenutnoj verziji Jetsona potrebno je 30 sekundi za provođenje skeniranja i prikupljanje podataka o otkucajima srca, a to ograničenje donekle usporava korisnost tehnologije za vrijeme kretanja ljudi. Ostale vrste biometrijske identifikacije dugog dometa, poput prepoznavanja lica, mogu biti “izbačene iz kolosijeka” ako su lica djelomično zatamnjena. Suprotno tome, srčane obrasce osoba teško može namjerno mijenjati. Skeniranje otkucaja srca na daljinu stoga pruža dodatnu biometrijsku identifikaciju kada uvjeti okoline i promjene u izgledu lica ometaju upotrebu češćih sustava identifikacije. Dosadašnji eksperimenti pokazali su da Jetson može identificirati pojedince s 95 posto točnosti, a Jetson sustavi s moćnijim infracrvenim laserima vjerojatno će biti sposobni otkrivati pojedince na još većim udaljenostima. Izvor: www.livescience. com Foto: Shutterstock Snježana Krčmar

Trendovi novih kamera za snimanje slika Na sajmu Photokina u Kölnu predstavljene su novosti: nova kamera i umjetna inteligencija za pametne telefone, a za fotokamere sistemi bajonetnih objektiva. Kineski Huawei, u suradnji s Laicom, predstavio je za pametne telefone takozvani A-Brend. Top-model P20 Pro predstavljen je s tri optike i tri senzora s različitom jačinom. Senzor iza širokokutnog objektiva ima 40 megapiksela, što predstavlja zasad maksimum za pametne telefone. Monokromni senzor s 20 megapiksela ima prednosti pred kontrastima, a 8 megapiksela za slabo osvjetljenje. P20 Pro koristi umjetnu inteligenciju koja proračunava u Fotomodusu slike svih modula u kombinirani snimak. Ovim trikom postižu proizvođači oštre slike bez šuma. Nokija u suradnji sa Zeissom predstavlja nove modele. Stručnjaci predviđaju uskoro i pametne telefone s pet kamera. Kvaliteta slike kod mobilnih uređaja približava se onoj fotokamera, ali kod P20 nije moguć RAW-format, odnosno snimanje obrađenih sirovih podataka, dok je kod Galaksy S9 to omogućeno, samo u posebnom Profi-Modusu. Apple razvija poboljšanje “mobilne fotografije” povezivanjem više objektiva i procesora. Zadnje generacije iPhonea zamjenjuju slike u Jpeg- s Heif-formatom, kako bi stvorile sekvencije slika s različitim opcijama. Moguće je, na primjer, smanjivati šum naknadnom analizom, kako prikazuju slike u članku. Profesionalni fotografi sada uz fotokameru koriste pametni telefon kao drugu kameru. Proizvođači fotokamera ne žele zaostati iza pametnih telefona, pa je na primjer Canon predstavio bajonetni objektiv u kameri bez ogledala, s oko 30,3 megapiksela, a Nikon s 45,7 megapiksela, što znatno premašuje današnje mogućnosti pametnih telefona. MD

7


BBC micro:bit [10]

KODIRANJE

BBC micro:bit [10] Poštovani čitatelji, u zadatku iz prošlog nastavka serije traženo je da prilagodite postojeće programe za daljinsko upravljanje robotskim kolicima s robotskom rukom kako slijedi: “Daljinski upravljač neka ima dvije komande za podizanje i spuštanje vilice robotske ruke. Za to koristite tipku A i tipku B odašiljača na način da se dugim pritiskom tipke A vilica neprekidno podiže (giba se samo dok je tipka pritisnuta), ali ne više od 130°, a dugim pritiskom tipke B neka se vilica neprekidno spušta (giba se samo dok je tipka pritisnuta), ali ne niže od 50°. Ostale komande pokretanja robotskih kolica neka ostanu iste onima sa Slike 9.1. Kod prvog startanja neka se vilica robotske ruke namjesti vodoravno u odnosu na radnu površinu.” Isprobajte ponuđene programe sa Slike 10.1. i Slike 10.2.

Slika 10.2. Programski kôd prijemnika

Slika 10.1. Programski kôd odašiljača

Kako bi se udovoljilo uvjetu koji traži da se servomotor robotske ruke pokreće gore/dolje dugotrajnim pritiskom tipke, unutar petlje “forever” programskog koda odašiljača umetnuti su

8

blokovi “set GORE to button A is pressed” i “set DOLJE to button B is pressed”. “GORE” i “DOLJE” su promjenljive koje morate sami propisati. Sve dok su tipke A i B otpuštene, u promjenljivima je stanje “false”. Kod pritiska tipke A promjenljiva “GORE” poprima vrijednost “true”, a isto se dešava i prilikom pritiska tipke B gdje promjenljiva “DOLJE” također poprima vrijednost “true”. To se stanje održava dokle god je jedna od tipki pritisnuta. Sada je svima jasno što se dalje dešava. Kod dugog pritiska tipke A radio neprestano


odašilje brojku 10, a kod dugog pritiska tipke B brojku 50. U prijemnom je dijelu najprije određena i ugođena promjenljiva “KUT” na 90, a odmah je potom riješen i zahtjev početnog položaja vilice robotske ruke. U nastavku programa taj se broj (90) može povećavati ili smanjivati s blokom “change KUT by …”. Zbog veće preciznosti robotske ruke izabrani su brojevi 1 i -1 kako bi se dobile promjene od 1° prema gore ili prema dolje. Nadalje, u svrhu ispitivanja jesu li ispunjeni svi uvjeti za pokretanje robotske ruke uveden je binarni logički operator AND. Logička stanja tog operatora prikazana su u tablici.

A 0 0 1 1

B 0 1 0 1

A and B 0 0 0 1

Tablica istinitosti binarnog operatora AND

Napomena! Nemojte brkati A i B operatore s A i B tipkama. Možda je bolje da operator A nazovemo “I. uvjet”, a operator B “II. uvjet”. Iz tablice je vidljivo da oba operatora moraju biti istinita (true) kako bi se dobio željeni odgovor (true). Otprije znate da će se akcije unutar blokova “if……then” pokrenuti samo ako se ispune upisani uvjeti. Za podizanje vilice robotske ruke moraju biti, kako je prije rečeno, ispunjena dva uvjeta: “I. uvjet” je ispunjen samo kad BBC micro:bit robotskih kolica putem radijske veze prima brojku 10, a “II. uvjet” je ispunjen samo ako je vrijednost unutar promjenljive “KUT” manja od (<) 130. Drugim riječima, vilica robotske ruke će se podizati dokle god je pritisnuta tipka A odašiljača i dokle god je njen položaj pod kutom koji je manji od 130°. Isto važi i za spuštanje vilice robotske ruke, jedino su vrijednosti promijenjene: “I. uvjet” je ispunjen samo kad BBC micro:bit robotskih kolica putem radijske veze prima brojku 50, a “II. uvjet” je ispunjen samo ako je vrijednost unutar promjenljive “KUT” veća od (>) 50. Drugim riječima, vilica robotske ruke spuštat će se dokle god je pritisnuta tipka B odašiljača i dokle god je njen položaj pod kutom koji je veći od 50°. U odnosu na program sa Slike 9.1. izvršene su još neke male preinake, no sigurno ih ne treba komentirati jer ste ih već prije imali prilike upoznati.

Kako iskoristiti robotsku ruku? Mogli biste unaprijediti igru slagalice tako da umjesto šest izolirajućih traka u boji 3D printate šest stalaka od plastike u tri različite boje. Primjere pogledajte na Slici 10.3. Gotove crteže možete preuzeti na adresi https://www.thingiverse.com/thing:4250102.

Slika 10.3. Stalci za figurice u igri slagalice

Stalke zalijepite za podlogu dvostranom ljepljivom trakom. Igra slagalice tako postaje kompliciranija, ali i zabavnija. U dogovoru s prijateljima odredite bodovnu listu te krenite igrati. Kosina Što je kosina? Kosina je nakrivljena površina koja služi za podizanje predmeta, Slika 10.4.

Slika 10.4. Kosina

Predmet mora biti premješten pod određenim kutom u odnosu na visinu kako bi uloženi napor bio manji, a to znači da mora prijeći duži put. Uobičajeni primjeri upotrebe kosine su rampe, ljestve i stepeništa, no nas zanimaju kosine u prometu. Jeste li na prometnicama vidjeli prometne znakove sa Slike 10.5.?

Slika 10.5. Znakovi opasnosti: opasna uzbrdica i opasna nizbrdica

9


Kako je vidljivo nagibi kosina izraženi su u postocima. Koliki je kut nagiba kod uzbrdice od 12%, a koliki je kut nagiba kod nizbrdice od 10%? To se da izračunati, potrebno je matematičko znanje iz trigonometrije koje se uči u srednjoj školi, no BBC micro:bit omogućava izravno očitavanje kuta nagiba pa to neće biti teško ustanoviti mjerenjem. Krenimo logički, nagib od 10% znači da se na 100 m vodoravnog razmaka, teren spušta (ili uzdiže) za 10 m. Korištenjem mjerila to smijemo i umanjiti pa možemo ustanoviti da se na 1 m vodoravnog razmaka teren spušta (ili uzdiže) za 0,1 m (100 mm). Koliki je kut nagiba? Kako biste to izmjerili najprije pripremite robotska kolica, potom programski kôd i na kraju sagradite kosinu te izvedite mjerenje.

Slika 10.8. Kosina nagiba 10%

Presložite robotska kolica kako je prikazano na Slici 10.6. Desni servomotor ide na P0, lijevi na P1, a zajednička masa na GND-pločice BBC micro:bita. Električarskom trakom zasebno izolirajte crvenu, a zasebno crnu žicu trećeg servomotora koji ovdje ne trebate. Prepišite i otpremite program sa Slike 10.7. Ovdje valja napomenuti da blok “rotation (°)” pruža dvije mogućnosti. Kad se ugodi “pitch” mjeri se kut nagiba u pravcu naprijed/nazad, a kad se ugodi “roll” mjeri se kut nagiba u pravcu lijevo/desno. Preciznost mjerenja je 1°, a raspon mjerenja ide od -180° do 180°. Robotska kolica postavite na radni stol, ako je sve kako valja i ako je radna površina stola vodoravna trebali biste na matrici LED-ica čitati brojku 0 što odgovara kutu od 0°. Pripremite kosinu nagiba 10%. Za to će vam trebati daska dužine nešto malo više od 1 m. Ispod jednog kraja daske podmetnite nekoliko

Slika 10.6. Robotska kolica pripremljena za mjerenje nagiba

Slika 10.7. Programski kôd za mjerenje i prikazivanje nagiba

10

Slika 10.9. Nagib od 100% znači da se na 100 m vodoravnog razmaka, teren uzdiže (ili spušta) 100 m


knjiga tako da dobijete visinu od 100 mm i vodoravnu udaljenost od 1000 mm, Slika 10.8. Robotska kolica namjestite bilo gdje na dasci, ali tako da su usmjerena prema gore. Na matrici LED-ica pročitajte koliki je kut nagiba. Ako je sve kako valja trebali biste dobiti kut od 5°. U stvarnosti, nagib od 10% daje kut od 5,711°, no BBC micro:bit to ne može razlučiti. Razmislite i odgovorite. Koliki je kut kod nagiba od 100%? Pogledajte ilustraciju na Slici 10.9. Prepoznajete li taj trokut? Spada u skupinu pravokutnih trokuta, a to znači da jedan kut ima 90°. Ako je zbroj svih kutova trokuta 180° i ako su, kako je vidljivo na slici, preostala dva kuta potpuno jednaka (a jesu, jer su dva kraka jednake dužine) onda je traženi kut 45°. Prema tome nagib uzbrdice/nizbrdice od 100% odgovara kutu od 45°. Mogu li vaša robotska kolica to savladati?

Koliku uzbrdicu mogu savladati robotska kolica? Prvo trebate pripremiti program sa Slike 10.10.

Slika 10.10. Program za mjerenje nagiba koji robotska kolica mogu savladati

Program otpremite. Robotska kolica namjestite na početak daske koja je ugođena na

10% nagiba te pritisnite tipku A na pločici BBC micro:bita. Ako je sve kako valja, robotska kolica bi kosinu trebala savladati bez poteškoća. Pažnja, ako robotska kolica ne idu ravno mogla bi pasti s daske pa ćete stoga morati ugoditi brzinu jednog servomotora! Nakon prvog pokušaja savladavanja uspona dodajte nekoliko knjiga kako biste dobili veći kut nagiba. Nastavite s dodavanjem knjiga dok ne dođete do točke kad kotači počinju klizati. Koliki je kut nagiba? Možete li to poboljšati?

Zašto dolazi do klizanja kotača?

Da bi se to razumjelo treba krenuti od pojma koji se u fizici naziva trenje. Što je to trenje? Odmah mora biti jasno da bez trenja ne bismo mogli hodati, klizali bismo kao na ledu, a automobili ne bi mogli kočiti. Trenje je otpor (sila) koji se javlja između površina predmeta koji se dodiruju, a suprotstavlja se klizanju (takozvano kinetičko trenje) ili onemogućava gibanje (takozvano statičko trenje ili trenje mirovanja). Kad se dvije površine taru (trljaju) bez sredstava za podmazivanje onda je to suho trenje, kao na primjer kod guranja ormara ili kod sustava kočenja bicikla. Dobro je znati da se energija zbog trenja tada intenzivno pretvara u toplinu. Kod kinetičkog trenja razlikujemo klizanje, kotrljanje i valjanje. Trenje klizanja javlja se kad relativne brzine površina koje se dodiruju nisu jednake (na primjer, kod guranja ormara po podu pod miruje, ali ormar se giba pa je to relativno gibanje ormara naspram poda). Trenje kotrljanja javlja se kad je dodir ostvaren u jednoj točki (na primjer kod gumice kotača robotskih kolica naspram dasci, ali i svih drugih kotača na različitim prijevoznim sredstvima naspram podloge). Trenje valjanja kombinacija je trenja klizanja i trenja kotrljanja (na primjer između zubaca zupčanika unutar raznih strojeva). Jako pojednostavljeno rečeno, kotač po kosini klizi kad je trenje klizanja manje od trenja kotrljanja. Kako nastaju sile trenja? Kad se mikroskopom promatraju dodirne površine vidi se da su one hrapave. Čim je površina hrapavija veća je sila trenja, ali to je jedan od uvjeta da ne dođe do klizanja. Osim ovoga postoje specifičnosti raznih materijala koji utječu na klizanje, a izražavaju se kao faktori trenja. Na primjer, faktor trenja klizanja gume na suhom asfaltu je 0,6, a na mokrom

11


asfaltu je 0,2, dok je na ledu 0,1. Faktor trenja klizanja drva na drvo je 0,3, a čelika na čelik je 0,5. Dakle, hoće li doći do klizanja ovisi o materijalu i hrapavosti, ali i o brzini kretanja dodirnih površina (iako u manjoj mjeri) i sili kojom se dodirne površine međusobno pritišću.

Izvedite eksperimente

Prvi. Pokušajte ukloniti klizanje usporavanjem robotskih kolica na 10% ili 5%. Prepravite program te provjerite uspijevaju li robotska kolica savladati veći uspon. Jeste li uspjeli? Savladavaju li robotska kolica veći kut nagiba? Drugi. Povećajte masu robotskih kolica, drugim riječima dodajte neki teret na robotska kolica. Jeste li što postigli? Treći. Ako ste u mogućnosti, promijenite površinu po kojoj robotska kolica voze, na primjer umjesto kosine od drva koristite plastiku ili željezni lim. Ako niste u mogućnosti, onda po dužini daske zalijepite traku brusnog papira, Slika 10.11. Kakvi su rezultati?

Za ovaj zadnji eksperiment nema gotovog crteža kotača. Neka vam to bude izazov pa ga samostalno nacrtajte. Ako nemate crtačkog iskustva neka vam je to prilika da naučite crtati u nekom od 3D-programa za crtanje. Ljetni raspust je pred vama pa ćete sigurno naći malo vremena. Odlučite li se za TinkerCAD onda pronađite osnovne upute na https://cikesgroup.wordpress. com/3d-printanje/.

Za ove ste vježbe trebali

Slika 10.11. S brusnim papirom rezultati su iznad očekivanja

Četvrti. Povećajte površinu prianjanja kotača, odnosno 3D printajte kotače na koje ćete moći navući više gumica (3 ili 4). Jeste li što postigli?

12

• BBC micro:bit, • USB-kabel, • baterije, • robotska kolica od plastike, • izolirajuću traku, • dvostrano ljepljivu traku, • dasku 1100 mm × 150 mm, • nekoliko knjiga, • traku brusnog papira 300 × 150 mm, • kotače za više gumica, 2 komada, 3D printane, • gumice za kotače, 6–8 komada. Marino Čikeš, prof.


Robotski modeli za učenje kroz igru “STEM” U NASTAVI u STEM-nastavi - Fischertechnik (31) Slike u prilogu Globalno širenje virusa koji se lako prenosi između ljudi izaziva veliko zagušenje i opterećenje zdravstvenog sustava. Unutar zdravstvenih ustanova i bolnica učestalo su prisutne infekcije izazvane bolničkim bakterijama i virusima čime je njihovo suzbijanje izazovno za sve zdravstvene djelatnike. Primjena robota u zdravstvenim ustanovama (bolnicama) učinkovito pomaže u suzbijanju prijenosa zaraze koronavirusom. Automatizirani roboti osiguravaju visok stupanj dezinfekcije bolničkih prostora i postaju učinkovit i neophodan alat koji ubrzava dezinfekcijski postupak. Robot emitira u prostor ultraljubičastu (UV) svjetlost koja razara i oštećuje strukturu virusa i bolničkih bakterija na molekularnoj razini čime je onemogućena njihova reprodukcija. Robotska vozila za dezinfekciju omogućuju brzo i učinkovito neutraliziranje neželjenih mikroorganizama koji su prisutni i rasprostranjeni u svim bolničkim sustavima. Zaštita pacijenata i bolničkog osoblja od koronavirusa SARS COV2 koji izaziva oboljenje COVID 19 osigurana je autonomnim robotiziranim vozilima koja upotrebljavamo u specijaliziranim zdravstvenim ustanovama na odjelima infektologije. Izlječenjem zaraženih osoba i njihovim odlaskom iz bolnice nužno je detaljno dezinficirati prostor u kojem su boravili nakon čega je dolazak medicinskog osoblja i pacijenta potpuno siguran. Postupak uklanjanja vidljivih nečistoća s površina izvode zaposlenici zdravstvenih ustanova kojima pomaže robot koji dezinficira površine UV-svjetlom. Nakon čišćenja prostorije dezinfekcijskim sredstvima osoblje odlazi i robot nastavlja čišćenje. Operater koji upravlja robotom najprije pripremi prostor (bolnička soba ili hodnik): otvori vrata ormara i ladica noćnih ormarića. Nakon pripreme uključi program za dezinfekciju koji se pokreće izlaskom svih ljudi iz prostorije. Pozicija i kretanje robota ovisi o konfiguraciji i veličini prostora za dezinfekciju. Trajanje procesa dezinfekcije definirano je veličinom prostora i iznosi minimalno 10 do maksimalno 60 minuta. Dezinfekciju UV-svjetlošću obavlja autonomno robotsko vozilo opremljeno senzorima koji

mjere udaljenost od prepreka. Kontroliranim kretanjem unutar bolničke sobe omogućeno je približavanje svim mjestima tijekom postupka dezinfekcije čime je smanjena mogućnost širenja raznih vrsta štetnih mikroorganizama. Postupak čišćenja izrazito je štetan i opasan za sva živa bića i ljudi ne smiju biti prisutni u prostorijama tijekom dezinfekcije UV-svjetlom. Slika 1. RV Ultraviolet

Robotsko vozilo za dezinfekciju

Model robotskog vozila građen je od pogonskog mehanizma (dva elektromotora), prijenosnog mehanizma (dvije getribe) i gonjenog mehanizma (dva kotača). Izrada konstrukcije robotskog vozila za dezinfekciju, povezivanje i pokretanje modela pomoću međusklopa, senzora za detektiranje udaljenosti, elektromotora za vrtnju kotača i ultraljubičastih lampica. Izrada konstrukcije robotskog vozila odvija se postepeno pomoću preciznih uputa koje omogućuju pravilan rad robota. Senzor za detektiranje prepreke (ultrazvučni senzor) osigurava kretanje robotskog vozila unutar kontaminiranog prostora. Pokretanjem robota uključuju se ultraljubičaste lampe koje učinkovito reduciraju kontaminaciju bolničkih prostora i dezinficiraju ih u vrlo kratkom vremenu. Odabir konstrukcijskih blokova i elektrotehničkih elemenata osiguran je detaljnim popisom koji omogućuje izradu modela robotskog vozila za dezinfekciju bolničkih prostorija. Slika 2. FT Elementi Građevni blok s provrtom sadrži otvore dva različita promjera (manji i veći) i smješten je iza robotskog vozila. Povezan je u jedinstvenu cjelinu s građevnim elementom s dva spojnika i građevnim blokom spojenim s dva spojnika. Nosivi element s osovinom prolazi kroz manji provrt i omogućuje njegovu nesmetanu rotaciju. Nasuprot osovini smješten je utor koji povezuje postolje malog rotirajućeg trećeg kotača. Osnovna konstrukcija smještena je između pogonskih mehanizama (elektromotora) robotskog vozila. Slika 3. konstrukcija A

13


Slika 4. konstrukcija B Središtem trećeg kotača prolazi mala osovina koje se rotira i omogućuje potpunu promjenu smjera i poziciju. Treći kotač omogućuje upravljanje i promjenu smjera kretanja robotskog vozila (naprijed, nazad, lijevo, desno). Napomena: Spojni blok rotirajućeg kotača umećemo u rupu manjeg otvora koja je okrenuta prema podlozi. Slika 5. konstrukcija C Slika 6. konstrukcija D Pogonski elektromotor s prijenosnim mehanizmom spajamo umetanjem do krajnjeg položaja u utore prijenosnog mehanizma. Prijenos kružnog gibanja (rotacije) elektromotora na prije­nosni mehanizam zupčanika ostvaren je čvrstom vezom. Posljedica je nemogućnost vrtnje elektromotora dok ga ne spojimo na sučelje i izvor napajanja (bateriju). Elektromotore pokrećemo prolaskom struje, a oni svoju vrtnju prenose i uzrokuju rotaciju pužnog vijka čime je omogućeno pokretanje pogonskih mehanizama oba kotača. Navoji pužnog vijka dodiruju zupčanik prijenosnog mehanizma koji je u međusobnoj interakciji s drugim zupčanicima i uzrokuju njihovo gibanje (rotaciju). Zupčanici usporavaju vrtnju elektromotora koju prenose osovinama spojenim na kotače. Napomena: Pozicija lijevog i desnog elektromotora određena je konstrukcijom robotskog modela i simetrično je postavljena u sredinu robotskog vozila između elektromotora. Slika 7. FT konstrukcija E Slika 8. FT konstrukcija F Povezivanje kotača s prijenosnim mehanizmom ostvareno je velikim građevnim blokom s provrtom u sredini kroz koji prolazi osovina pričvršćena za kotač. Precizno podešavanje pozicije malog građevnog bloka pričvršćenog na veliki građevni blok s rupom u sredini omogućava velika osovina umetnuta kroz njih. Osovina prolazi sredinom velikog građevnog bloka i kroz vanjski otvor maloga građevnog bloka. Slika 9. FT konstrukcija G Slika 10. FT konstrukcija H Veliki građevni elementi definiraju veličinu postolja robotskog vozila i osiguravaju njegovu cjelovitost. Prednja strana robotskog vozila zatvorena je velikim crnim građevnim blokom kojem se na drugom kraju nalazi spojnica čime je osigurana njegova čvrstoća.

14

Spajanje zupčanika s dijelovima prijenosnog mehanizma ostvaruje se osovinom koja prenosi gibanje (rotaciju) na kotače vozila. Spajanje oplate kotača s gumom i maticom osigurava povezivanje u funkcionalnu cjelinu pomoću elementa za sastavljanje lijevog i desnog kotača (stezna matica). Podešavanje i učvršćivanje pozicije kotača spojenog s osovinom omogućuje kretanje robotskog vozila. Stezna matica s obrubom smještena je na velikom zupčaniku i osigurava čvrstoću gonjenog mehanizma pri rotaciji kotača i osovine. Napomena: Osovine na krajevima velikih zupčanika ne smiju se dodirivati. Slika 11. FT konstrukcija I Slika 12. FT konstrukcija J Slika 13. FT konstrukcija K Nepomičnost konstrukcijskih velikih građevnih elemenata na prednjoj strani osigurana je crvenim tankim spojnim blokovima. Crveni građevni spojni elementi postavljeni su na gornju lijevu i desnu stranu između velikih crnih građevnih blokova. Poboljšanje čvrstoće konstrukcije omogućuje izradu pokretnog postolja konstrukcije smještene na podvozju robotskog vozila. Pojačanje konstrukcije robotskog vozila omogućeno je tankim spojnim elementima s obje strane donje površine velikih građevnih blokova. Slika 14. FT konstrukcija L Slika 15. FT konstrukcija LJ Slika 16. FT konstrukcija M Tanki crveni veliki građevni spojni elementi postavljeni su na prednju i stražnju stranu vozila. Ovime je dodatno povećana kompaktnost konstrukcije robotskog vozila. Tri velika građevna bloka međusobno povezana tvore funkcionalnu konstrukciju oko koje postavljamo nosače za lampice, izvor napajanja i međusklop. Na veliki građevni blok umetnut je veliki crni građevni blok smješten između dva građevna bloka koji su nosivi dijelovi okomite konstrukcije. Nadogradnja okomitog postolja ima funkciju povezivanja građevnih elemenata neophodnih za učvršćivanje baterijskog bloka (izvora napajanja) robotskog vozila. Stabilnost baterijskog bloka tijekom vožnje robotskog vozila osigurava ravnomjernu raspodjelu mase u odnosu na ostale komponente. Slika 17. FT konstrukcija N Slika 18. FT konstrukcija NJ Slika 19. FT konstrukcija O


Na vrhove nosača postolja za bateriju postavljeni su kosi elementi s jednom spojkom od 30° nagiba prema prednjem kraju robotskog vozila. Unutar kosih elemenata umetnut je mali spojnik koji omogućava postavljanje i podešavanje pozicije međusklopa na robotskom vozilu. Uravnoteženi raspored mase između prednje i stražnje strane omogućuje kompaktnost konstrukcije robotskog vozila. Slika 20. FT konstrukcija P Slika 21. FT konstrukcija R Rubni dijelovi vrhova nosača postolja sadržavaju dvije kosine sa spojkom od 30° nagiba prema prednjem kraju robotskog vozila. Utori unutar kosih elemenata sadrže mali spojnik koji učvršćuje i zadržava položaj međusklopa na robotskom vozilu. Uravnoteženi raspored mase između prednje i stražnje strane omogućuje kompaktnost konstrukcije robotskog vozila i njegovu stabilnost. Slika 22. FT konstrukcija S Slika 23. konstrukcija Š Umetanje baterijskog bloka osigurava dodatnu stabilnost robotskog vozila kojemu je velika masa baterijskog bloka ravnomjerno raspoređena na stražnji dio konstrukcije trećeg kotača. Središnji dio gornjeg elementa sadrži mali crni dvostrani spojni element na koji je spojen mali crveni građevni element. Bočno su umetnuta dva kutna elementa koji imaju funkciju postolja za stupove na kojima je smješten niz lampi i senzor za mjerenje udaljenosti. Pristup izvoru napajanja olakšan je radi potrebe za izmjenom baterijskog bloka. Napomena: Pozicija baterije uvjetovana je niskim težištem robota, čime je osigurana stabilnost i jednostavna zamjena pri pražnjenju. Slika 24. konstrukcija T Slika 25. konstrukcija U Slika 26. konstrukcija V Dimenzije kutnih žutih elemenata osiguravaju veliku površinu za umetanje dovoljnog broja lampica smještenih na vrhu robotskog vozila za dezinfekciju. Dodatna površina osigurana je malim crnim spojnim elementima umetnutim u utore kutnih elemenata. Smještaj i pozicija je definirana brojem lampica i omogućuje njihovu koncentraciju po visini i duljini nosećih žutih kutnih elemenata. Napomena: Senzor udaljenosti smješten je na srednjem nosaču postolja smještenom u središtu kutnog elementa okrenutom s prednje strane

čime je osigurana njegova potpuna funkcionalnost i stabilnost. Slika 27. konstrukcija Z Slika 28. konstrukcija Ž Postolja za lampice pozicionirana su u dva nivoa. Gornji nivo smješten je na vrhu nosivih žutih kutnih elemenata. Položaj i raspored lampica omogućuje isijavanje i prenošenje velike jačine i snage potrebne UV-svjetlosti. Na donjem dijelu postolja za lampice, raspored i položaj olakšava njihovu izmjenu i povećava količinu emitirane UV-svjetlosti u prostor za dezinfekciju. Postolja su okrenuta za 180° (gore i dolje), čime je povećana učinkovitost djelovanja UV-svjetlosti i površina čišćenja prostora. Slika 29. konstrukcija X Slika 30. konstrukcija Y Slika 31. konstrukcija W Slika 32. konstrukcija Q Položaj i količina lampica na gornjem postolju omogućuje izrazito veliku učinkovitost tijekom postupka dezinfekcije. Konstruktorski izazov je omogućiti jednostavno povezivanje vodičima u serijski spoj gornjeg i donjeg postolja. Razmak između dvaju postolja mora omogućiti dostupnost i jednostavnost kod montaže ili zamjene lampica. Prednja strana automatiziranog robotskog vozila osigurava sigurnu detekciju objekta ili prepreke tijekom kretanja vozila. Napomena: Izmjeriti duljine vodiča na idealnu udaljenost radi urednosti povezivanja i preglednosti spojeva: elektromotora, lampica, ultrazvučnog senzora i sučelja s vodičima. Pregledno i uredno povezane vodiče grupirati i umetnuti u crvene držače vodilica u obliku potkove radi uplitanja s rotirajućim dijelovima robotskog vozila (kotačima i zupčanicima). Slika 33. konstrukcija XY Slika 34. konstrukcija XZ Slika 35. konstrukcija XW Povezivanje električnih elemenata (2 elektromotora, ultrazvučni senzor za detektiranje udaljenosti od objekata i lampica) s vodičima, TXT-međusklopom i izvorom napajanja olakšavaju crveni držači vodilica u obliku potkove. Smješteni su na nosačima elemenata pored gornjeg i donjeg postolja i na bočnim stranicama sučelja i omogućuju ispravan redoslijed i točnost spajanja vodiča. Suprotne krajeve vodiča umetnemo u ulaze i izlaze sučelja poštujući redoslijed spajanja i boje spojnica.

15


Napomena: Jedan vodič spaja zajedničko uzemljenje na međusklop s lampicama i osigurava manji broj vodiča na modelu uz jednaku funkcionalnost. Lampice na modelu imaju jedan zajednički vodič koji je serijski povezan s ostalim lampicama. Spajanje lampica na zajedničko uzemljenje smanjuje broj vodiča i povećava preglednost spojeva električnih elemenata (elektromotora, lampica i senzora udaljenosti). Slika 36. TXT Spajanje elemenata s TXT-sučeljem: • elektromotori (M1 – lijevi, M2 – desni) na izlaze, • lampice (O5 – gore i O6 ‒ dolje) na izlaze, • ultrazvučni senzor za udaljenost (I8 ‒ lijevo) na ulaz, • izvor napajanja ‒ baterija (U = 9V). Napomena: Ultrazvučni senzor (Distance) ima tri vodiča. Spojimo crni vodič u digitalni ulaz (I8). Zeleni vodič spajamo u uzemljenje (┴) i crveni u istosmjerni izlaz ( + ) koji osigurava dodatno napajanje (U = 9V) za rad ultrazvučnog senzora. Provjera ispravnosti rada elektroničkih elemenata provodi se prije izrade algoritma i programa pomoću alata Test: • ispravak uočenih nedostataka, • povezivanje TXT-sučelja s računalom (USB, Bluetooth, Wi-Fi), • provjera rada spojenih elemenata: elektromotora, lampica i ultrazvučnog senzora. Slika 37. RV Ultraviolet 1 Zadatak_1: Konstruiraj model i napravi program za rad robotskog vozila koje se autonomno giba prema naprijed i konstantno provjerava prostor ispred smjera kretanja. Elektromotori (M1 i M2 = cw) pokreću vozilo prema naprijed sve dok ultrazvučni senzor (I8) ne detektira prepreku ispred robota na udaljenosti od 100 centimetara. Robotsko vozilo zaustavlja motore (M1 i M2 = stop) i započinje proces čišćenja kontaminiranog prostora. Slika 38. RV UV Slika 39. RV UV PP Ultrazvučni senzor

MOTORI

I8

M1 (lijevi)

M2 (desni)

<=100

stop

stop

>100

cw (naprijed) cw (naprijed)

Tablica istine ulaznih/izlaznih elemenata

16

Program pokreće model robotskog vozila naprijed (M1 i M2 = cw). Istovremeno ultrazvučni senzor konstantno očitava prostor ispred smjera kretanja robotskog vozila. Kada ultrazvučni senzor detektira prepreku, robot se zaustavi (M1 i M2 = stop) i nakon perioda od jedne sekunde uključuje niz lampica (I5, I6 = 1) koje zrače UV-svjetlošću. Postupak dezinfekcije prostorije (period zračenja) traje 10 minuta nakon čega program prestaje raditi (robot je isključen). Napomena: Glavni program podijeljen je u četiri potprograma: UVLamp_off, UVLamp_on, M_naprijed i M_stop radi jednostavnosti i preglednosti pri njegovoj izradi. Izazov_1. Konstruiraj model i napravi program za rad robotskog vozila koji se autonomno giba prema naprijed i konstantno provjerava prostor ispred smjera kretanja. Elektromotori (M1 i M2 = cw) pokreću vozilo prema naprijed sve dok ultrazvučni senzor (I8) ne detektira prepreku ispred robota na udaljenosti od 200 centimetara. Robotsko se vozilo zaustavlja i počinje rotaciju oko svoje osi (vrti se u krug). Tijekom vrtnje ultrazvučni senzor mjeri udaljenost i ako ne očita prepreku, robot prestaje vrtnju (M1 i M2 = stop). Istovremeno počinje proces čišćenja kontaminiranog prostora i uključuju se UV-lampice (O5 i O6 = 1) na period od 15 minuta nakon kojeg robot prestaje raditi i isključi se. Izazov_2. Konstruiraj model i napravi program za rad robotskog vozila kojim operater upravlja manualno pomoću tipkala. Dolaskom u kontaminirani prostor, manualno upravljanje prestaje i uključuje se autonomno kretanje unutar prostorije i njena dezinfekcija. Elektromotori (M1 i M2 = cw) pokreću vozilo prema naprijed sve dok ultrazvučni senzor (I8) ne detektira prepreku ispred robota na udaljenosti od 150 centimetara. Robotsko vozilo zaustavlja se i istovremeno započinje proces čišćenja kontaminiranog prostora. Uključuju se UV-lampice (O5 i O6 = 1) na period od 20 minuta. Nakon tog vremena lampice se isključuju (O5 i O6 = 0) i robot izlazi iz autonomnog načina rada. Operater preuzima upravljanje i nastavlja kretanje do drugog prostora koji je nužno dezinficirati. Ultraljubičaste (UV) lampice Napomena: Program za upravljanje tipkalima O5 O6 potražite u prijašnjim 1(on) 1(on) brojevima časopisa ABC tehnike koji se nalaze na 0 (off) 0 (off) web-stranicama HZTK-a. Petar Dobrić, prof.


MALA ŠKOLA FOTOGRAFIJE Piše: Borislav Božić, prof.

BARELJEF Barèljef (franc.) je nizak ili plitak reljef. Glavna mu je karakteristika da se vrlo malo izdiže iznad osnovne podloge. Javlja se već u staroj egipatskoj i mezopotamskoj umjetnosti, a danas se primjenjuje u zlatarstvu, keramici i medaljarstvu. Dakle, kovanice su oblikovane po principu plitkog reljefa što pokazuje i ovaj primjer poleđine kovanice od pet lipa.

Riječ je o kreativnim postupcima u fotografiji preuzetim iz analognog sustava kao što su, uostalom, preuzeti i mnogi drugi postupci. U ovoj igri stvaranja pseudobareljefa na fotografiji samo je još jedan korak ili mogućnost razvijanja mašte, razvijanja vlastite kreativnosti. Postupak je u osnovi vrlo jednostavan. Kad smo odabrali fotogra-


fiju za manipulaciju, otvorimo ju u Photoshopu. Zatim u izborniku idemo na Filter → Stylize → Emboss, kako to prikazuje ilustracija na prethodnoj stranici. Čim smo prošli ovaj postupak, stvorena je baza ili osnovni bareljef i sada nam se otvara mogućnost da ga s dodatnim alatima mijenjamo i prilagođavamo svojim estetskim normama. Slika lijevo od ovoga teksta prikazuje te dodatne mogućnosti: Angle, Height i Amount, tj. pod kojim ćemo kutom raditi pomak, visinu reljefa u pikselima te razliku intenziteta ili kontrast među pojedinim plohama. Nakon što smo završili s eksperimentom i igrom, od naše fotografije na kojoj su bili stvarni prostorni odnosi, dobili smo male razlike po visini, male distance, plitki reljef. Da bi proces stvaranja bio potpun, valja isprobavati i dalje pa napraviti još koji bareljef iste fotografije s različitim vrijednostima Angle, Height i Amount.

Kako je puno fotografskih procesa preuzeto i programski ugrađeno u Photoshop, valja znati njihov originalni postupak. Sve ove inačice analognih postupaka u Photoshopu naprave se jednostavno, za razliku od originalnih procesa za koje je trebalo dosta manipulativnih vještina i znanja iz kemije i fizike.


POGLED UNATRAG BARELJEF U ANALOGNOJ FOTOGRAFIJI Pojedini postupci u analognoj fotografiji nastajali su slučajno u fotografskim laboratorijima, npr. solarizacija ili retikulacija, a danas ih zovemo kreativni postupci i radimo ih po određenim pravilima. Bareljef u analognom procesu zahtijeva pouzdano znanje kemijske obrade negativa i pozitiva. Dakle, bareljef se radi u laboratoriju sa svom analognom opremom. Kada odaberemo negativ za manipulaciju, a potrebno je da on bude besprijekorno oštar i da ima potreban kontrast, kopiramo ga na grafički film kako bismo dobili pozitiv na filmu. Razvijeni, fiksirani i osušeni pozitiv na filmu spajamo s negativom tako da okrenemo emulziju prema emulziji. Da bismo dobili efekt reljefa, tj. bareljefa, moramo napraviti mali pomak pozitiva u odnosu na negativ da se ne preklapaju savršeno. Pomak je uvijek dijagonalan djelić milimetra ili cijeli milimetar, pa čak i više. Ovisi kakav efekt želimo proizvesti. Ovaj pomak o kojem govorim u konačnici stvara crne i bijele rubove koji opisuju sive plohe i to u stvari stvara iluziju reljefa, izdignute i udubljene elemente. Sive plohe rezultat

su preklopljenih istih elemenata negativa i pozitiva. Tako preklopljene plohe ne reproduciraju plastičnost prostora s bogatstvom gradiranih tonova već ravne jednolične sive plohe. Ova jednolična siva ploha linijski oivičenih rubova daje dojam reljefa, niskog reljefa, bareljefa.


ANALIZA FOTOGRAFIJA

Mary Crnković Pilaš Rođena i odrasla u Sydneyju u Australiji. Nakon završenoga diplomskog studija glazbe i francuskog jezika doseljava se u Zagreb 1992. godine. Tu radi različite poslove, ali glazba i fotografija sve su prisutniji u njenom životu i postaju joj svakodnevica. Često održava i formalne i neformalne glazbene nastupe kojima plijeni pažnju publike. Proteklih nekoliko godina ne razdvaja se od fotoaparata i svakodnevno joj je pri ruci. Najviše je zanimaju ulične i dokumentarne fotografije i vrlo često fotografira obične ljude u svakodnevnim situacijama i prizorima. Ta radost promatranja i fotografiranja svakodnevnog života proizlazi iz sentence i misli francuskog fotografa Roberta Doisneaua: Čuda svakodnevnog života tako su uzbudljiva; niti jedan filmski redatelj ne može organizirati neočekivanost koju ćete naći na ulici. Završila je tečaj fotografije u Fotoklubu Zagreb čija je i članica. Redovno izlaže i za svoj fotografski rad dobila je nekoliko pohvala i nagrada. Zadnja nagrada koju je dobila, nedavno, je Prva nagrada na izložbi Covid 19 u kategoriji Koronavirus 2020.


Staklo Pustinja se širila dokle je pogled dopirao. Vrela, suha, pod nemilosrdnim zrakama zvijezde što je punim bijesom šibala prostranstvo, pretvarajući ravnicu u pakao: pijesak posut komadima stijena, bez ijednog mjesta gdje bi se mogao naći zaklon. Tina pogleda kroz zatamnjeni prozor trpezarije. Šum rashladnih sustava bio je nešto na što se davno navikla, iako joj prvih dana nije dao spavati. Habitat je bio premazan bijelim reflektirajućim premazom ‒ bez zaštitnog vizira bilo je bolno gledati u njega ‒ ali svejedno, bez hlađenja se u njemu ne bi moglo živjeti. Na obzoru, kao da su kakvi pomahnitali derviši plesali kroz titrajući zrak preko pustinje. Bacila je pogled na indikator prisutnosti u donjem desnom kutu zidnog zaslona. Osim Owena, koji je uzimao uzorke pet kilometara od habitata, svi su ostali bili u zatvorenome. Poslagala je svoje suđe nakon doručka u perilicu i pritisnula tipku. Bilo je 15:13 po lokalnom vremenu. Tina je za sobom imala noćno dežurstvo, legla je spavati malo iza šest ujutro. Još jedan pogled na zaslon na zidu. “Kamere”, rekla je Tina i zaslon se podije­lio na 48 slika iz vanjskih nadzornih kamera. Pažljivo ih je pogledala, habitat, antene, fotonaponska polja, poletno-sletnu platformu. Sve je bilo u redu. Nigdje nije bilo ničega. Baš kao što je bilo za očekivati. “Tina”, začula je odjednom Owenov glas u slušalici. “Našao nešto?” “Da.” “Zanimljivo?” “Pripremi lab”, samo je rekao Owen i prekinuo vezu. Indikator prisutnosti pokazivao je kako se vraća u bazu. *** “Dobro, i što je to?”, upitala je Olga. Pavel je gladio bradu, odmahujući glavom, kao da ne vjeruje u ono što vidi. Lab je bio prostran, ostali su gledali iz trpezarije, na zaslonu. Mala lebdikugla s

SF PRIČA kamerom zujala je iznad glava, snimajući ono na stolu, što je u pustinji otkrio Owen. “Staklena menažerija”, procijedi Tina. Na stolu je ležalo ukupno sedam staklenih figura. Kao da su kakve zvjerčice, dugačke svaka po pola metra, bile izlivene iz stakla u pozi iznenadne smrti, zgrčenih udova, iskrivljene kralješnice, glava zabačenih unatrag. Razjapljene čeljusti. Jasno vidljive sve kosti. “Da nema stakla, podsjećale bi me na mumije”, promrmljao je Pavel. “Mumifikacija bi bila za očekivati u ovakvoj klimi”, složila se Tina. “Ali odakle su došli?”, pitao se Owen. “Što je u kutijama?”, pokazala je Tina na niz prozirnih, hermetički zatvorenih spremnika. “Još stakla”, odgovori Owen. “Sliči mi na biljke.”

21


Olga pogleda kroz prozirni poklopac u jednu kutiju. “I meni... Ali kao da su prije ostakljivanja potpuno isušene.” “Dobro”, razmišljala je Tina naglas, “smrt me ne čudi. Niti mumifikacija u ovako suhom i vrućem zraku. To smo sve vidjeli -” “Preplitko su”, primijeti Owen. “Dva su bila otkrivena.” “Možda je vjetar maknuo pijesak s njih.” “Možda”, prizna Owen. “Ne bih ih ni opazio da nije svjetlo odbljesnulo od jednoga.” “Dobro”, uskoči Olga, “ali... staklo? Ovo nije fosilizirano.” “Nije. Vitrificirani su”, zaključi Tina. Nije mogla zamisliti proces kojim se to moglo odigrati. *** Brigitte je bila ta koja je digla uzbunu. Prolazila je tu večer hodnikom pored laba, pogledala unutra, kriknula, istrčala iz hodnika u glavni prolaz i opalila po tipki za zatvaranje vrata. U deset sekundi hodnik u kojem je bio lab bio je hermetički zatvoren i zapečaćen. Pod karantenom. Sirena za uzbunu parala je uši u cijelom habitatu. “Sranje”, promrmlja Pavel. “Ozbiljno”, složi se Olga. Gledali su sliku na zaslonu u trpezariji. U lab se sad moglo samo uz ovlasti Klase I. Tina i Pavel imali su ovlasti Klase I. Nije im se ulazilo. Lab je bio ispunjen nepoznatim biljkama, širile su se iz prevrnutih kutija koje je Owen bio napunio u pustinji tog popodneva. Izgledale su kao puzavice, debelih listića, dlakavih, sivozelenih. Izgledale su prilagođene suhoj klimi. I svojom su snagom uspjele otvoriti posude iznutra. “Dobro”, pokušala je rezimirati Tina, “biljke su isto bile ostakljene, da?” Pogledala je Owena. “Sama si vidjela.” “Vidjela sam i ja”, potvrdi Olga. “A sad su žive i, po svemu sudeći, bujaju.” “Kontaminanti?”, pitao je Glenn. Olga pritisne nekoliko tipki na terminalu ispod zaslona. “Ne vidim ništa u zraku. Lab i hodnici su zatvoreni, biljke ne mogu van kroz ventilaciju. Mogli bismo unutra, da uzmemo uzorke. Možemo ih proučiti u sekundarnom labu.” “Ne”, presiječe je Tina. “Ne još, dok ne vidimo kako se ponašaju. I ulazimo u punoj opremi. Glenn, pripremi sterilizacijske module na izlazu iz hodnika.” Glenn je samo kimnuo glavom. “Ali što se dogodilo sa staklom?”, upita Brigitte. Sedam ostakljenih životinja još je počivalo na

22

stolu. Biljke su se širile oko njih. “I kako su se biljke mogle tako brzo rasprostrijeti?” Toliko pitanja. A ni jedan odgovor. Tina umorno protrlja korijen nosa. “Ovako”, konačno odluči. “Non-stop dežurstvo. 24/7. Pavel, složi smjene. Hoću da je stalno netko pred zaslonom. Ovdje i na zapovjednom mostu. Owen, preliminarni izvještaj. Može do sutra u podne?” “Može”, kimne Owen. “Odlično. Želim ga poslanog sutra do večere.” *** Novu uzbunu digla je Olga. “Dooobro”, kimnula je glavom Tina kad je vidjela što se dogodilo. “Ovime proglašavam prvi sajam cvijeća na GUC1376/4 otvorenim.” Laboratorij je bio sav u cvijeću. Owen je očito uzeo nekoliko vrsta biljaka i sve su sada cvjetale, obasjane zvijezdom kroz prozor laba. Jedne su imale sitne žute cvjetiće. Druge su potjerale krupne ljubičaste cvjetove. Bilo ih je i crvenih, i bijelih cvatova, pa ružičastih, plavih... “Zapravo, ništa neuobičajeno za pustinjsko bilje”, primijeti Brigitte. “Padne kiša, sve se rascvjeta.” Pogledala je bolje na zaslon. “A vidim i neke kukce. To mora da je bilo među biljkama, a nismo primijetili.” “Dakle, oprašivanje”, zaključi Tina. “Ljudi”, odjednom ih prekine Olga. “Gdje su zvjerčice?” Tina okrene kameru prema stolu, sad već prekrivenom cvijećem. I uistinu, sedam životinja više nije bilo. Krenula je kamerom kružiti po labu. A onda je Pavel spazio prvu, njuškala je pod jednom stolicom. Bila je smeđa, gole kože, mršava, ali izgledala je snažna i brza. Ubrzo su pronašli i preostale životinje. Iako lab nije bio malen, nije u njemu bilo beskrajnih mogućnosti za skrivanje. “Brigitte?”, okrene se Tina Brigitti. “Da, zapovjednice?” “Ti si naš biolog opće prakse. Jedina koju imamo. Mi smo preliminarna ekspedicija na planetu koji se smatrao beživotnim. I zato samo jedan biolog. Ti. Pa te molim, neko objašnjenje za ovo.” “Morat ću malo -” “Baza podatka ti je majka, alati za pretraživanje su ti prijatelji. Idi žuljaj stražnjicu!” *** “Problem je što nisam rođena na Zemlji, pa mi je trebalo malo dulje.”


“Da, Brigitte?” Tina se pretvorila u uho. “Koljeno Tardigrada. Dugoživci.” Brigitte pritisne tipku i na zaslonu se pojavi stvorenje valjkastog, zdepastog tijela, sa četiri para kratkih nogu, prozirno ljubičaste boje. “Mikroskopske veličine. Ima ih na Zemlji. Posvuda.” “Dobro, i?”, nije Pavelu bilo jasno. On je bio drugi geolog. “Prežive skoro sve. Kad nastupe nepovoljni uvjeti, padnu u stanje anabioze. Izdrže osam i pol sati na skoro nula Kelvina. Izdrže isušivanje, zračenja, kemikalije, svemirski vakuum, pritisak. Ne podnose temperature blizu vrelišta vode. Kad nepovoljni uvjeti prođu, ožive. Neki tako prožive i preko pola standardnog stoljeća. “E sad, trebalo je vremena da se shvati kako to. Da prežive isušivanje, dugoživci se oslanjanju na specifične proteine. Da pojednostavim, kad se dugoživac počne isušivati, ti proteini se vitrificiraju i pretvaraju citoplazmičku tekućinu stanica u staklo.” “A kad sam donio uzorke u lab, gdje je vlažnost zraka nominalna -”, kimnuo je Owen. “Staklo se otopilo. Uzorci su oživjeli. Očito se na planetu odvijaju ciklusi velikih suša, nakon kojih slijede periodi povećane vlage. Organizmi su razvili načine kako preživjeti.” “Voda na polovima”, primijeti Pavel. Nije bilo teško još iz orbite zapaziti tragove vodotokova. “I što sada?”, netko upita. Prije no što je Tina stigla odgovoriti, presjekao ih je alarm. Neka od zvjerčica u labu počela je žvakati električne vodove. Pogled na zaslon pokazao je kako zvjerčici nije bilo ništa. Ali je zato iz jednog kuta laba kuljao dim. *** Automatske prskalice ugasile su vatru. Ali je nakon toga lab bio pod prstom vode. I počeo je sve više sličiti omanjoj prašumi. Što je bilo još gore, Brigitte je primijetila da su se biljke korije­ njem učvrstile u podu. Kiselinom su ga načele, i nije bilo razloga sumnjati kako će uskoro kontaminacija iz laba preći u ostatak habitata. Kao da to nije bilo dosta, Brigitte, Tina i Owen, svi u punoj biozaštitnoj odjeći, stajali su pred čoporom zvjerčica što su režale na njih i kezile zube. I odsjekle im put do vrata. “Dobro”, slegne Brigitte ramenima, “s ovakvim zubima, znamo što jedu.” “Da zovemo Pavela sa sačmarom?”, predloži Owen.

“Radije ne bih”, odmahne glavom Tina. “Hajde da vidimo kako im se ovo sviđa”, reče Brigitte. Iz vanjskog džepa biozaštitnog kombinezona, ona izvadi pakovanje proteinske pločice. “Jesi sigurna -?”, upita je Tina. “Ili to, ili -” “Pavel sa sačmarom.” “Može Pavel i samo isušiti lab”, primijeti Tina. “Ali to nije zabavno”, dobaci Brigitte. Izvadila je pločicu iz omota, prelomila je na pola i pružila ruku s jednim komadom najbližoj zvijeri. Ona zareži, a onda onjuši što je to Brigitte držala. Pa oprezno priđe, ne prestajući njušiti pola pločice. Konačno Brigitte baci pločicu pred zvjerčicu. Ona ju je još malo njušila, a onda zagrize. Bilo je očito da joj se okus dopao. Uskoro je Brigitte bila okružena čoporom zvijeri što su dahtale isplaženih jezika, moleći zalogaj. Srećom, napunila je džepove proteinskim pločicama. “Jesi sigurna da se neće potrovati?”, zabrinuto ju je gledala Tina. “Onda smo riješili problem”, zlobno odvrati Brigitte. “Ali mislim da neće. Nekoga tko ima ovakav zaštitni mehanizam neće ubiti komad proteinske pločice.” “Dugoživci”, promrmlja Owen. “Točno, dugoživci”, složi se Tina. Brigitte joj doda jednu pločicu i ona je razmota i pruži jednoj od zvijeri. I kad je zvijer zagrizla i stala žvakati pločicu, Tina je oprezno pogladi po glavi, spremna u svakom trenutku trznuti ruku natrag. Ali zvjerčica je nije pokušala ugristi. Okružene cvijećem koje je pod prskalicama poprimilo svoje najžarkije boje, Tina i Brigitte hranile su čopor od sedam životinja što su provele tko zna koliko godina u pijesku, optočene staklom koje ih je štitilo od vreline i suše na tom dalekom planetu, šibanom nemilosrdnom zvijezdom. “Mislim da smo ostali bez primarnog laba”, promrmlja Owen. Lab će trebati dodatno izolirati. Ako im to uspije. A ako ne? I što će sa zvijerima? Jedna od životinja sad se trljala glavom o Brigittinu nogu. Umiljavala se, očiju sklopljenih u zadovoljstvu što je ponovno živa, odstakljena, dok ju je biologinja gladila po glavi, češkala iza uha, pa milovala rukom niz vrat i po bokovima. “Mislim da smo upravo posvojili pse”, primijeti Tina. “Ili su oni posvojili nas?”, upita Brigitte. Svi su se nasmijali. Aleksandar Žiljak

23


Shield-A, učilo za programiranje mikroupravljača (7) Šest pinova mikroupravljača, PC0‒PC5, imaju specifičnu namjenu: mogu se koristiti i kao analogni ulazi. Na pločici Arduino Uno ovi ulazi imaju oznake A0‒A5. Za razliku od digitalnih ulaza, koji prepoznaju samo logička stanja “0” i “1” mikroupravljač pomoću ugrađenog 10-bitnog analogno-digitalnog pretvarača (ADC) na analognim ulazima razlikuje 1024 vrijednosti istosmjernog napona i pridjeljuje im digitalnu vrijednost (broj) u rasponu 0‒1023. A-D-pretvaraču je za takvo mjerenje potreban i referentni napon; to može biti napon napajanja (u našem slučaju 5 V) ili napon referentnog izvora ugrađenog u mikroupravljač, koji iznosi 1,1 V. Kada je ulazni napon 0 V, u oba će slučaja izlaz iz ADC-a biti 0. Kada ulazni napon poraste do odabranog referentnog napona, izlaz iz ADC-a bit će 1023.

ELEKTRONIKA

U ovom ćemo nastavku naučiti kako koristiti A-D-pretvarač. Na razvojni sustav Shield-A u tu je svrhu ugrađen promjenjivi otpornik (potenciometar) RV1, čiji je klizač spojen na pin PC0, odnosno A0 (Slika 21.). 7. programski zadatak: Izmjeriti napon na klizaču potenciometra RV1 i izmjerenu vrijednost prikazati pomoću niza svjetlećih dioda D0‒D7. Diode se uključuju od D0 prema D7 prema sljedećem pravilu: što je ulazni napon viši, treba se upaliti veći broj LE-dioda.

Prvo rješenje Bascom-AVR-a (program Shield-A_7a.bas) Najprije ćemo na standardni način pripremiti pinove koji upravljaju radom LE-dioda Config Portb.4 = Output Portb.4 = 1 Config Portd = Output a zatim konfigurirati A-D-pretvarač: Config Adc = Single , Prescaler = Auto , Reference = Avcc

Slika 21. Mikroupravljač pomoću A-D-pretvarača mjeri napon na klizaču potenciometra RV1, ugrađenom na razvojni sustav Shield-A

24

U naredbi za konfiguraciju uočite stavku Reference = Avcc, kojom smo odredili da se ulazni napon uspoređuje s naponom napajanja. To je primjereno ulaznom naponu, jer napon na klizaču potenciometra također poprima vrijednosti od 0 do 5 V. Ostale postavke određuju način rada A-D-pretvarača i u većini slučajeva odgovarat će nam u obliku u


kojem su navedene. U beskonačnoj petlji najprije očitavamo napon na pinu PC0 (A0) i vrijednost dobivenu A-D-pretvaračem spremamo u varijablu Napon. Dim Napon As Word ... Do Napon = Getadc(0)

}

Naziv varijable Napon nije baš najprikladnije odabran, jer ADC nije voltmetar koji bi dao očitanje u voltima; u tu svrhu očitanje bismo trebali pomnožiti prikladnim faktorom. No, nama to za rješavanje postavljenog zadatka niti nije bitno; važno nam je samo to da je izlazna vrijednost A-D-pretvarača proporcionalna ulaznom naponu. Kako bismo vrijednost koju dobijemo iz pretvarača, 0‒1023, pripremili za prikaz, podijelit ćemo je sa 114 i tako u varijabli Napon dobiti vrijednosti 0‒8. Ovisno o toj vrijednosti, upalit ćemo manji ili veći broj LE-dioda: Napon = Napon / 114 If Napon = 0 Then Portd = &B00000000 Elseif Napon = 1 Then Portd = &B00000001 Elseif Napon = 2 Then Portd = &B00000011 ... Elseif Napon = 7 Then Portd = &B01111111 Else Portd = &B11111111 End If Waitms 100 Loop

‚ne svijetli niti jedna ‚svijetli 1 LEDica ‚svijetle 2 LEDice ‚svijetli 7 LEDica ‚svijetli 8 LEDica

Prvo rješenje Arduina (program ShieldA_7a.ino) Kada koristimo okruženje Arduino IDE, tada se pinovi A0‒A5 automatski definiraju kao ulazni pinovi s uključenim A-D-pretvaračem. Za potrebe ovog rješenja definirat ćemo varijablu ukljucenaLED i ulazne pinove kao u prethodnom zadatku: int ukljucenaLED = 0; void setup() {

for ( int i = 0; i <= 7; i++){ pinMode(i, OUTPUT); } digitalWrite(ukljucenaLED, HIGH); pinMode(12, OUTPUT); digitalWrite(12, HIGH);

Za čitanje vrijednosti na analognom ulazu koristit ćemo naredbu analogRead(), koja vraća vrijednost 0‒1023, ovisno o položaju klizača potenciometra. Za pretvaranje raspona koristit ćemo naredbu map(), koja prima pet ulaznih parametara: vrijednost koju želimo pretvoriti, najmanju očekivanu vrijednost, najveću očekivanu vrijednost, najmanju preračunatu vrijednost i najveću preračunatu vrijednost. Stoga naredba: map(vrijednostPotenciometra, 0, 1023, 0 , 8) čita vrijednost iz varijable vrijednostPotenciometra. Za očitanu vrijednost 0 vraća 0, a za vrijednost 1023 vraća 8. Sve vrijednosti od 0‒1023 preračunavaju se u rasponu od 0‒8. Do sada smo imali priliku upoznati se s naredbom digitalWrite(), ali nismo spomenuli da ta naredba provjerava jesmo li joj upisali postojeći pin kojem će definirati stanje. Ukoliko se dogodi da smo upisali nepostojeći pin, tada prestaje s izvedbom i program nastavlja izvoditi sljedeću naredbu. Ovo svojstvo iskoristit ćemo te ćemo vrijednost koju vraća naredba map() umanjiti za jedan. Stoga, kada je vrijednost na ulazu A0 1023, tada je izračun broj 7, što odgovara LE-diodi D7. Kada je vrijednost na ulazu 0, tada je izračun -1 i naredba digitalWrite() će prepoznati da se radi o pinu koji ne postoji, te neće uključiti niti jednu LE-diodu. Naš će program u funkciji loop() najprije isključiti LE-diodu koja ja spremljena u varijabli ukljucenaLED, očitati vrijednost pina A0, preračunati tu vrijednosti da odgovara pinovima LE-dioda, spremiti ju u varijablu ukljucenaLED i uključiti LE-diodu koja je spremljena u varijablu ukljucenaLED: void loop() { int vrijednostPotenciometra = analogRead(A0); digitalWrite(ukljucenaLED, LOW); ukljucenaLED = map(vrijednostPotenciometra, 0, 1023, 0 , 8)-1;

25


Drugo rješenje Bascom-AVR-a (program Shield-A_7b.bas) Kako bismo je mogli “smjestiti” u raspon 0‒255, vrijednost dobivenu iz A-D-pretvarača podijelit ćemo s 4 i zatim prenijeti na port D: Do Napon = Getadc(0) Napon = Napon / 4 Portd = Napon Waitms 100 Loop Program je jednostavniji, prikaz točniji, ali ga je teže pročitati! Pogledajmo još i rješenje Arduina:

Drugo rješenje Arduina (program Shield-A_7b.ino)

Slika 22. Prikaz izmjerene vrijednosti u obliku binarnog broja

digitalWrite(ukljucenaLED, HIGH); } Iako stupac upaljenih LE-dioda u ovim programima zorno pokazuje porast ili pad ulaznog napona, rezolucija ovakvog rješenja je loša: ulazni raspon je podijeljen na samo 9 intervala, od kojih svaki “pokriva” 114 različitih vrijednosti. Veću preciznost možemo postići samo ako izmjerenu vrijednost na LE-diodama D0‒D7 prikažemo u obliku binarnog broja. Ilustracija na Slici 22. prikazuje kako tako prikazanu vrijednost treba čitati. LE-diodama D0 do D7 pridružene su vrijednosti 1 do 128. Zbrajaju se samo vrijednosti koje su pridružene upaljenim LE-diodama (na slici obojano crveno). Na taj se način mogu prikazati vrijednosti u rasponu od 0 (ne svijetli niti jedna LE-dioda) do 255 (svijetle sve LE-diode). Modificirat ćemo 7. programski zadatak tako da izmjerenu vrijednost prikazujemo u obliku binarnog broja.

26

Arduino IDE omogućuje nam direktan rad s registrima mikroupravljača pomoću makronaredbi programskog jezika C. Za upravljanje stanjima registra D (portovi D0‒D7) koristimo makronaredbu PORTD. Pomoću nje upisivat ćemo vrijednosti od 0 do 255 u registar D. U ovom slučaju ne moramo koristiti naredbu digitalWrite() za isključivanje LE-dioda jer će to biti napravljeno istovremeno kada definiramo stanje registra te će funkcije setup() i loop() sadržavati sljedeće naredbe: void setup() { for ( int i = 0; i <= 7; i++){ pinMode(i, OUTPUT); }

}

pinMode(12, OUTPUT); digitalWrite(12, HIGH);

void loop() { int vrijednostPotenciometra = analogRead(A0); PORTD = map(vrijednostPotenciometra, 0, 1023, 0 , 255); } Napomena: Programi Shield-A_7a.bas, ShieldA_7b.bas, Shield-A_7a.ino i Shield-A_7b.ino mogu se besplatno dobiti od uredništva časopisa ABC tehnike. Vladimir Mitrović i Robert Sedak


Tramvaji Među najčešća vozila tračničkog sustava u javnom gradskom prijevozu zasigurno spadaju tramvaji. Preteče današnjih tramvaja bili su omnibusevi, velika putnička kola s konjskom zapregom koja su služila kao javno gradsko prijevozno sredstvo. Kretala su se na određenim linijama, po utvrđenom voznom redu i uz stalnu prijevoznu cijenu. Tramvaji su se pojavili prvo na konjsku vuču, i to početkom XIX. stoljeća, najprije u SAD-u (New York i Baltimor 1832.), zatim i u Parizu 1853., Santiagu 1857., Zagrebu 1891., Osijeku 1884. i dr. Konjsku zapregu kod nekih je tramvaja zamijenio parni, a postupno i elekrični pogon, prvo u Lichterfeldeu kraj Berlina 1891., Rijeci 1899., Puli 1904., Zagrebu 1910. i drugim gradovima. Razvojem drugih oblika gradskog i prigradskog prometa, broj gradova s tramvajskim prometom u svijetu proteklih pedesetak godina znatno je reduciran. No, i danas je na stotine tramvajskih sustava u svijetu, najviše u Europi (npr. u Rusiji je u oko 60, a u Njemačkoj u preko 50 gradova), Aziji i Sjevernoj Americi, a najmanje u Africi.

Slika 1. Prvi su se tramvaji pojavili početkom XIX. stoljeća i bili su na konjsku vuču

Tramvaj je pogodan za cijelo gradsko područje. Za razliku od drugh tračničkih vozila manje je prijevozne moći i prosječne brzine, ali je, zahvaljujući manjem polumjeru skretanja, prikladan za prometovanje uskim ulicama gradskoga središta. Tramvajske pruge uglavnom se izvode s dvije širine kolosijeka, i to: 1000 mm, tzv. metarski kolosijek i 1435 mm, normalni kolosijek. Dobiva

TEHNIČKE POŠTANSKE MARKE

Slika 2. Tramvaji na kat vozili su u Glasgowu sve do 1960-ih godina

istosmjernu struju (i napon uglavnom od 600 V) preko krovnog oduzimača struje, tzv. pantografa. Tipični tramvaji imaju sljedeće tehničko-eksploatacijske karakteristike: duljinu od 12 do 21 m, širinu od 2,2 do 2,7 m, visinu od 3 do 3,6 m te kapacitet od 100 do 265 putničkih mjesta. Osim Zagreba i Osijeka, u kojima tramvaji prometuju i danas, tijekom povijesti tramvaj je vozio i u sljedećim hrvatskim gradovima: Dubrovniku od 1910. do 1970., Opatiji od 1908. do 1935., Puli od 1904. do 1934., Rijeci od 1899. do 1952. i Velikoj Gorici od 1907. do 1937. Povijesni razvoj tramvaja može se pratiti i uz pomoć poštanskih maraka koje su proteklih stotinjak godina dokumentirale njihovu uporabu i tehnologiju tramvajskog prometa: BiH 2005. (110 godina električnog tramvaja u Sarajevu), Malta 2004. (tramvajska karta s početaka XX. stoljeća), Hong Kong, Kina 2004. (stoljeće tramvaja na kat, tzv. Double-Decker), Rumunjska 2009. (prvi električni tramvaj u Londonu 1901.), Hrvataska 2010. (tramvaj u Dubrovniku), Mađarska 2016. (150 godina od redovite tramvajske linije u Pešti), Bjelorusija 2017. (125 godina od prvog konjskog tramvaja u Minsku) i dr. Osim što služe za prijevoz putnika, tramvaji u brojnim gradovima su i turistička atrakcija: Lisabon (Portugal), San Francisco (SAD), Melbourne (Australija), božićni tramvaj u Zagebu i dr. Tramvaji su također predmet Guinnisove knjige rekorda: Toronto, glavni grad Kanade s 24,5 km ima najdužu tramvajsku liniju na svijetu, tramvaji u švicarskom gradu Zürichu godišnje prevezu 205 milijuna putnika i sl.

27


Slika 3. Model tramvaja Tatra T3 nalazi se u voznom parku osječkog Gradskog prijevoza putnika

O važnosti tramvajskog prometa u Zagrebu govori podatak kako u sastavu ZET-a, javnog gradskog poduzeća za prijevoz putnika ima ukupno 277 tramvajskih vozila (142 niskopodna tramvaja, koje je razvio domaći konzorcij “Crotram”), na 15-ak linija. Tramvajska mreža obuhvaća 116 km pruga, 255 tramvajskih stajališta i 16 okretišta. Godišnje zagrebački tramvaji prevezu oko 20 milijuna putnika.

Ternjej s Prirodoslovno-matematičkog fakulteta u Zagrebu piše: “Klimatske promjene najvećim su dijelom uzrokovane stakleničkim plinovima. Najvažniji među njima je ugljikov dioksid (CO2) koji nastaje prirodnim putem te je ključan za opstanak živih bića na Zemlji. Ovim se plinom koriste biljke u procesu fotosinteze, a na njih se u hranidbenim lancima nadovezuju ostala živa bića, pa i ljudi. Ugljikov dioksid, međutim, kao i drugi staklenički plinovi zadržava dio Sunčeve topline sprečavajući njeno otpuštanje u svemir čime uzrokuje globalno zagrijavanje. Velike

Slika 5. Više od 190 država potpisnica Pariškog sporazuma tijekom 2020. godine iznijet će svoj plan glede mjera koje će poduzeti radi ublažavanja klimatskih promjena

Slika 4. Radi ekološke prihvatljivosti i razmjerne udobnosti, manjih troškova izgradnje i održavanja infrastrukture, tramvaj je kvalitetno i ekonomično rješenje gradskoga prometa

Klimatske promjene ‒ Djeluj odmah!

Potkraj ožujka ove godine, na prijedlog Ujedinjenih naroda, nekoliko država izdalo je marku pod nazivom: “Djeluj odmah – kampanja protiv klimatskih promjena”. U tome smislu, UN je predložio i nekoliko slogana za provođenje kampanje protiv klimatskih promjena. Neki od njih su: Vozimo manje – bicikliraj­ mo više!, 5 minuta tuširanja!, Domaći proizvodi!, Recikliranje! Klimatske promjene najvažnije su globalno ekološko pitanje našeg vremena. Velike promjene vremenskih obrazaca prijete proizvodnji hrane, podizanju razine mora, povećavaju rizik od katastrofalnih poplava i širenja zaraznih bolesti. Utjecaji klimatskih promjena globalno su opsežni i bez presedana u svom opsegu. O klimatskim promjenama u stručnom tekstu koji prati hrvatsku marku prof. dr. sc. Ivančica

28

količine ugljikova dioksida i ostalih stakleničkih plinova deponirao je čovjek u atmosferu nakon više od stoljeća i pol industrijalizacije, krčenja šuma i poljoprivrede velikih razmjera. Tako su količine stakleničkih plinova u atmosferi porasle na rekordne razine kakve nismo zabilježili u zadnjih tri milijuna godina. Kako ljudska populacija, ekonomija i životni standard rastu, tako raste i kumulativna razina stakleničkih plinova u atmosferi”. Klimatske promjene tema su i različitih svjetskih događaja, npr. ovogodišnji Svjetski dan voda bavi se klimatskim promjenama, Svjetski gospodarski forum u Davosu (Švicarska) u siječnju 2020., prošlogodišnja Međunarodna konferencija o zaštiti Amazonije (“pluća svijeta”) na prijedlog vrhovnog poglavara Katoličke crkve pape Franje i dr. Klimatske promjene utječu na sve zemlje, na svim kontinentima. Negativno se odražavaju na nacionalne ekonomije i na živote ljudi stvarajući dodatne troškove ljudima, zajednicama i državama. Danas su dostupna povoljna rješenja koja omogućuju državama prijelaz na čišća i otpornija gospodarstva. Ivo Aščić


Mikrovalne i specijalne anteneIZUMI I KONSTRUKCIJE ANTENA Mikrovalovi

Mikrovalovi su nenormirani razgovorni i trgovački naziv za vrlo kratke valove. To su decimetarski valovi ili ultravisoke frekvencije (UHF, prema engl. Ultra High Frequency), dakle valnih duljina 1…10 dm, odnosne frekvencija 0,3…3  GHz, centimetarski valovi ili supervisoke frekvencije (SHF, prema engl. Super High Frequency), dakle valnih duljina 1…10 cm, odnosno frekvencija 3…30 GHz i milimetarski valovi ili ekstremno visoke frekvencije (EHF, prema engl. Extremely High Frequency), dakle valnih duljina 1…10 mm, odnosno frekvencija 30…300 GHz. Prijelaz na tako visoke frekvencije zahtijevao je potpuno drugačije uređaje, među njima i drugačije antene nego za niža područja. Na tim područjima osim radiokomunikacija (usmjerene veze, satelitske veze, mobilna telefonija, GPS) rade radari, radioastronomija, meteorološke službe, industrijski uređaji, medicinski uređaji, pa i kućanski uređaji (mikrovalne pećnice). Neka uska mikrovalna, tzv. ISM-područja (prema engl. Industrial, Scientific and Medical band), prepuštena su za slobodnu uporabu u industriji, znanosti i medicini. Mikrovalne antene su posebne, to su otvori na kraju valovoda, ljevkasti otvori, prorezi u vodljivoj površini, aktivne antene i dr. Obično su smještene u žarištima reflektirajućih površina, a napajaju se većinom valovodima, za razliku od antena na nižim područjima koje se napajaju električnim vodovima, većinom koaksijalnim kablovima. Opisani će biti samo primjeri najvažnijih antena, jer je njihov izbor vrlo velik i raznolik.

Antene za mikrovalne veze na zgradi Hrvatske radiotelevizije u Zagrebu

Radiokomunikacijske antene na mikrovalnom području uglavnom čine tri skupine: antene za mikrovalne veze između određenih točaka na Zemlji, uključujući i radioamaterske mikrovalne antene, zemaljske antene za vezu s telekomunikacijskim satelitima i antene na satelitima. Mikrovalne antene sastoje se od kružne kape konkavnog paraboličnog reflektora, tzv. tanjura, i zračila smještenog u žarištu reflektora. Reflektori mikrovalnih antena izrađeni su kao pločaste ili mrežne površine. Satelitske antene obično su stalno usmjerene prema određenom stacionarnom satelitu.

Radioamaterski satelit OSCAR 7 sa štapnim ante- Profesionalna parabolična Satelitska antena za individualni prijam antena za vezu sa satelitima televizijskoga signala nama, lansiran još davne 1974. godine

29


Stupovi s prvim radarskim antenama sustava Chain Home iz 1936./39. godi- Stalno usmjerena radar- Okretna radara ska antena ne

Prve reflektorske antene konstruirao je još 1887./88. Heinrich Hertz (1857.–1894.) u svojim pokusima s elektromagnetskim valovima. Za profesionalne satelitske veze reflektorska antena je prvi put uporabljena 1962. godine za vezu s prvim civilnim telekomunikacijskim satelitom Telstar. Antene za usmjerene mikrovalne veze služe za pouzdane stalne veze između pojedinih komunikacijskih centara, na primjer između studija i radijskih, odnosno televizijskih odašiljača ili pojedinih odašiljača. Promjer kape profesionalnih antena je nekoliko metara. Zračilo je smješteno u žarištu reflektora, a s radiouređajem je spojeno valovodom. Smještene su većinom na stupovima, zgradama ili tornjevima. Obično su stalno usmjerene prema nekom drugom komunikacijskom centru. Radioamaterske mikrovalne antene posebne su antene koje rabe radioamateri za rad na mikrovalnom području na jedanaest im dodijeljenih uskih pojasa, tzv. bandova, u rasponu od oko 1,3…250 GHz. Na tim se pojasevima održavaju uglavnom pokusne i natjecateljske veze, tzv. kontesti. Uređaji koji se rabe, pa tako i antene, prilagođeni su tako visokim frekvencijama. Antene su slične profesionalnim antenama za mikrovalne usmjerene veze, samo su znatno skromnije. Reflektori radioamaterskih mikrovalnih antena obično su promjera samo nekoliko decimetara. Svakako rad radioamatera na mikrovalnom području doprinosi istraživanjima uređaja i održavanja radiokomunikacija. Mikrovalne antene, uz ultrakratkovalne, radioamateri rabe za veze s radioamaterskim satelitima te veze refleksijom od Mjeseca i meteora. Profesionalne zemaljske antene za odašiljanje i primanje signala sa satelita rabe se u teleko-

30

antena

Antena meteorološbrodskoga koga radara u zaštitnoj kupoli

munikacijskim centrima. Po izvedbi su slične antenama za mikrovalne veze. Obično su stalno usmjerene prema određenom satelitu. Satelitske antene za individualni prijam televizijskih i radijskih programa, a proteklih godina i interneta, namijenjene su za prijam s geostacionarnih telekomunikacijskih satelita. Promjer tanjura satelitske antene za individualni prijam je oko 0,5…2 m. Zračilo je smješteno u žarištu reflektora, a uz njega je pretvarač, tzv. antenski prijamnik, koji odmah pretvara primljeni signal u takav oblik da se može prenositi koaksijalnim kablom do televizijskih prijamnika ili računala. Takve antene kao treća generacija individualnih antena (poslije žičanih i usmjerenih UKV-antena) protekla su tri desetljeća naveliko prekrile terase, zidove i krovove zgrada.

Radarske antene

Radar u današnjem smislu konstruirao je 1935. godine škotski izumitelj sir Robert Alexander Watson-Watt (1892.–1973.), a prve su radarske postaje, pod kodnim nazivom Chain Home (engl., domovinski lanac) postavljene 1936./39. na engleskoj obali Kanala1. Danas se radari rabe u širokom području primjene, od pomorstva i avijacije, meteorologije, cestovnoga prometa do astronomije. Važna sastavnica svakoga radara je radarska antena namijenjena odašiljanju i primanju radarskoga signala. Već prema frekvencijskom području izvode se prilično različito, kao dipolne antene za niža područja te kao mikrovalne antene za viša područja. Sve su radarske antene opskrbljene reflektorima za usmjeravanje radarskoga signala. Reflektori radarskih antena su konkavne površine, vrlo različitih oblika, a

1 Vidi: Radiolokacija. ABC tehnike, br. 630, prosinac 2019.


nepoželjne signale. Posebne, tzv. sintetske antene, služe za radarsko snimanje Zemljine površine s pokretnih objekata (zrakoplova, balona ili satelita).

Radioastronomske antene

Jansky sa svojim radioteleskopom sastavljenim od mreže dipola (rane 1930-e godine)

u njihovom žarištu je antensko zračilo. Neke su antene usmjerene u jednom smjeru, a neke su okretne kojima se “snima” cijelo okruženje. Neke antene služe istodobno za odašiljanje i prijam, pri čemu su odaslani i primljeni signali odvojeni posebnim uređajem, tzv. duplekserom, a neki radari imaju odvojene antene samo za odašiljanje i samo za prijam. Neke su radarske antene zaštićene kupolama propusnim za radarske signale. Neki radari imaju tzv. aktivne antene s elektroničkim sklopovima kojima se može upravljati radarski snop, isticati osnovni snop, a potiskivati

Grote Reber ispred svoga radioteleskopa u Wheatonu (Illinois, SAD) iz 1937. godine

Radioastronomija je područje astronomije u kojem se snimaju i istražuju radiosignali iz svemirskih objekata. Prvi je takve signale 1932. godine opazio Karl Guthe Jansky2 (1905.–1950.), američki znanstvenik, istražujući moguće smetnje u radiokomunikacijama. Za to je rabio vrlo složenu okretnu kombinaciju dipola. Saznavši za Janskyjev rad Grote Reber, W9GFZ (1911.–2002.), američki amaterski astronom i radioamater3, kako nije naišao na podršku niti jedne službe ili tvrtke, 1937. godine je samostalno konstruirao u svome dvorištu prvu paraboličnu radioastronomsku antenu. Tanjur reflektor bio je promjera 9 m. S njom je snimio radiosignale iz niza izvora u svemiru, te je sam izradio prvu kartu izvora radiosignala u Mliječnoj stazi. Sve je to 1939. godine objavio u znanstvenim časopisima. Antene za istraživanje radiovalova iz svemira često se nazivaju radioteleskopima. Danas su u uporabi brojni radioteleskopi, s antenama vrlo sličnim tanjurastim radarskim antenama. Neki su pojedinačni, a neki postavljeni u nizu. Najveći stabilni radioteleskop dovršen je 1963. godine između dvaju bregova u Zvjezdarnici Arecibo u Portoriku. Promjer tanjura reflektora je 305  m, ploština oko 73  000  m2 (kao 26 nogometnih igrališta). Prima signale u području 0,3…10  MHz. S njega je 1974. godine dr. Frank Drake4 (rođ. 1930.), američki astronom i astrofizičar, poslao znamenitu Arecibo poruku, namijenjenu nekim možebitnim razumnim bićima u svemiru. Najveći okretni radioteleskop je u zvjezdarnici Green Bank u SAD-u, dovršen je 2000. godine, promjera tanjura reflektora oko 100  m, žarišne 2 Po njemu je nazvana nenormirana mjerna jedinica spektralne gustoće toka snage u radioastronomiji janski (znak Jy) izvan SI-a, krater na Mjesecu, jedan asteroid, radijski šum na vrlo visokim frekvencijama te neki astronomski projekti. 3 Vidi o tome lijep opis u knjizi Božidara Pasarića Radioamaterizam za mlade, Hrvatska zajednica tehničke kulture i Hrvatski radioamaterski savez, Zagreb 2008. str. 44 (pdf) 4 Znamenita Drakeova jednadžba poticaj je istraživanju možebitnog života i razumnih bića i svemiru.

31


Najveći okretni radioteleskop u Zvjezdarnici Green Bank (Teksas, SAD)

Najveći stabilni radioteleskop u Zvjezdarnici Arecibo (Portoriko)

daljine 60 m, ploštine oko 110 m2. Prima signale u frekvencijskom području 0,1…116 GHz. Posebno područje radioastronomije je radarska astronomija, istraživanje svemirskih objekata pomoću radarskih signala. Prvo su ju primijenili odmah nakon Drugoga svjetskog rata američki i mađarski astronomi za mjerenje točne udaljenosti Mjeseca od Zemlje.

Zaključak

Antene za mikrovalna područja pokrivaju široku i vrlo raznoliku primjenu, od mikrovalnih radiokomunikacija i satelitskih veza do radara i radioastronomije. Stoga su i po izvedbama vrlo različite, a po izmjerama nezamislive, od tanjura veličine šake do zapremanja cijele doline. Jasno je da takav svijet mikrovalnih antena nije moguće niti nabrojati, a kamoli podrobnije opisati u ovako kratkom prikazu. Dr. sc. Zvonimir Jakobović

Roboti – posrednici u pandemiji Kako bi mogao izgledati život ljudi u svijetu pod stalnom opsadom virusa danas još nije posve jasno, ali mnoge neuobičajene slike nude nam pogled u svijet drugačiji od dosadašnjeg. Samo se naizgled čini da su sva razmišljanja usmjerena prema tome da se pronađe cjepivo i da K-19 nestane kao što je i došao. Jer već i dosadašnje iskustvo nas je promijenilo. Došli smo do ruba: čovjek je sam sebi postao opasan okoliš, zahtijeva se stalna prostorna i socijalna distanca. Od zaraza se može štititi izolacijom i prenošenjem komunikacija u virtualni svijet, ali morate se stalno vraćati u opipljivu trodimenzionalnost gdje su svi materijalni životni resursi. Biološki virusi nisu virtualni. Stvarni su, a to znači da su aktivni u svijetu bioloških tijela koja podvrgavaju svojoj reprodukciji. Ako je taj svijet zaražen, trebamo, da bismo preživjeli, imati štit i posrednika otpornog na viruse. Za sigurnu komunikaciju i rad u takvom bolesnom svijetu

32

SVIJET ROBOTIKE

jedini otporan posrednik i izvršitelj je stroj koji će biti naš agent. Upravo zbog toga razložno je očekivati velik napredak u razvoju i primjeni robota kako za trajanja pandemije tako i u postpandemijskom svijetu. Robot postaje nezaobilazan suradnik u aktivnostima ulaska, rada i dezinfekcije prostora, ali i sigurnog komuniciranja sa zaraženim osobama. Sam koncept robota u svijetu katastrofa, izoliranosti, zaziranja od ljudske blizine i dodira nezamjenjiv je, a budućVirusi su u biološkom lancu na prijelazu iz živog u neživo. Neki smatraju da su živi, dok ih drugi zbog nedostatka metabolizma drže nanostrojevima koji osim “zapisa” o vlastitoj građi raspolažu i uputama za reproduciranje. Sposobnost neprestane promjene čini ih neukrotivima. Živi su primjer odvijanja evolucije i zapravo su u korijenu sveukupnog zemaljskog života.


nost robotike u svijetu s iskustvom globalne smrtonosne zaraze je posebna. Prošle, 2019. godine pisali smo o robotu za dezinficiranje bolničkih prostora ultravioletnim (UV) zračenjem kao robotu godine u izboru International Federation of Robotics. Naglašavana je njegova uporaba u poboljšanju antiseptičnosti bolničkih prostora izloženih otpornim bakterijama. Zbog toga što UV-zrake učinkovito uništavaju i viruse to je trenutno postao jedan od najtraženijih medicinskih servisnih robota. Samo Kina naručila je odjednom 2000 komada tih robota male danske tvrtke. Prvo korištenje robota u pandemiji virusa K-19 vidjeli smo u kineskom žarištu nedugo po Teleroboti čija se uporaba susreće u virusnoj pandemiji daljinski su upravljani poluautonomni sustavi koji koriste različite vrste bežične komunikacije (Wi-Fi, Bluetooth, DSN i drugo) ili su povezani žično s upravljačkim pultom. Uz telerobotiku vezuju se pojmovi teleoperacije (daljinsko upravljanje) i teleprezentacije (daljinska prisutnost). njenom izbijanju. Bila je to pomalo nevješta uporaba teleoperacijskog stroja s manipulatorom i kamerom u posredovanju rada medicinskog osoblja bolnice sa zaraženim pacijentima kojima se moglo izmjeriti temperaturu, staviti stetoskop na prsa i razgovarati. Potom su i djeca po školama počela izrađivati male manipulatore koji špricaju dezinficijens na ruke. Tim, zapravo dirljivim pri-

zorima teleoperacijski roboti i teleprezentnost (daljinska prisutnost) postali su važan dio čovjekova svakodnevnog odnosa prema nedostupnoj mu i opasnoj svakodnevici. Ubrzo smo svjedočili učestalom korištenju mnogih vrsta robotskih avatara u zaraženim zemljama. Roboti s kojima su Kinezi krenuli po zaraženim prostorima nisu bili osobito složeni, ali su omogućavali spasonosni odmak. No vrlo brzo su oko gradskih bolnica izveli bežične mreže pete generacije i medicinske teleoperatore opremili s 5G- kamerama za bolji „real-time“ daljinski vizualni uvid, komunikaciju i nadzor pacijenata. Kada su se razmjeri i intenzitet katastrofe utišali, Kina je postala veliki promotor razvoja i ispitivanja servisnih medicinskih robota. Postala je poligon za dokazivanje kako se roboti mogu iskoristiti za nadzor i upravljanje epidemijom, ali i za minimiziranje njenog utjecaja na gospodarstvo. Kina je zahvaljujući intenzivnoj robotizaciji industrije bila u stanju vrlo brzo preusmjeriti više od 150 svojih proizvodnih postrojenje na izradu platna za maske i šivanje maski. Danas je jasno da bi se zarazu dočekalo s manje posljedica da su poslovi koji se već odavno mogu robotizirati bili robotizirani. Da su, primjerice, u bolnice masovnije uvedeni samo već postojeći sustavi robotske dostave. Već i obični teleoperator s malo boljim kamerama može napraviti mnoštvo korisnih stvari. Autonomni roboti za dezinfekciju ultraljubičastim (UV) svjetlom u roku od 10 minuta unište 99,99% svih mikroorganizama u bolničkoj sobi. Iako soba mora biti prazna tijekom dezinfekcije,

TELEPREZETACIJSKA PROMOCIJA I ROBOTIZIRANI KIOSK ‒ KUHAR. Kuhar robot kineske tvrtke Qianxi Robotic Catering može istovremeno kuhati s 36 lonaca i poslužiti do 120 obroka u roku jednog sata. Sve se događa bez dodira s ljudima. Tvrtka je donirala robote za pripremu hrane medicinskom osoblju u Wuhanu. Promocija diplomiranih studenata organizirana je uz korištenje robotskih avatara kojima su upravljali studenti od kuće. Roboti dubleri nazvani Newme tvrtke ANAbleri Holdings obučeni su u ceremonijalnu odjeću, a na tabletima su bila lica diplomanata. Ceremonija se nudi kao primjer i drugim japanskim fakultetima u vrijeme pandemije.

33


UGROŽENOST KOLEKTIVNOG TRANSPORTA. Vlakovi, metroi, zrakoplovi, autobusi, brodovi postali su mjesta visokog rizika od zaraze pa se pokušava stalnim čišćenjem održavati kolektivni prijevoz. Umjesto ručnog uvode se čišćenja UV-svjetlom na pokretnoj platformi. Drugi način koristi mobilnu platformu s raspršivačem dezinficijensa. Ona se može koristiti i u prisutnosti ljudi. Čišćenje UV-zrakama je brže, ali se primjenjuje samo kad nema putnika.

nema negativnih učinaka UV-zraka. Rutu robota može planirati bolničko osoblje aplikacijom, a nakon što se aktiviraju, roboti za čišćenje mogu se i samostalno kretati iz sobe u sobu. Po dolasku robot najavi rad i moli da se napusti soba i zatvore vrata kako bi počelo čišćenje. Pomaganje starijim osobama po domovima i pri kontaktu sa skrbnicima i obiteljima postali su posebno važni zbog lakog izbijanja žarišta s velikom smrtnošću. Uglavnom je propisano da starije osobe ostanu kod kuće i suzdrže se od kontakata s članovima obitelji koji već ne žive s njima. Roboti za ostvarivanje teleprisutnosti omogućavaju praktično stalan kontakt s njegovateljima i obitelji. Komunikacija nije samo vizualna i govorna već može uključivati i jednostavne dostave. Ovi roboti u pravilu se mogu telefonom ili računalom preko interneta kontrolirati stalno i s bilo kojeg mjesta. U nadzor mogu biti uključeni i liječnici. Roboti koji se koriste za liječenje bolesnika s koronavirusom, omogućujući liječnicima i medi-

cinskim sestrama provođenje testova i daljinsku interakciju s pacijentima. Samo taj primjer pokazuje koliki se prostor otvara za robotiku u cjelini u narednom vremenu. Ali nisu u pitanju samo bolnice. Roboti će u vrlo bliskoj budućnosti stvarati sanitarni kordon u svakoj prilici u kojoj bi moglo doći do izravnog kontakta između bolesnih i zdravih ljudi. Roboti za dostavu već se uvelike koriste u bolnicama za isporuku medicinskih potrepština ili posteljine po sobama, štedeći vrijeme medicinskim sestrama. Ti roboti obično su se koristili za dostavu opreme po stanicama medicinskih sestara, ali sada se koriste i kod izolacije pacijenata u bolnicama i na drugim mjestima. Posebno su korisni kod uvođenja karantena. Robot najavljuje dolazak na vrata, a putnik uzima svoju ladicu s hranom na polici autonomne platforme. Mogu se koristiti i kao platforme za dezinfekciju ruku na javnim mjestima

DEZINFEKCIJA VANJSKIH PROSTORA I NADZOR PACIJENATA. Teleoperatori su vrlo brzo uvedeni u uporabu za prskanje javnih površina otopinom vodikovog peroksida, ali i za nadzor zaraženih pacijenata kako bi se smanjila izloženost zarazi bolničkog osoblja. Globalna zaraza povisit će standardne mjere zaštite osoblja i dovesti do veće uporabe, ali i razvoja bolničkih robotskih sustava koji omogućavaju ostvarivanje daljinske prisutnosti iz centraliziranog nadzornog prostora.

34


KARANTENSKI I KOMUNIKACIJSKI ROBOTI. Prvi servisni robot iz 1980. bio je bolnički dostavni robot. Danas je mogućnost primjene tih robota daleko šira: dostavljaju lijekove i hranu, mjere temperaturu, uče pacijente primjerenom ponašanju u bolesti. Osobama u karanteni dostavljaju hranu, lijekove i druge potrepštine, odnose smeće. Zbog preopterećenih bolnica vrlo važno je čuvanje liječnika, medicinskih sestara i pomoćnog bolničkog osoblju u sigurnom prostoru izoliranom od zaraze. Teleprezentni roboti omogućavaju široki komunikacijski kanal, ali i smanjenje opasnog izravnog fizičkog rada. Vrlo slična je i primjena po domovima za starije i nemoćne osobe gdje je važno strogo poštivanje procedura.

U javnim prostorima poput aerodroma ili trgovina osim što upućuju ljude da dođu do odredišta i lakše pronađu robu informacijski roboti danas služe za stalno podsjećanje na sigurnosne mjere povezane sa zarazom, a mogu biti opremljeni i beskontaktnim čitačem temperature ili čak testovima za otkrivanje ranih simptoma zaraze. Hrvatska se treba uključiti i aktivno sudjelovati u nadolazećoj ekspanziji mnogobrojnih vrsta teleoperacijskih i autonomnih agenata jer već sada raspolaže s mnogim mogućnostima, znanjima, iskustvima. Raspolaže i organizacijama koje

su u stanju pokrenuti široke kreativne programe za masovno obrazovanje. Cilj svih tih aktivnosti trebale bi biti konkretni proizvodi. Bilo da je riječ o pomagalima ili autonomnim strojevima. Izvanredna stanja, poput ratova ili masovnih katastrofa, uvijek su pružala priliku za kreativne podvige, osobito tehničke, kakvi u mirnim vremenima nisu mogući već i zbog toga jer je država daleko otvorenija prema razvoju i ispitivanju novih sredstava. Osim toga motivacija je posebna pa se postižu i najveći, ponekad i neočekivani rezultati uz najmanja ulaganja. Igor Ratković

RAZVOJ U KRIZNIM VREMENIMA. U ratnim vremenima zamrle industrijske proizvodnje, kada je nesigurnost bila bliska i svuda prisutna pokrenut je početkom 1992. u Odjelu za naoružanje, specijalnu opremu i tehničku zaštitu MUP RH projekt razvoja prvog hrvatskog teleoperacijskog robota za daljinski rad s opasnim objektima. Projekt je unatoč svim problemima i oskudici uspješno doveden do razine funkcionalnog prototipa i nulte proizvodne serije. Pokazalo se da takvi projekti seminalni usmjerivači razvoja. Krizna vremena su po mnogo čemu idealna razdoblja za nove uzlete. Današnji uvjeti razvoja i društvena klima neusporedivo su bolje. Na slikama je prezentacija prototipa teleoperatora MUNGOS na splitskom aerodromu 1994. (Izvor Slobodna Dalmacija.)

35


Nastavak sa 2. stranice sigurnosni koncept osmišljen je kako bi zaštitio sustav od manipulacije softvera i od neovlaštenih osoba. Biosu i SSD-u može se pouzdano pristupiti biometrijskom autentifikacijom. Cijena: od 550 €. 3. Zaštitita od zlonamjernog softvera. Nova HP-ova prijenosna računala šeste generacije - EliteBook 735 G6 ili 735 G6 - opremljena su procesorima druge AMD Ryzen Pro generacije i grafikom Radeon Vega. Sve u ultra tankom dizajnu s uskim rubom i vrlo svijetlim dispejima od 13 ili 14 cola. Opremljeni su hardverskim i upravljivim HP sigurnosnim rješenjima kao i biosom za s a m o l i j e če n j e . Ovako su prijenosna računala zaštićena od prijetnji zlonamjernim softverom. Zahvaljujući dobrim mikrofonima i zvučnicima, kao i posebnim tipkama, telefoniranje se udobno može vršiti putem ovih uređaja. Cijene se kreću od oko 1500 €. 4. Tanak i pristupačan. Acer Swift 3 sada može biti opremljen procesorima do druge generacije AMD Ryzen 7 3700U i na taj način

nudi dovoljnu računalnu snagu i efikasnost za obavljanje svakodnevnih poslova velike brzine - po cijenama od 499 eura. Optimalna namjenska grafička kartica Radeon 540X omogućuje i računalno intenzivne zadatke poput uređivanja videa i igara. Swift 3 dolazi u elegantnom aluminijskom dizajnu s 35,6 cm (14 inčnim) zaslonom pune HD razlučivosti s posebno uskim okvirom koji se otvara do 180°.

INFORMATIKA Cjelina ima masu svega 1,45 kg i debljina mu je 17,95 mm. 5. Gaming specijalist. Asus ROG-Zephyrus S GX502 obećava poboljšanu prezentaciju igara. Takozvani G-Sync način rada predviđen je za sprečavanje smetnji na slici i za osiguranje brzine osvježavanja slike do 240 Hz. Međutim, ovo košta potrošnju baterije, zbog čega Asus nudi i režim uštede energije Optimus. Instaliran je procesor Intel Core 17 najnovije generacije, 32 GB RAM-a i Nvidia Geforce RTX 2060 ili grafička kartica 2070. Prijenosnik ima 15,6inčni zaslon, 1-Tbyte SSD i osvjetljeni gaming tipkovnicom. Sve u tankom kućištu od 18,9 mm. Cijena: 2099 €. 6. Za srednje velika poduzeća. Lenovo obećava poslovnu bilježnicu po pristupačnoj cijeni

s novim Thinkbook-om 13s. Tanko kućište s magnezijem i aluminijem teži samo 1,34 kg. 13 colni full HD zaslon može se otvoriti do 180°. Poslovni kupci prije svega bi trebali imati koristi od sigurnosti i posebnih funkcija uređaja. Oni uključuju čitač otiska prsta osjetljivog na dodir, poseban čip (TPM) za sigurnosne funkcije sustava Windows 10 i šifriranje podataka. Intel Core Procesori osme generacije, po izboru s integriranom ili AMD Radeon grafikom, pružaju potrebnu računalnu snagu. Cijena počinje od 999 eura, ovisno o izvedbi. Milovan Dlouhy

Profile for Zoran Kušan

Časopis ABC tehnike broj 636 za lipanj 2020. godine  

Evo nas i na kraju ove školske godine. Pred vama je zadnji broj u ovoj školskoj godini broj 636. Radi nepredviđenih okolnosti i taj će broj...

Časopis ABC tehnike broj 636 za lipanj 2020. godine  

Evo nas i na kraju ove školske godine. Pred vama je zadnji broj u ovoj školskoj godini broj 636. Radi nepredviđenih okolnosti i taj će broj...

Profile for zoran1002
Advertisement

Recommendations could not be loaded

Recommendations could not be loaded

Recommendations could not be loaded

Recommendations could not be loaded