Časopis ABC tehnike broj 662 za veljaču 2023. godine

Rubrike

I Kodiranje - BBC micro:bitI I STEM-radionice I I Mala škola fotografije I

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

www.hztk.hr

Prilog

IR obotski modeli za učenje kroz igru

u STEM-nastavi – Fischertechnik (54) I ČASOPIS ZA MODELARSTVO I SAMOGRADNJU

Broj 662 I Veljača / February 2023. I Godina LXVII.

Kutija, kućica, kasica

MODELARSTVO

Nacrt u prilogu Zadatak: Izrada kutije od šperploče debljine 3 mm u obliku kuće, a koja može poslužiti za kasicu.

Postupci izrade: Samoljepljivi papir pravilno postavite na šperU OVOM BROJU ploču.

Kutija, kućica, kasica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 Piljenjem odvojite pozicije poklopca i dna kutije, oblikujte brušenjem te spojite potrebne Poštanski kovčežići. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 pozicije u cjelinu. Sve pozicije na sebi imaju Čudesna moć regeneracije. . . . . . . . . . . . . . . . 5 nazive, a strelice prikazuju koje se međusobno BBC micro:bit [36]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 spajaju lijepljenjem. Pri spajanju koristite kvačiRobotski modeli za učenje kroz igru ce ili krep-traku. u STEM-nastavi – Fischertechnik (54). . . . . . 14 Piljenjem odvojite pozicije prednje i bočne Mala škola fotografije. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 strane kutije i spojite pozicije lijepljenjem kako Pogled unatrag. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 prikazuju crteži.

Analiza fotografija. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Brušenjem doradite pozicije, a zatim pozicije SF. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 poklopca spojite u cjelinu. Donje rubove krova poklopca brusite pod 45 stupnjeva kako bi se Shield-B, razvojna bolje spojili s ostatkom poklopca. Koristite kreppločica za Arduino Uno (4). . . . . . . . . . . . . . . 24 -traku kao pomoć pri lijepljenju. Nakon lijeMjerna jedinica sivert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 pljenja uklonite krep-traku i dodatno brusite Mjerna jedinica dalton. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 poklopac.

Robotika u brodogradnji. . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Brušenjem doradite pozicije kutije i spojite u Uništena američka raketa cjelinu s dnom kutije. Brušenjem doradite donji za prijevoz turista do ruba svemira. . . . . . . . . 35 dio kutije.

Spojite poklopac i donji dio kutije u cjelinu.

Nacrt u prilogu: Doradite, dizajnirajte ili poboljšajte funkcionalnost kutije.

Robotski modeli za učenje kroz igru Vodite računa da dodaci ne utječu na kvalitetu u STEM-nastavi – Fischertechnik (54) rada. Izradu dodataka, dizajna ili funkcionalnih Kutija, kućica, kasica dodataka možete izraditi samo od materijala dobivenog na natjecanju.

Modelarite i uživajte u radu!

Nakladnik: Hrvatska zajednica tehničke kulture, Uredništvo i administracija: Dalmatinska 12, P.p.

Dalmatinska 12, P. p. 149, 10002 Zagreb, Hrvat­ska/Croatia Glavni urednik: Zoran Kušan Uredništvo: Ivan Jurić – Zagrebačka zajednica tehničke kulture, Sanja Kovačević – Društvo pedagoga tehničke kulture Zagreb, Neven Kepenski – Modra Lasta, Zoran Kušan – urednik, HZTK, Danko Kočiš – ZTK Đakovo DTP / Layout and design: Zoran Kušan Lektura i korektura: Morana Kovač Broj 6 (662), veljača 2023. Školska godina 2022./2023.

Naslovna stranica: raketa New Shepard s kapsulom “RSS H.G. Wells”

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

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

Poštanski kovčežići Kako bi se povećala kvaliteta i dostupnost prijama poštanskih pošiljaka, izumljeni su poštanski kovčežići za prijam pošiljaka. U njih pošiljatelji mogu ubaciti pismovne pošiljke kako bi ih davatelj poštanskih usluga otpremio dalje svojim kanalima prema primatelju. Tijekom povijesti bili su svjedoci različitih povijesnih događaja i prošli kroz carstva, monarhije, kraljevine i države.

U poštanskom muzeju u Italiji nalaze se zidni poštanski kovčežići od mramora iz 1633. godine.

Dvadesetak godina kasnije poštanski kovčežići pojavili su se i u Parizu, a nešto kasnije i u Berlinu. Prvi kovčežići bili su jednostavni, uglavnom izrađeni od drveta, s natpisom da je to kutija za pisma. Poslije su rađeni od različitog materijala, najviše od lima. U početku su uglavnom bili plavi, a potom crveni da bi se lakše uočili.

Danas su različitih boja, na našim prostorima i u većini država žute su boje. Na našim prostorima nosili su razne nazive poput poštanske uložnice, poštanske škrinjice, pismovnog sanduka, poštanskog sandučića i pismobernice, sve dok 1921. nije uveden naziv kojim se i danas koristimo – poštanski kovčežić. Prvi poštanski kovčežići na području Hrvatske postavljeni su za vrijeme Napoleonove okupacije sjeverne i istočne obale Jadrana od 1805. do 1813. Jedan od prvih poštanskih kovčežića, odnosno kamenih uložnica, zabilježen je 1806. u Zadru. Primjerak kamene

Slika 1. Poštanski su se kovčežići kao praktično sredstvo za predaju pisama, bez nazočnosti poštanskih službenika, pojavili znatno prije izuma poštanske marke 1840.

TEHNIČKE POŠTANSKE MARKE

Slika 2. Unatoč suvremenim komunikacijskim trendovima u svijetu koji se zbog sveopće digitalizacije sve brže mijenja, poštanski kovčežići imaju i dalje svoju primarnu funkciju – prijam poštanskih pošiljaka

uložnice s natpisom “boite aux lettres“ i danas se može vidjeti na zidu jedne kuće u Splitu. Kod nas poštanski kovčežići ulaze u redovitu uporabu 1817. kada se sustav naplate poštarine prenosi na primatelja. Prva poštanska uložnica u Zagrebu postavljena je 1. kolovoza 1850. u današnjoj Ćirilometodskoj ulici, u stanu jednog urednika novina. Tridesetak godina poslije poštanske uložnice postavljaju se u deset ulica našega glavnoga grada. Njihovo masovno postavljanje po trgovima, kolodvorima, križanjima ulica i sl.

Slika 3. Kućni kovčežići poboljšavaju kvalitetu dostave poštanskih pošiljaka

3

počelo je nakon izuma poštanske marke sredinom XIX. stoljeća kada je pošiljatelj poštanskom markom morao unaprijed platiti poštarinu za prijenos pošiljke. U današnje vrijeme, sve raširenije e-trgovine i korištenja paketa u dostavi robe, brojni poštanski operatori postavljaju paketomate za prijam i uručenje pošiljaka. Paketomat je inovativni uređaj, sadrži niz pretinaca različitih dimenzija, te nudi mogućnost različitog načina plaćanja usluge. Postavljaju se na dostupnim lokacijama i u trgovačkim centrima. Uz poštanske kovčežiće vrlo važnu ulogu imaju i kućni kovčežići (kovčežić koji se upotrebljava za uručenje poštanskih pošiljaka primatelju, a nalazi se u građevini stambene namjene ili na ulazu u dvorište). Obveza investitora ili vlasnika građevine stambene i/ili poslovne namjene, kao krajnjih korisnika poštanskih usluga, postaviti je i održavati kućne kovčežiće za uručenje poštanskih pošiljaka (kućni kovčežići u građevinama stambene namjene, koje imaju više stanova, moraju biti označeni prezimenom fizičke osobe ili nazivom pravne osobe). Hrvatska regulatorna agencija za mrežne djelatnosti (HAKOM) donijela je Preporuku o minimalnim tehničko-tehnološkim uvjetima za kućne kovčežiće. Između ostalog predlažu se minimalne dimenzije kućnih kovčežića pojedinačne ili skupne izvedbe, njihov odgovarajući oblik i izgled, odgovarajući materijal za izvedbu samih kućnih kovčežića kao i minimalne i maksimalne visine za postavljanje na pogodnim mjestima u ili na samim građevinama ili izvan građevina (zgrada) stambene i/ ili poslovne namjene. Nepostavljanje ili neodržavanje kovčežića ima za posljedicu nedostavljanje ili nepravilno dostavljanje pošiljaka. Uz ove postoje i skupni kovčežići koje davatelj poštanskih usluga upotrebljava za uručenje i preuzimanje poštanskih pošiljaka od korisnika koji su udaljeni od naseljenih mjesta, a postavljaju se uz put ili cestu, ili na pogodnom mjestu za Slika 4. Zbog skupe opreme korisnike i poštare i korištenja terena, golfom (dostavljače). se bavi manji broj ljudi

4

Golf

Jedan od najstarijih sportova na svijetu je golf. Igra slična golfu igrala se u starom Rimu i drevnoj Kini, no domovina golfa je Škotska u kojoj se razvio u XIV. stoljeću. Uz nogomet i košarku, prema mnogima najpopularniji je sport na svijetu, a 2016. na Olimpijskim igrama u Rio de Janeiru (Brazil) ponovo je postao olimpijski sport.

Prvi pisani spomen na golf potječe iz 1457. i u njemu kralj Jakov II. zabranjuje igranje beskorisnog sporta jer odvlači pažnju od streličarstva, sporta koji bi se mogao dobro iskoristiti u obrani zemlje od Engleza.

Prva pravila golfa, koja vrijede i danas, Slika 5. Prva pravila golfa napisana su u XVIII. stoljeću, a prve napisana su u The loptice bile su drvene Royal and Ancient Golf Club of St. Andrews u Velikoj Britaniji, najstarijem aktivnom golfskom klubu na svijetu osnovanom 1754. Standardno golf-igralište ima 18 travnatih polja duljine 100 do 500 m i širine 20 do 60 m, koja završavaju rupom promjera 10,8 cm u sredini nisko pokošenoga travnatog dijela. Polja su obično okružena prirodnim i umjetnim preprekama kao što su visoka trava, grmlje, šumarci, pijesak, potoci, jezerca i sl. Svako polje ima početno područje “Tee” i završno područje “Hole” ‒ rupicu pored koje se nalazi zastavica odnosno “Pin”. Princip igre je da igrač golfa neelastičnu lopticu od tvrde gume promjera 4,1 do 4,5 cm udari palicom na početnom području s ciljem da je, što manjim brojem udaraca, ubaci redom u rupe svih polja.

Igra zahtijeva strpljenje, smirenost i strategijsko razmišljanje te preciznost. Pobjednik je igrač koji sa što manje udaraca, prolazeći različite prepreke, stigne do kraja. Većinu čitatelja ova igra podsjeća na minigolf koji je kod nas dobro raširen, prije svega u turističkim kompleksima i rekreacijskim centrima. Danas se golf igra po cijelom svijetu, najviše u SAD-u, Velikoj Britaniji i Australiji, a najbolji profesionalni igrači postaju

sportski idoli s golemim zaradama. U mnogim zemljama golf se posebno smatra elitnim sportom budući da golf-tereni zahtijevaju velike površine, često u urbanim područjima. Golf se na području Hrvatske prvo počeo igrati na Brijunima. U Hrvatskoj danas postoje četiri golf igrališta s 18 polja, dva s 9 polja te još desetak kvalitetnih vježbališta. Brojne marke s motivima

golfa svjedoče o ovome vrlo popularnom sportu.

Ponajviše maraka izdale su države engleskoga govornog područja. Motivi najčešće prikazuju: palice, cipele za golf, igrališta, natjecanja, trofeje, loptice, ponajbolje igrače i dr. Ipak, čini se da je ovaj bijeli sport nedostupan velikom dijelu populacije, prije svega zbog premalog broja terena, a samim time i skupog korištenja.

Ivo Aščić

Čudesna moć regeneracije “Regeneracija” je u modernom ljudskom svijetu termin koji se sve češće prodaje u bočicama na policama mondenih drogerija. No dok mi regeneriremo kosu, kožu, nokte i izgubljenu mladost, u prirodi nalazimo pregršt zaista fascinantnih primjera organizama čija sposobnost doslovne reprodukcije gotovo svakog tkiva u punom obliku i funkciji nakon naizgled nepopravljive ozljede graniči sa znanstvenom fantastikom. Još od Aristotelova vremena, sposobnost određenih životinja da regeneriraju oštećena tkiva fascinira znanstvenike u nastojanju da iste principe primijene i na ljudski organizam.

Kada sam bila mala, često bih lovila guštere samo kako bih ih pobliže proučila. No podjednako često ostala bih osupnuta kada bi mi u ruci ostao samo rep, dok se ostatak guštera nepovratno udaljavao nemogućom brzinom u smjeru prvog meni nedostižnog gušterskog zaklona! Ujedno, to su bili moji prvi a priori susreti s fantastičnom regeneracijom nečijih odbačenih/izgubljenih udova. Ipak, koliko god fascinantni, gušteri gotovo da su amateri ovog sporta naspram nekih drugih organizmima, čija sposobnost regeneracije i reprodukcije tkiva nadmašuje čak i njihovu. S druge pak strane, mi ljudi ‒ usprkos tome što imamo mnoge zajedničke gene s njima ‒ imamo i vrlo ograničenu sposobnost regeneracije. Primjerice, prije cca osam godina moj je otac izgubio nogu zbog brutalnog i nepovratnog začepljenja arterija. Iako se u dobi od 73 godine zapravo vrlo dobro oporavio od amputacije i prilagodio životu s protezom, to je maksimum koji smo mogli ostvariti jer, naspram sposobnosti regeneracije udova kod određenih gmazova, vodozemaca i riba, nemamo sposobnost regeneracije čitavih organa i ekstremiteta.

Naravno, ljudi i ostali viši sisavci mogu regeneri-

TEHNIKA I PRIRODA rati određene dijelove tijela, poput kože ili jetre, no samo do određene granice. E sad, premda konceptualno superiornija regeneracija uopće nije nezamisliva kod sisavaca, ako uzmemo u obzir da postoji točno određena “shema” temeljem koje su nastali svi dijelovi tijela tijekom našeg embrionalnog razvoja, to se kod velike većine životinja (uključujući i ljude) ipak ne događa. Ovaj je fenomen nadalje argumentiran tezom da se radi o kompleksnim procesima koji se nakon embriogeneze više nikada ne mogu tako segmentirano i izolirano ponoviti zbog kontrolnih mehanizama koji njima vladaju i koji ih utišavaju kada se stvori organizam. Prema jednoj drugoj teoriji smatra se da je razlog nemogućnosti ovakve superregeneracije kod viših sisavaca njihov imunološki sustav. Naime, zbog veoma brzog odgovora imunološkog sustava na ozljede, koji toliko dobro funkcionira da trenutačno nakon ozljede pokušava zatvoriti ranu, zaustaviti krvarenje te spriječiti infekciju, nastaju ožiljci koji stopiraju proces regeneracije. Također, postoji teorija da su sisavci jednostavno preveliki u usporedbi s ostalim životinjama koje mogu regenerirati dijelove tijela, zbog čega bi utrošak energije koja bi bila potrebna za regeneraciju

5

jednostavno bio prevelik pa se lakše i bioekonomičnije akomodirati na život bez određenog uda… E sad, s ovom se teorijom, doduše, osobno ne slažem jer smatram da je gubitak uda u prirodi (ne u gradovima, gdje je ionako malo toga još prirodno!) zapravo jednak smrtnoj presudi.

Smatram da tu bilo kakvo načelo bioekonomije pada u vodu jer bi, iako teško i “skupo”, nadoknaditi izgubljeni ud bilo svakako bolje nego glumiti živuću meku za xy predatora, zar ne? Barem po pitanju sisavaca… Zamislite samo zebru, gnua ili čak bilo kojeg od predatora u savani bez noge!

Avaj, teorija je tu i ja je iznosim, dopuštajući i mogućnost da se debelo varam (jer to ne bi bilo prvi put!). Bilo kako bilo, interes znanstvenika za proučavanje procesa regeneracije oduvijek je postojao, a sve donedavno, najviše se o samom procesu nastanka i regeneracije organizma otkrivalo upravo zahvaljujući istraživanjima na području embriologije. Tek su nam najmodernije tehnologije omogućile da regeneraciji pristupimo na nov način kroz sekvenciranje gena koji su uključeni u ove procese. Tako je nedavno analizirana ekspresija gena guštera Anolis carolinensis, pri čemu je otkriveno da u procesu regeneracije repa ovog guštera sudjeluje oko tri stotine gena koji su potaknuli aktivnost niza razvojnih molekuarno-signalnih puteva, kao i puteva za popravak tkiva poput onih koji se aktiviraju tijekom zaraštanja rana. Također su uočene i strukturalne razlike u samom procesu regeneracije kod guštera u odnosu na vodozemce. Naime, dok se kod vodozemaca rast novog repa odvija pri vrhu u procesu dediferencijacije stanica, kod guštera je uočeno da se radi o kompleksnijem procesu u koji je uključeno nekoliko tipova stanica na raznim položajima duž novonastalog repa. Ipak, u samom procesu regeneracije ustanovljene su i određene sličnosti – konkretno, i vodozemci i gmazovi aktiviraju tzv. Wnt, odnosno signalni

6

put koji predstavlja jedan od ključnih razvojnih signalnih puteva. Ovo, međutim, ima i svoju “tamnu” stranu budući da je njegova aberantna aktivacija također pristuna i u tumorima. Tu se možda čak krije i još jedan dio razloga zašto kod evolucijski viših organizmama nema mogućnosti regeneracije. Naime, postoje mišljenja kako je to svojevrstan ustupak kompleksnosti organizma koji, doduše, tako gubi na sposobnosti regeneracije, ali je time i manje podložan nastanku tumora! Nadalje, u radu objavljenom u časopisu Plos one istraživači iz Biološkog laboratorija MDI Benjamin L. King i Voot P. Yin otkrili su zajedničke regulatore gena kod tri različite vrste koje imaju izvanrednu sposobnost regeneracije: ribe zebrice, meksičkog aksolotla te bihiria, jedne vrste mnogoperke (op.a. ‒ evolucijski stara skupina riba koju karakteriziraju mesnate prsne peraje koje im omogućuju kretanje po tlu te tkiva koja oponašaju funckiju pluća zbog čega ova skupina može određeno vrijeme opstati i na suhom).

Primjerice, meksički aksolotl (Ambystoma mexicanum), vodozemac čije je prirodno stanište jezero u blizini Mexico Citya, poznat je po tome kako u kratkom periodu od svega nekoliko tjedana može ponovno stvoriti noge kao potpuno funkcionalne strukture s kostima, mišićima i živcima. Također može regenerirati leđnu moždinu te mrežnicu oka!

Sekvenciranje genoma ovog vodozemca bio je iznimno velik zahvat budući da se radi o genomu koji je oko deset puta veći od genoma čovjeka te se radi o jednom od najvećih ikad sekvenciranih genoma. Analizom dobivenih podataka utvrđeno je nekoliko gena koji su specifični za aksolotla, ali i za druge vodozemce sa sposobnošću regeneracije, od kojih je posebnu važnost dobio gen PAX7. Naravno, ova studija tek je početak jer će se tek usporedbom njegovog genoma s drugim organizmima sličnih sposobnosti te budućim selektivnim funkcionalnim analizama pojedinih gena potencijalnih kandidata u ovim procesima moći detaljnije razjasniti molekularni procesi koji reguliraju regeneraciju kod ove simpatične životinjice. Sličnu sposobnost regeneracije imaju i ribe zebrice! Zebrice (Danio rerio) su vrsta tropske slatkovodne ribice iz roda Danio, porodice Cyprinidae (šarani), a, pored toga što su prozirne, mogu proizvesti i nove organe. Prije se znalo da ove ribe mogu regenerirati tkivo retine u svojim očima, kao i regenerirati leđnu moždinu,

međutim, nova studija pokazuje kako zebrice mogu “oživjeti” i srčano tkivo nakon ozljede.

Impresivno, zar ne? No, pravo je pitanje kako se zapravo odvija proces regeneracije kod ovih žvotinjica?

Kada životinja ostane bez noge ili repa, na mjestu prekida tkivo se dediferencira, odnosno pojednostavljeno rečeno, stanice koje su bile visoko specijalizirane i usmjerene samo na neku specifičnu ulogu, sada opet prelaze u nespecijaliziranu formu i u takvom obliku mogu poslužiti kao stanice iz kojih se mogu diferencirati sve vrste stanica potrebnih za stvaranje novog ekstremiteta. Ovo je vanjska manifestacija procesa regeneracije, no tek nedavno se otkrilo koji je genetički potpis ovih promjena, odnosno koje su skupine gena odgovorne za pokretanje ovih procesa. Danas se zna da je to dijelom moguće i zato što ovi organizmi čitav život zadržavaju sposobnost postizanja tzv. “pluripotentnosti” stanica, odnosno ovog prethodnog procesa de- i re-diferencijacije. Kod čovjeka se nakon rođenja većina takvih pluripotentnih stanica zamjenjuje s tzv. “matičnim” stanicama koje zadržavaju tek limitirani opseg mogućnosti popravka tkiva u kojem se nalaze, kao što su to primjerice koštana srž gdje nastaju nove krvne stanice ili koža gdje se aktiviraju pri zaraštanju rana. Dakle, otkriće genetskih mehanizama zajedničkih ovim vrstama, koje su se evolucijski odvojile prije više od 420 milijuna godina, dovodi do zaključka da ti mehanizmi nisu specifični za pojedinu vrstu već su konzervirani kroz evoluciju, što bi potencijalno moglo predstavljati i dobru podlogu za istraživanja nove hipoteze o genetičkim mehanizmima koji upravljaju regeneracijom udova.

To otkriće također predstavlja velik napredak u

razumijevanju tipova tkiva kod ljudi, poput tkiva udova koji se teže regeneriraju te potencijalnih načina kako bi se moglo manipulirati tim mehanizmima. Ovo me baš nekako “ful” asocira na Spidermana i onog lika koji si nastoji uzgojiti izgubljenu ruku pa skroz “frikne“ i postane “evil gmaz” no, ipak, pustimo zasad daljnji SF i nastavimo o našim superregenerativnim životinjicama! Premda su gušteri, meksički akollotl i riba zebrica vjerojatno najpoznatije životinje po pitanju impresivne sposobnosti regeneracije, postoje i druge vrste koje za njima baš nimalo ne zaostaju. Jedni od daleko manje poznatih organizama zasigurno su i žiroglavci (Enteropneusta), morske životinje koje se nalaze na samom dnu evolucijske grane kralježnjaka, odnosno, skupine životinja kojima pripadamo i mi, ljudi. Kako stoji u izvješću Sveučilišta Washington objavljenom u časopisu Developmental Dynamics, čak i doslovno prepolovljen, žiroglavac može regenerirati glavu i/ili rep u savršenim proporcijama s obzirom na preostalu polovicu. Izuzev toga, žiroglavci imaju sposobnost regenerirati čak i svoj centralni živčani sustav i ostale vitalne organe, a pritom je gotovo nemoguće razaznati “originalnu” od regenerirane životinje. Međutim, ono što je posebno interesantno u ovoj studiji jest činjenica da sa žiroglavcima dijelimo tisuće gena te imamo mnogo (ako ne i sve!) jednake gene koje žiroglavci koriste za regeneraciju dijelova tijela!

Rezultati ovog istraživanja, dakle, impliciraju da bi regeneracija centralnog živčanog sustava i kod ljudi bila moguća ukoliko otkrijemo mehanizme kojima se pri regeneraciji koriste žiroglavci.

Analiza ekspresije gena kod žiroglavaca tijekom procesa regeneracije krucijalan je korak u shvaćanju mehanizama koji pokreću regeneraciju tkiva; štoviše, znanstvenici smatraju da će, ukoliko otkriju genetsku mrežu odgovornu za regeneraciju kod žiroglavaca, jednog dana i ljudima zaista omogućiti regeneraciju izgubljenih dijelova tijela! Ova su nastojanja posebno značajna i u robotici te kibernetici jer već i sama mogućnost regeneracije živčanog tkiva pruža sijaset novih opcija pri izradi kibernetičkih i ostalih proteza, čije bi korištenje time postalo daleko prirodnije i koordiniranije. Mogućnosti su ovdje zaista bezbrojne zbog čega ulijevaju novu nadu u poboljšanje kvalitete života mnogih ljudi koji su iz bilo kojeg razloga postali invalidi.

7

U svakom slučaju, regeneracija u bilo kojem svojem segmentu i opsegu, zaista jest još jedno od izvanrednih čuda prirode i života kao takvog.

Međutim, premda ljudi i ostali sisavci za sada još nemaju sposobnost regeneracije čitavih udova ili organa (barem koliko je aktulnoj znanosti poznato!), ne bih vas ostavila razočaranima jer, usprkos tome, mi i dalje jesmo doista čudesna

bića granice čijih tijela i sposobnosti svakim danom istražujemo i pomičemo sve više!

Uostalom, što možda još i nije u sferi znanosti, zasigurno jest u sferi duha!

Ivana Janković, Croatian Wildlife Research and Conservation Society

KODIRANJE

BBC micro:bit [36] Poštovani čitatelji, u prošlom ste nastavku serije izradili minijaturni sintesajzer, a potom ste programirali tipke osnovnih tonova. Radi vježbe predložen vam je zadatak za samostalan rad gdje se tražilo da programirate drugi dio u kojemu ste trebali obuhvatiti i povisilice. Kako bi se to ostvarilo, prije kodiranja treba izračunati frekvencije prema ponuđenoj formuli, a potom programirati. Na Slici 36.1. pogledajte rješenje koda.

Slika 36.1. Ovaj dio programskog koda za povisilice (diesis) valja dodati na začelje programa sa Slike 35.13. iz prošlog broja ABC tehnike

8

U nastavku ćete proučiti kako u MicroPythonu programirati digitalne izlaze te analogne izlaze i ulaze.

Digitalni izlazi

U prošlom ste nastavku serije saznali da svi izvodi rubnog priključka BBC mikro:bita imaju digitalne značajke. Izradom minijaturnog sintesajzera proučili ste način kodiranja digitalnih izvoda kao ulaze digitalnih signala (read_digital), a sad ćete upoznati način kodiranja digitalnih izvoda kao izlaze digitalnih signala (write_digital). Kako biste to isprobali najprije spojite otpornik od 220 Ω na izvod P0 te dvije LED-ice s njim u seriju. Katodu crvene LED1 spojite s GND, a anodu zelene LED2 spojite s 3V, Slika 36.2.

Slika 36.2. Kako biste vidjeli što se dobiva naredbom pin(0).write_digital(x), najprije prema ovoj montažnoj shemi spojite otpornik i dvije LED-ice

Slika 36.3. Primjer korištenja metode write_digital(x)

U MP Editoru prepišite te otpremite i isprobajte program, Slika 36.3.

Ako je sve kako valja, LED-ice naizmjenično trepću. Metoda write_digital, koja unutar zagrada ima argument 1 pali crvenu LED1, a argumentom 0 crvena LED1 se gasi te se pali zelena LED2. Drugim riječima, pin0.write_digital(1) dovodi napon od 3,3 V na izvod P0 zbog čega se pali crvena LED1, a pin0.write_digital(0) dovodi napon od 0 V, odnosno spaja izvod P0 na masu (GND) zbog čega se pali zelena LED2.

Analogni izlazi

Izvodi P0, P1 i P2 rubnog priključka mogu raditi u analognom načinu rada kao izvori PWM-signala (o PWM-u se raspravljalo u 643. broju ABC tehnike), a to se postiže naredbom pin(0). write_analog(x), gdje vrijednost x može biti između 0 i 1023. Kad se upiše 1023 tada prozvani izvod dobiva napon od 3,3 V. Kad se upiše 0 tada na prozvanom izvodu nema napona (0 V), odnosno izvod je u spoju s masom (GND). Drugim riječima, za ta dva krajnja slučaja (0 i 1023) prozvani se analogni izlaz ponaša jednako kao i svi digitalni izlazi. U MP Editoru prepišite te otpremite i isprobajte program, Slika 36.4.

Ipak, analogni izlazi mogu više od toga. Na primjer, upisivanjem broja 511 mijenja se učinak ciklusa vala (DUTY-CYCLE) na 50%, a to ima za posljedicu da LED-ice prividno svijetle slabijim intenzitetom. U MP Editoru prepišite te otpremite i isprobajte program, Slika 36.5.

Slika 36.4. Primjer korištenja metode write_analog(x) kada se ponaša isto kao write_digital(x)

Slika 36.5. Ovim će programom LED-ice neprekidno mijenjati intenzitet svijetljenja

Ako je sve kako valja, ciklus započinje upaljenom crvenom LED1 dok je zelena LED2 ugašena.

Crvenoj se LED1 postepeno smanjuje intenzitet svijetljenja, a istovremeno se zelenoj LED2 povećava intenzitet svijetljenja. Kad se postigne maksimalan intenzitet svijetljenja zelene LED2, uloge se zamjenjuju. Zelenoj LED2 smanjuje se intenzitet svijetljenja, a crvenoj LED1 povećava se intenzitet svijetljenja. Opisani ciklus ponavlja se u beskraj. Otprije znate da takvo ponašanje uvjetuju argumenti koji su upisani unutar zagrada petlja for. Brojevi 1023 i 0 označavaju raspon unutar kojega će se mijenjati x. Argument -1 znači da će petlja mijenjati vrijednosti po jedan korak naniže, od 1023 prema 0. Kad se raspon mijenja po jedan korak naviše tada u argumentima ne treba pisati korak +1 jer se podrazumijeva, a ako se predviđa da brojanje treba početi od 0 onda ne treba niti to, već je dovoljno upisati krajnji broj raspona (1023). Sve opisano vrijedi i za izvode P1 i P2. Isprobajte! Žutu premosnicu preselite na P1 ili P2, a u programu prepravite broj izvoda u pin1 ili pin2.

Osim navedenih postoje još tri izvoda s analognim značajkama. To su izvodi P3, P4 i P10, no ti

Slika 36.6. Želite li koristiti izvod P10 (P3, P4) za paljenje LED-ica onda morate isključiti displej BBC micro:bita (display.off())

9

su izvodi u sprezi s displejom BBC micro:bita pa ga treba isključiti. Želite li to isprobati, tad morate proširiti postojeći program kao na Slici 36.6.

Prije nije spomenuto, ali displej treba isključiti i kada koristite digitalne izvode koji su u spoju s njim, no to ste sigurno već znali od ranije.

Premosnicom ukratko spojite izvod P10 i GND. Trebali biste čitati 0, Slika 36.10.

Analogni ulazi

Preko analognih ulaza (P0, P1, P2, P3, P4 i P10) moguće je izmjeriti električnu vodljivost raznih materijala. Kad se dobije broj 0 to znači da je električna vodljivost slaba, odnosno da je električni otpor mjerenog materijala visok (izolator). Kad se dobije 1023 to znači da je električna vodljivost odlična, odnosno da je električni otpor mjerenog materijala nizak (vodič). Kako biste to ispitali u MP Editoru prepišite te otpremite i isprobajte program, Slika 36.7.

Slika 36.10. Spajanjem ukratko izvoda P10 s GND, dobiva se 0

Možda ste očekivali broj 1023 jer premosnica ima odličnu vodljivost (odnosno nizak otpor), no priključak GND nema napona pa nema što mjeriti. Slučajne brojeve ste ovim spajanjem “povukli” (pull) prema masi i zato se dobiva 0.

Premosnicom spojite ukratko izvod P10 i 3V. Trebali biste čitati 1023, Slika 36.11.

Slika 36.11. Spajanjem ukratko izvoda P10 s 3V, dobiva se 1023 Slika 36.7. Trenutne vrijednosti analognog ulaza moguće je pratiti na zaslonu računala preko serijskog priključka (preko USB-a), a za to trebate naredbu print()

Nakon otpremanja, na sučelju MP Editora otvorite način prikaza klikom po programskoj tipki “Show serial”, Slika 36.8.

Ako je sve kako valja trebali biste čitati neke brojeve, Slika 36.9.

Dovođenjem napona na P10 s izvoda 3V preko premosnice koja ima odličnu vodljivost dobiva se očekivano očitanje.

NAPOMENA! Nikada ne spajajte na izvode rubnog priključka napon koji je viši od 3,3 V, BBC micro:bit bi mogao stradati!

Slijedi konkretan primjer mjerenja otpora.

Prema montažnoj shemi, između P3, 3V i GND spojite trimer-potenciometar od 10 kΩ (10 000 Ω), Slika 36.12.

Slika 36.12. Montažna shema spajanja trimer-potenciometra s BBC micro:bitom

Slika 36.9. Ovo se dobiva kad je priključen BBC micro:bito v.2., dok BBC micro:bit v.1. šalje nešto niže brojeve (između 260 i 270)

Ovi su brojevi slučajni, a ne odraz nekog mjerenja jer nije ništa spojeno na izvodu P10.

Slika 36.8. Žuta strelica ukazuje na programsku tipku sučelja MP Editora koja otvara zaslon za prikazivanje podataka koji će preko USB-a dolaziti do računala

10

U MP Editoru prepišite te otpremite i isprobajte program, Slika 36.13.

vost, odnosno niži otpor. Osjetilo ima ugrađenu elektroniku koja osigurava izlazni napon koji je obrnuto proporcionalan izmjerenom otporu, Slika 36.15.

Slika 36.13. Ovim će se programom, kod svake promjene otpora trimer-potenciometra, vrijednosti čitati u omima

Ako je sve kako valja, na sučelju MP Editora čitate visinu trenutno ugođenog otpora trimer-potenciometra. Odvijačem zakrećite klizač trimer-potenciometra. Čitat ćete trenutne vrijednosti otpora u omima (Ω). Softverskim preslagivanjem pretvoreni su brojevi vodljivosti od 0 do 1023 u stvarne vrijednosti otpora, a za to je korištena naredba scale… from_...to… (o preslagivanju se raspravljalo u 642. broju ABC tehnike).

U nastavku slijedi stvaran primjer korištenja analognih ulaza za primjenu u botanici.

Kad je biljka žedna…

Radi ispitivanja vlažnosti tla koristi se osjetilo vlažnosti tla (Moisture sensor), kao na primjer ovaj tvrtke DFROBOT, Slika 36.14.

Slika 36.15. Elektronička shema osjetila vlažnosti tla

Kako to radi? Do prvog ticala PAD1, preko otpornika R1 dolazi napon s BBC micro:bita.

Kad je tlo suho, zbog visokog otpora neće teći struja do drugog ticala PAD2, baze i emitera tranzistora T1 i otpornika R2 prema masi. U tim uvjetima tranzistor je zakočen pa nema struje ni između kolektora i emitera. Zbog toga je izvod OUT preko otpornika R2 u spoju s masom (GND), stoga izvod BBC micro:bita dobiva napon od 0 V. Čim se tlo navlaži krene struja preko PAD1 na PAD2, baze i emitera tranzistora i R2 prema masi.

Tranzistor se otkoči pa krene višestruko jača struja između kolektora i emitera tranzistora i R2 prema masi. Na izvodu OUT dobiva se napon koji je proporcionalan jačini te struje, odnosno obrnuto je proporcionalan otporu tla.

Kako je prije rečeno sonda ima dva ticala koje trebate ugurati u tlo čiju vlažnost želite mjeriti, Slika 36.16.

Slika 36.14. Osjetilo vlažnosti tla (Moisture sensor)

Načelo rada osjetila izuzetno je jednostavno.

Sonda koja sliči vilici s dva ticala (to su dva izložena pozlaćena vodiča) djeluje kao trimer-potenciometar kojemu se otpor mijenja ovisno o količini vode u tlu. Kako je otpornost obrnuto proporcionalna vodljivosti tla, manje vode podrazumijeva slabiju vodljivost, odnosno viši otpor, a više vode podrazumijeva odličnu vodlji-

Slika 36.16. Fotografija prikazuje osjetilo vlažnosti tla čija je sonda (oba ticala) u potpunosti ugurana u zemlju

11

U MP Editoru prepišite te otpremite i isprobajte program, Slika 36.17.

podataka te baterije za napajanje BBC micro:bita.

Napomena! Baterije će dati 3 V, a ne 3,3 V kao kad se BBC micro:bit napaja preko USB-a. Radi toga bit će potrebno novo baždarenje!

U nastavku proučite što se dešava kad su izvodi BBC micro:bita slobodni pa se javljaju slučajni brojevi, kao na primjer brojevi koji su dobiveni u situaciji prema Slici 36.9.

Neizvjesna stanja logičkih razina Slika 36.17. Ovaj program omogućava čitanje vrijednosti vlažnosti tla u postocima

Parametar 670 kod from_ je veličina koju je eksperimentalno dobio autor ovih redaka. Zbog tolerancije korištenih elektroničkih sklopova (osjetila vlažnosti tla i BBC micro:bita) te zbog različitog mineralnog sastava zemlje koju ćete koristiti, taj broj će kod vas biti nešto drugačiji.

Baždarite ga eksperimentalno tako što s puno vode natopite zemlju te koristite očitanu vrijednost kao parametar skaliranja. Prema tvorničkim podacima za osjetilo vlažnosti tla očekivane vrijednosti vodljivosti jesu: od 0 do 300 – suho tlo; od 300 do 700 – vlažno tlo; od 700 do 950 – u vodi.

Iako je ovo osjetilo jednostavno i jeftino i kao takvo pogodno za amatersku upotrebu, treba istaknuti kako ima i jednu veliku manu. Naime, prilikom upotrebe kemijskih gnojiva za dohranjivanje biljaka, neki će kemijski spojevi iz gnojiva, zbog elektrolitskog efekta, biti privučeni prema pozitivnom ticalu (PAD1) gdje će se nataložiti, a time će ticalo vrlo brzo izgubiti potrebna svojstva što će za posljedicu imati netočna očitanja.

To se može riješiti na nekoliko načina, na primjer dovođenjem izmjenične struje do osjetila (što bez većih zahvata i preinaka elektronike osjetila nije moguće izvesti) ili upotrebom kapacitivnog osjetila (ali tada to više nije osjetilo s istim načelom djelovanja). Najjednostavnije je da prepravite ponuđeni program i način spajanja osjetila s BBC micro:bitom tako da se osjetilo uključuje samo kad pritisnete tipku A (ili B) na BBC micro:bitu čime ćete elektrolitskom efektu drastično skratiti vrijeme djelovanja. Neka vam to bude zadatak za samostalan rad. Usto, neka uređaj bude autonoman, neovisan o računalu za prikaz podataka i o napajanju. Drugim riječima, iskoristite LED-displej BBC micro:bita za prikaz

12

Integrirani sklopovi (kao oni na pločici BBC micro:bita) prepoznaju ulaznu logičku razinu 0 (Low) kad je napon niži od 1/3 napona napajanja sklopa, a ulaznu logičku razinu 1 (High) kad je napon viši od 2/3 napona napajanja sklopa, Slika 36.18.

Slika 36.18. Digitalni integrirani sklopovi smatraju logičkom razinom 0 napone koji su niži od 1/3 napona napajanja, a logičkom razinom 1 smatraju napone koji su viši od 2/3 napona napajanja

To znači da, kad se sklop napaja naponom od 3,3 V (preko USB-a), njegove logičke razine jesu: Low (0) = (3,3 / 3) × 1 = 1,1 V High (1) = (3,3 / 3) × 2 = 2,2 V. Kad se sklop napaja iz baterija, odnosno naponom od 3 V, njegove logičke razine jesu: Low (0) = (3 / 3) × 1 = 1 V High (1) = (3 / 3) × 2 = 2 V. S bilo kojim međuvrijednostima između minimalne (1/3) i maksimalne (2/3) vrijednosti, sklop daje nestabilne rezultate čime je onemogućeno ispravno funkcioniranje priključenih aktuatora (izvršitelja) kojima bi BBC micro:bit trebao upravljati. Radi toga, elektronika priključenih osjetila treba nedvojbeno davati tražene vrijednosti. Naime, ako izvodi ostanu slobodni, odnosno ako na njima nema priključenih osjetila tada se, kako je već spomenuto, dobivaju slučajni brojevi očitanja, a razlog su lažni signali parazitskih struja (kapacitivnih i induktivnih) koji se iz

raznih razloga generiraju zbog bliskosti bakrenih vodova na pločici BBC micro:bita. To su vrlo slabe struje koje bi se mogle i zanemariti, no ugrađeni integrirani sklopovi BBC micro:bita vrlo su osjetljivi pa ih registriraju. Kako bi se to djelovanje poništilo potrebno je do ulaznih izvoda dovesti ili masu (GND) ili napon napajanja (3V), a za to su zaduženi otpornici pull-down i pull-up. Kada su ti otpornici spojeni tada se dobivaju korektni ulazni naponi: Low (0) = 0,1 V High (1) = napon napajanja sklopa.

Kod analognih ulaza također treba osigurati da preko osjetila prozvani ulazi dobiju napon napajanja (3 V) i spoj s masom (GND) kako je zorno prikazano na primjerima, Slika 36.12. i Slika 36.14.

Podsjetnik:

pin0.write_digital(x) > na prozvani digitalni izvod dovodi se logičko stanje x = 1 ili x = 0 (1 = doveden je napon napajanja, 0 = u spoju je s masom) pin0.write_analog(x) > na prozvani analogni izvod dovodi se PWM napon. Vrijednosti idu od 0 (u spoju je s masom) do 1023 (doveden je napon napajanja). S vrijednostima unutar spomenutog raspona (između 0 i 1023) mijenja se DUTY-CYCLE od 0 % do 100 %

pin10.read_analog() > čita stanje električne vodljivosti dobiveno s osjetila koje je spojeno na određeni izvod. Dobivene vrijednosti idu od 0 (izolator) do 1023 (vodič); print() > praćenje vrijednosti dobivenih preko serijskog ulaza (USB) na zaslonu računala.

Vrijednosti koje treba čitati upisuju se unutar zagrada tako da se prozove promjenljiva koja ih sadrži scale(pin3.read_analog(), from_=(0,1023), to=(10000, 0)) > softversko preslagivanje brojeva.

Za ove ste vježbe trebali:

- BBC micro:bit v.2. (ili v.1.)

- rubni priključak - USB-kabel - baterije za BBC micro:bit - svjetleće diode, jedna crvena i jedna zelena - otpornik od 220 Ω - trimer-potenciometar od 10 kΩ - osjetilo vlažnosti tla tvrtke DFROBOT - posudu sa zemljom i malo vode - tri premosnice M – F, jedna žuta, jedna crvena i jedna crna.

Marino Čikeš, prof.

13

Robotski modeli za učenje kroz igru "STEM" U NASTAVI u STEM-nastavi – Fischertechnik (54) Energetska kriza uzrokovana usporavanjem i zaustavljanjem većine gospodarskih aktivnosti tijekom pandemije pojačava se u postpandemijskom periodu globaliziranog svjetskog gospodarstva. Utjecaj na produbljivanje krize uzrokovane rastom cijena fosilnih goriva (nafta, zemni plin, ugljen) moguće je usporiti uštedom i smanjenjem potrošnje energije u svim područjima ljudskih ekonomskih aktivnosti.

Tehnološkim napretkom i racionalnom potrošnjom električne energije osiguravamo učinkovito upravljanje prometnim gužvama pomoću naprednih tehnoloških rješenja. Energetska tranzicija iz fosilnih izvora na proizvodnju zelene energije uz smanjenje onečišćenja okoliša otvara nove perspektive i mogućnosti u svim ekonomskim segmentima suvremenog društva.

Poboljšanje regulacije prometa olakšavaju učinkoviti automatizirani sustavi koji omogućuju postizanje bolje propusnosti prometa uz manji utrošak energije. Dobrobit je višestruka: smanjenje onečišćenja, ušteda energije, ubrzanje i povećanje sigurnosti prometa.

Rješavanje problemskih izazova u različitim prometnim situacijama olakšavaju automatizirani sustavi koji reguliraju rad tehnologije za upravljanje prometnim procesima na prometnicama.

Semafori – svjetlosna signalizacija

Svjetlosna signalizacija kontinuirano automatizirano osigurava svakodnevno sigurno odvijanje prometa pomoću senzora i pripadajućih računalnih algoritama za upravljanje prometnim izazovima.

Slika 1. Semafori Vertikalna svjetlosna signalizacija izrađena je od osnovnih elemenata, građevnih blokova i senzora Fischertechnika. Odabir građevnih blokova i električnih elemenata osigurava funkcionalnost i autonomni rad. Izradom algoritama omogućavamo konstantni razvoj logičkog razmišljanja.

Model semafora radi automatizirano pomoću programa koji osiguravaju siguran rad u svakodnevnim vremenskim uvjetima.

14

Izrada modela Semafora Model Semafora povezan je vodičima s ulaznim i izlaznim električnim elementima i s međusklopom (sučeljem). Prije pokretanja automatiziranog modela provjeravamo rad električnih elemenata i dodirnih senzora (izrada programskog rješenja za pokretanje šest LED-lampica i dva tipkala).

Izradu funkcionalne konstrukcije modela osigurava popis elemenata Fischertechnika.

Detaljne upute i precizna razrada radnih postupaka olakšava sastavljanje automatiziranog modela miješalice.

Slika 2. FT_elementi1 Faze izrade konstrukcije modela: • izrada konstrukcije križanja dvije jednosmjerne prometnice • postavljanje nosivih stupova vertikalne svjetlosne signalizacije • postavljanje svjetlosne signalizacije (LED-lampica) • postavljanje upravljačkih elemenata (tipkala) • povezivanje električnih elemenata vodičima, sučeljem i izvorom napajanja • izrada algoritama i računalnog programa s potprogramima za upravljanje.

Napomena: Duljinu vodiča sa spojnicama određuje položaj i udaljenost električnih elemenata od priključaka sučelja. Položaj sučelja uz automatizirani model i izvor napajanja (baterija U = 9 V) određena je ulazno-izlaznim spojevima sučelja.

Semafor – konstrukcija automatiziranog modela Izradit ćemo automatizirani model dva semafora s LED-lampicama (O1–O3, O4–O6) i tipkalima (I1, I2).

Upravljanje modelom pomoću dodirnih senzora (tipkala I1, I2) osigurava potpunu funkcionalnost i automatiziranu kontrolu upravljanja rasvjetnim elementima.

Inženjerski izazovi: građevnim elementima izraditi funkcionalnu konstrukciju dva kolnika s nogostupom, svjetlosnu signalizaciju (semafore)

koji sigurno upravljaju i reguliraju promet na dvjema prometnicama koje se križaju, električne elemente povezati vodičima, sučeljem, izvorom napajanja i računalom.

Slika 3. konstrukcijaA Slika 4. konstrukcijaB Izrada nogostupa pomoću velikih jednostrukih spojnica s utorom u sredini (odvod) postavljenim cijelom dužinom na suprotnom kraju postolja. Jednostruke spojnice označavaju nogostup koji omeđuje kolnik na dvije jednosmjerne prometnice koje se križaju. Središte prometnice označavaju male spojnice žute boje koje su smještene na podlozi i prikazuju horizontalnu prometnu signalizaciju.

Slika 5. konstrukcijaC Slika 6. konstrukcijaD Slika 7. konstrukcijaE Nosiva konstrukcija stupa na kojemu je smještena svjetlosna signalizacija (LED-lampice) semafora izrađena je od tri velika crna građevna bloka koji su smješteni jedan iznad drugog i povezani u niz. Ovime je osigurana stabilnost i funkcionalnost konstrukcije stupova na koju spajamo svjetlosnu signalizaciju s električnim elementima (LED-lampicama).

Napomena: Simetričan raspored nosivih stupova svjetlosne signalizacije modela semafora definiran je brojem i rasporedom građevnih elemenata koji su smješteni na podlogu.

Slika 8. konstrukcijaF Slika 9. konstrukcijaG Slika 10. konstrukcijaH Slika 11. konstrukcijaI Tri postolja za LED-lampice smještena su na gornji dio konstrukcije nosivog stupa koji je sastavljen od tri velika građevna elementa. LED-lampice umetnite u postolje za lampicu zajedno sa zaštitnim kapicama (zelena, žuta, crvena).

Vertikalna svjetlosna signalizacija omogućava bolju vidljivost sudionicima u prometu (vozačima) kada se kreću prometnicama. LED-lampice umetnemo u kućišta postolja i na njih postavimo ugradbene blokove u bojama (zelena, žuta i crvena).

Napomena: Jedan izvod LED-lampice spojen je serijski između svih LED- lampica i s uzemljenjem (┴) na sučelju. Izmjenični prekidači – tipkala (I1 i I2) spojeni su na srednji (1) i prednji izvod (3).

Slika 12. konstrukcijaJ

Slika 13. konstrukcijaK Slika 14. _konstrukcijaL Slika 15. konstrukcijaLJ Između dvije jednostruke spojnice (nogostup) s lijeve strane modela umetnut je mali dvostrani spojni element koji olakšava postavljanje sučelja. Raspored električnih elemenata na postolju osigurava njihovo optimalno povezivanje s vodičima i sučeljem. Na lijevoj strani postolja u zadnji red umetnite veliki crni građevni element koji osigurava nepomičnost izvora napajanja pri transportu i jednostavnu izmjenu izvora napajanja (baterija napona U = 9 V). Lagana zamjena baterije i jednostavno spajanje izvora napajanja sa sučeljem omogućava pouzdan i neprekidan rad modela.

Napomena: Položaj sučelja definiran je spojevima koji su pozicionirani kao ulazni i izlazni priključni utori za električne elemente. Oni omogućavaju povezivanje računala, komunikaciju između računala i sučelja s LED-lampicama i dodirnim senzorima (tipkalima).

Slika 16. konstrukcijaM Slika 17. konstrukcijaN Slika 18. konstrukcijaNJ Slika 19. konstrukcijaO Dvije velike jednostruke spojnice s utorom u sredini pozicionirane su s lijeve bočne strane TXT-sučelja. Tipkala su umetnuta u utore i okrenuta radi lakšeg spajanja spojnica vodiča s izlazima na sučelju koji su smješteni na lijevoj strani sučelja.

Napomena: Vodilice za vodiče umetnu se u utore nosivog stupa na vrhu i prednjoj strani konstrukcije nosivog stupa. Vodiči smješteni unutar vodilica olakšavaju preglednost pri spajanju LED-lampica i osiguravaju urednost vodljivih elemenata spojenih na sučelje.

Slika 20. TXT Spajanja FT-električnih elemenata s TXT-sučeljem: • LED-lampice spajamo na (O1–O3, O4–O6) izlaze (crveno) i uzemljenje (┴, zeleno) • tipkala spajamo vodičima na digitalne ulaze (I1 i I2) • izvor napajanja ‒ baterija (U = 9 V).

Napomena: sve elektroničke elemente povezujemo prije spajanja izvora napajanja (baterije).

Slika 21. FT_elementi2 LED-lampice su umetnute u postolje za lampice i spojene vodičima sa spojnicama na sučelje.

15

Redoslijed spajanja vodiča definiran je uz preciz­ nu izmjeru duljine pomoću ravnala. Izmjerene duljine vodiča izrezane su kliještima za skidanje izolacije. Izolacija na krajevima vodiča maknuta je i vodljivi je dio umetnut u spojnice. Vijak na spojnici je stegnut pomoću odvijača.

Napomena: LED-lampice spojite zajedničkim vodičem na uzemljenje sučelja tako da najbližu lampicu (O6) spojite direktno na uzemljenje.

LED-lampica (O6) s uzemljenjem serijski je povezana s ostalim LED-lampicama (O1‒O5). Princip spajanja LED-lampica na zajedničko uzemljenje omogućuje manji broj vodiča na konstrukciji i sučelju.

Semafor na suprotnoj strani kolnika postavljen je u smjeru dolaska vozila iz jednosmjerne ulice koja se spaja okomito na drugu jednosmjernu prometnicu. Semafori za vozila spojeni su serijski i rade sinhronizirano (redoslijed uključivanja/isključivanja LED-lampica različite namjene). Svjetlosna signalizacija izrađena je od šest lampica koje povezujemo vodičima sa spojnicama na međusklop. Raspored i duljina vodiča definirani su udaljenošću semafora od sučelja.

Rad elektroničkih elemenata provjerava se prije izrade algoritma i programa pomoću alata Test: • povezivanje TXT-sučelja s računalom, ulaznim i izlaznim elementima • provjera komunikacije TXT-sučelja s računalom (USB, Bluetooth, Wi-Fi) s izvorom napajanja (baterijom U = 9 V) • provjera ispravnosti spojenih elemenata: LED-lampica, tipkala s programom RoboPro. Modelom semafora upravljaju senzori dodira (tipkala I1, I2) koji kontroliraju izmjenu perioda svjetlosne signalizacije semafora (LED-lampice O1–O6).

Napomena: Provjera čvrstoće spojeva vodiča obavezna je prije pokretanja alata za test programa. Uredno postavljanje vodiča u vodilice osigurava bolju preglednost pri provjeri i veću uštedu pri izradi duljina vodiča između modela i sučelja.

Izrada algoritama i programskih rješenja

Slika 22. Semafori1 Rad semafora za vozila: Svjetla se uključuju i isključuju ovim redom: crveno, crveno i žuto zajedno, zeleno, žuto, crveno itd. (bez treptanja). Prije isključivanja crvenog

16

svjetla uključuje se istovremeno i žuto, te crveno i žuto svjetlo svijetle zajedno jednu sekundu.

Svjetla moraju biti usklađena, kako bi prolazak kroz križanje bio potpuno siguran. Kada je na semaforu_1 crveno, na semaforu_2 može biti zeleno ili žuto. Na oba semafora nikada ne može biti uključeno svjetlo iste boje, kao što ne može biti na jednom žuto, a na drugom zeleno.

Vremenski period uključivanja žutog svjetla je jedna sekunda.

Zadatak_1: Izradi algoritam i dijagram tijeka (program) koji kontrolira i autonomno upravlja radom dva semafora na križanju dviju jednosmjernih ulica. Tipkalima upravljamo radom semafora u dva ciklusa; prijepodne i poslijepodne.

Pokretanjem programa provjerava se ispravnost rada izlaznih električnih elemenata (LED-lampica) spojenih na sučelje. Svi izlazi uključe se i svijetle jednu sekundu te se isključe.

Nakon jedne sekunde žuta svjetla na oba semafora se neprekidno uključuju i isključuju u periodu od jedne sekunde i signaliziraju kvar na semaforima. Proces se ponavlja sve dok ne pritisnemo jedno od tipkala.

Pritiskom tipkala_1 semafori započinju raditi u prijepodnevnom ciklusu uz potpunu automatsku regulaciju prometa.

Na semaforu_1 period uključivanja crvenog svjetla iznosi pet sekundi, a zelenog svjetla deset sekundi. Semafor_2 je usklađen s radom semafora_1. Isključivanjem tipkala_1 semafori se vraćaju u ciklus (semafor u kvaru). Žuta se svjetla uključuju i isključuju u periodu od jedne sekunde.

Pritiskom tipkala_2 semafori počinju raditi u poslijepodnevnom ciklusu automatske regulacije prometa. Na semaforu_1 period uključivanja crvenog svjetla iznosi deset sekundi, a zelenog svjetla pet sekundi. Semafor_2 je usklađen s radom semafora_1. Isključivanjem tipkala_2 semafori se vraćaju u ciklus (semafor u kvaru). Žuta svjetla se uključuju i isključuju u periodu od jedne sekunde. Program se ponavlja neprekidno dok ga ne zaustavimo.

Slika 23. FT1_Semafor Pokretanjem programa započinje usklađen neprekidni rad semafora koji daju svjetlosnu signalizaciju vozačima u zadanom periodu dok ga ne zaustavimo. Semafor za vozila upravlja vozilima koja se kreću iz dvije jednosmjerne Nastavak na 31. stranici

MALA ŠKOLA FOTOGRAFIJE Piše: Borislav Božić, prof.

TAMNA KOMORA Laboratorij za razvijanje fotopapira, tj. snimaka, napravljenih obscurom Kad smo svladali pravljenje obscure i fotografiranje njome, sada treba razviti te snimke.

Slika postoji na fotopapiru, ali je nevidljiva, latentna. Mi je trebamo određenim kemijskim procesom učiniti vidljivom, odnosno razviti. I za to treba malo stručnog znanja i prilagođen prostor u kojem to možemo raditi. Dakle, ovdje ću vam opisati i demonstrirati kako se vrlo jednostavno može improvizirati priručni laboratorij za razvijanje u svakoj kupaonici, pa i onoj najmanjoj. I u tom improviziranom kućnom laboratoriju radit ćemo fotografije kao da imamo najsuvremeniji i komforan laboratorij. Cilj mi je razbiti stereotip koji tvrdi da se ne može raditi bez profesionalnog prostora i opreme. Može, evo ovako.

Za naš laboratorij trebamo imati nešto malo posebnog pribora: najmanje tri tacne ili plitke posude dovoljne veličine da u njih može stati fotopapir, menzuru za mjerenje tekućine, toplomjer, škare, lijevak, laboratorijsko svjetlo i dvije ili tri štipaljke. U pravilu koristimo raznobojne tacne, i to najčešće crvenu za razvijač, zatim sivu ili neku drugu boju za prekidač i bijelu za fiksir. Tacne ili posude za prekidač i fiksir mogu se kombinirati u više boja dok razvijač, prva kemijska supstanca u kojoj se obrađuje papir, uvijek mora biti crvene boje. Boce i bočice s koncentratom razvijača imaju crveni čep tako da je i to jedna od poveznica i standarda, a boce s fiksirom imaju čep bijele boje, a može biti i plave ili zelene. Ako nemate ovako originalan pribor, možete i improvizirati na način da umjesto tacni uzmete plitke posude od alufolije koje se koriste u kuhinji, a umjesto štipaljki radite svojim prstima vodeći računa da jednom rukom radite u razvijaču, a drugom rukom u fiksiru jer ćete izbjeći da fiksirom kontaminirate posudu s razvijačem. Laboratorijsko svje-

tlo improvizirao sam tako da sam narančastu, odnosno crvenu sijalicu stavio u omanju stolnu lampu i ona mi je izvrsno poslužila za ovu svrhu. Iako improviziramo, moramo strogo voditi računa da se u radu s kemikalijama pridržavamo svih propisanih pravila iz dvaju razloga: 1. kako bismo pravilno i kvalitetno obradili fotopapir i 2. razlog je održavati higijenske standarde u kontaktu i radu s fotokemikalijama. U tom su slučaju bitna dva elementa, a to je radna temperatura i korištenje latex rukavica kako ne bismo imali direktan kontakt s kemikalijama. Dakle, ma koliko improvizirali i s prostorom i s priborom, krajnji nam je cilj dobro napravljena fotografija.

Od potrošnoga materijala svakako moramo nabaviti razvijač za pozitive i fiksir te sam fotopapir. Na tržištu imamo različite proizvođače i svi su dobri. Kad ste početnik, svi će vam proizvodi biti jako dobri. Tek s iskustvom uočavat ćete razlike pa ćete sami zaključiti koji materijal vam najviše odgovara. Razvijači i fiksiri su pakirani u plastičnim bocama i u koncentratu, a to znači da ih prije upotrebe treba razrijediti s vodom u određenom omje-

ru. Omjeri mogu biti različiti i zato je važno pročitati upute proizvođača i strogo ih se pridržavati. Valja znati da razrijeđeni pripravak razvijača ima ograničeno vrijeme trajanja i uvijek ga treba razrijediti toliko da ga potrošimo u dvije-tri seanse rada. I otvorenoj boci koncentrata razvijača skraćuje se vrijeme trajanja. Fiksir je postojaniji i razrijeđen može duže trajati.

dotaknuti tekućinu u druge dvije tacne i o tome, kako sam već istaknuo, treba strogo voditi računa. Štipaljka u bijeloj tacni služi za fiksir, kao i tacna u kojoj je. Ovom štipaljkom premještamo fotopapir iz sive tacne, tj. prekidača, u bijelu tacnu, tj. fiksir.

Ako slučajno nema mjesta za tri tacne, onda srednju tacnu s prekidačem može zamijeniti i umivaonik.

Srednja tacna ima običnu vodu jer joj je zadatak da se fotografija iz razvijača provuče kroz vodu prije fiksira kako bi se prekinuo proces razvijanja i isprao razvijač da ga se što manje donese u kupku s fiksirom. Dakle, umjesto da koristimo ovu tacnu, fotografiju iz razvijača uzmemo štipaljkom i isperemo je pod mlazom u umivaoniku i tada stavimo u kupku s fiksirom.

Fotolaboratorij sam improvizirao u kupaonici tako da mi je perilica rublja poslužila kao radni stol. Sve sam prekrio crnom folijom radi zaštite i poda i perilice od mogućega kapanja kemikalija. One ne bi ostavile trajne fleke, ali sam lakše i brže pospremio inventar “laboratorija” i kupaonica je bila u funkciji. Ovdje su tri tacne: crvena, siva i bijela. U crvenoj je razvijač i u njoj je štipaljka s crvenom oznakom jer ova štipaljka ne smije

Kod ispiranja, kod te zadnje faze obrade fotopapira, odnosno fotografija, moramo biti jako disciplinirani u smislu da temeljito isperemo fotografije od zaostalih kemikalija jer kvalitetnim ispiranjem osiguravamo dugovječnost našim fotografijama. Nakon ispiranja mokre fotografije zalijepimo na pločice i kako se budu sušile, lagano će se odvajati od pločica. Za ispravno i pravilno korištenje kemikalija treba pažljivo pročitati upute i dosljedno ih se pridržavati.

ANALIZA FOTOGRAFIJA Zlata Vucelić 1942.

Zlata Vucelić sjajna je autorica koja je svojim originalnim radom obilježila hrvatsku fotografiju druge polovine XX. st. i prvog desetljeća XXI. st. Rođena je u Požegi gdje završava osnovno i srednje obrazovanje. U Zagreb odlazi na studij likovnog odgoja na Pedagoškoj akademiji. Studij likovnog odgoja još više je učvrstio snažnu kreativnost Zlate Vucelić. Neposredno nakon studija otkriva i fotografiju kao važno kreativno područje.

Kako bi razvila što temeljitiji svoj fotografski status, učlanjuje se u Fotoklub Zagreb.

Fotografija joj postaje preokupacija i dominantno područje rada. Nižu se izložbe što joj daje poticaj za daljnji rad. Profesionalno se

počinje baviti fotografijom 1972. godine od kada postaje i članica Hrvatske zajednice samostalnih umjetnika (HZSU) i Udruženja likovnih umjetnika primijenjenih umjetnosti (ULUPUH). Izlagala je na mnogim skupnim izložbama, a priredila je i niz samostalnih projekata. Ciklus fotografija koje je posvetila slavnom češkom fotografi Sudeku izložila je pod nazivom Hommage a Josef Sudek. Ove dvije fotografije su iz tog ciklusa. Odlikuje ih visoka estetizacija aranžmana mrtve prirode rađenih u sepija tonu. Koliko god joj je bio važan originalni umjetnički pristup, isto tako je polagala i veliku pažnju tehničko-tehnološkom procesu kod izrade analognih fotografija. U potpunosti se predaje svojoj ideji i njenoj realizaciji.

SF PRIČA

Mucica “Pa i nije loše za prvi dan,” promrmlja zadovoljno Ivana, bacivši pogled na sat. Istina, do zatvaranja salona ima još dosta, ali tko navečer dovodi kućnog ljubimca na šišanje?

Dva sata vrtnje palčeva, možda bi mogla zvrcnuti u kafić preko puta da joj Martin donese kavu. “Momak ne izgleda loše”, pomisli Ivana, “zapravo pravi komad.” Nije joj promaklo kako je i ona njemu zapela za oko. Pustit će da se stvari razvijaju koji dan, recimo do vikenda, a onda bi možda mogli skoknuti iznad grada, pa tko zna što će se sve dogoditi...

Zvonjava prekida Ivanu u sanjarenju, to ulazna membrana najavljuje mušteriju. Ivana zakoluta očima. K vragu, a baš se ponadala! “Šefica nije ovdje?” žena pred Ivanom je od glave do pete u novcu. Ivana je odmjerava, nada se ne pretjerano uočljivo, i zbraja. Cipele plus crne hlače plus crveni kaputić plus šal plus torbica...pa, barem par tisuća, na rasprodaji. Samo, ta žena ne kupuje na rasprodaji. A tu su i narukvica i prstenje i naušnice, vjerojatno i neka ogrlica, skrivena pod šalom. I frizura i šminka, diskretna, ali vrhunska, kakva se ne dobiva za male novce. I sve to uz tip-top ispeglanu karoseriju, kako bi zločesto rekao Ivanin brat, mehaničar: “Nema boljeg od fino sređenog oldtajmera.”

“Bojim se da je danas spriječena...”

“Jooj, a ja baš moram s Mucicom sutra na put, a ne može mi ići ovakav...Vi ste ovdje nova?”

“Da, ja sam Ivana. Prvi dan na poslu.

Gazdarice nema, žao mi je.”

“Hmmm, što sad? A Mucica mi je baš...,” žena očito nema povjerenja u neku tamo početnicu i u Ivani se meškolji povrijeđeni profesionalni ponos. “Jesam li ja završila s najboljim ocjenama ili nisam”, misli si, “šta me sad tu baba zafrkava, kao da ne znam i sama ošišati nekakvu pudlicu?”

“Nema problema, gospođo, ja ću vam ga srediti!”

“Stvarno?” Ivana kima glavom. “Imate pravo, mislim da ćete moći s Mucicom na kraj!

Nije vam on težak, znate...” ”Gdje je taj Mucica?” pita se Ivana. Žena je ušla bez ikakvog paščeta ili mačke ili što već tko ne drži kod kuće. Ali, ulazna je membrana ostala otvorena... “Dođi, Mucice! Taako, samo uđi ... Je l’ da ćete ga moći fino urediti? Samo skratite, ja idem još malo okolo, pa ću doći za sat, sat i pol, može?”

Mucica pomalo nećkavo ulazi u salon i Ivana smjesta proklinje svoj profesionalni ponos i najbolje ocjene i dugi jezik. Mucica zastaje, malo njuši, a onda prilazi svojoj gazdarici i lizne joj dlan. Ivana gleda u nevjerici, a onda se trgne. “Ovaj...gospođo...Mucica...A koja vam je on vrsta?” *** Korapski je pozemni tipavac životinja duga tri metra, mjereno od tupe njuške do vrha kratkog repa, i visoka metar i pol u plećima.

Prednje su mu noge naoružane jakim kandžama, petnaestak centimetara dugim, i upravo njima maše, držeći Ivanu na sigurnoj udaljenosti. Dlaka mu se vuče skoro do tla, dolaze topliji dani i Ivana ne sumnja da bi mu šišanje koristilo. Ali, kad je Mucičina vlasnica otišla, a Ivana se s uzdahom primila škara...Dobro da ju je upozorio prijetećim gunđanjem. Ivana nikad iz Mucičinih sitnih, tupih očiju ne bi posumnjala da takvo stvorenje može imati ubojite namjere. Valjda ne prepoznaje njen miris. Ali, što je ženi bilo na pameti, zašto je nije upozorila? ”Ovo sam si sama kriva,” Ivana proklinje dok Mucica sjedi na stražnjim nogama, zarastao u metar i pol dugu dlaku, i svako malo zareži dok kandže fijuču kroz zrak.

“U redu, smiri se, diši duboko, mora postojati način da se s ovim kosmatim čudom izađe na kraj. Da zovem šeficu?” pita se Ivana dok posiže za mobitelom u džepu svoje kute.

Nije baš dobro za prvi dan, mogla bi žena pomisliti da se ne zna snaći. Slaba korist što je pod povećalom ošišala četiri džepne

23 21

pudlice (svaka duga dvadeset centimetara), pincetom potrijebila krpelji malteškom patuljastom slonu (nije li to bio posao za veterinara?!), očistila uške aldebaranskom zecoliku (pola metra duge!) i ulaštila oklop vistarijskoj oklopnjači (najzahvalnija mušterija, samo se uvuče i nemaš brige). Slaba korist, ako šefica pomisli da ne zna izaći na kraj s običnim korapskim pozemnim tipavcem.

Ivana odustaje od šefice. A možda ima nešto u ladici, kakve upute ili bilješke? Samo, stol je na drugoj strani salona, a između je Mucica.

I tako Ivana polako kreće put stola, leđima uza zid, ne skidajući pogled s tih kandži. Male crne okice je prate s nepovjerenjem, ali ako Mucica do sada nije nasrnuo, nada se Ivana, neće valjda ni dalje.

Stol ima nekoliko ladica, u jednoj je vidjela par notesa i bilježnica, zna da je jedna za pred-

24 22

bilježbe. Ivana otvara ladicu, vadi sve iz nje.

Ne skidajući oči s Mucice, prelistava bilješke.

Da, evo, Mucica zakazan danas za osamnaest i petnaest, čak je malo i uranio. Ali, uputa nema, pa nema. Ivana prevrće dublje u ladici, nalazi samo zabačene olovke i jedan stari upaljač. A onda nailazi na malu trubicu...Hmmm...

Loša ideja! Čim je zatrubila, jednom, drugi put, Mucica se propeo i zaurlao i natrag sjeo, sve držeći kandže ispred sebe. Samo, sad mu je pogled prestao biti tupav i postao definitivno bijesan. “U redu, u redu, imaš pravo, i meni je probilo uši!” pomirljivo će Ivana vraćajući trubicu u ladicu.

Da proba na mreži? Ivana baca pogled na sat. K vragu, izgubila je već deset minuta, a dok nađe kako se šišaju korapski pozemni tipavci...Zna što je čeka, za maturalni je imala higijenu i četkanje aldebaranske snježne mačke. 357 000 sajtova o aldebaranskoj snježnoj mački, uglavnom o seksu među aldebaranskim snježnim mačkama i seksu s aldebaranskim snježnim mačkama. I svega tri stranice suvislih uputa o četkanju aldebaranskih snježnih mačaka. Tako je sa svim egzotičnim ljubimcima, a ako za tipavca u školi nije čak ni čula...

“E, jebem ti ja te kokoši, napunile se parama, pa ne mogu imati što i sav ostali svijet! Pudlica, doga, perzijanka, sijamka?! Ne, milostiva si mora imati pozemnog tipavca! Šta uostalom vidi u tebi, samo tu sjediš i režiš!” Mucica ne odgovara, ali ni ne spušta kandže.

K vragu, ne može mu ni prići...A da proba s nježnim riječima?

“Dooobar si ti, Mucica, dooobar...

Evo, sad će tebe teta Ivana malo podšišati, vruće je tebi...Samo da te ja malo sredim, odmah će ti biti lijepo svježe...”

Ivana mu se hoće približiti, u jednoj joj rucu četka, u drugoj škare. Nije napravila ni koraka, a već su prema njoj zazujale kandže. Ivana odskače, ali shvaća da je Mucica već davno mogao od nje napraviti rezance. Ovako je samo upozorava i drži podalje. Samo, ova pat-pozicija može trajati unedo-

gled: neće valjati kad se žena vrati i zatekne svog Mucicu jednako obraslog kao što je bio kad ga je ostavila.

“Možda Martin nešto zna,” ponada se Ivana dok uzima mobitel. Ako je nosio kavu njoj, nosio je i svima prije nje, i možda zna...

“Da?” nestrpljiv Martinov glas s druge strane. Ivana čuje žamor gostiju i glazbu, kafić je prepun.

“Ja sam, Ivana.” “Čuj, malo mi je gužva, zvat...”

“POOOMAGAAJ!” “Da pogodim, Mucica? Vidio sam kad ti ga je žena dovela.”

“Vrag da ga nosi, samo se tu propeo i reži i maše tim svojim kandžama i ne da mi ni blizu i...”

“E, slušaj, samo bez panike! Imaš u jednoj od ladica kutijicu. Svjetlo plava, s cvjetićima i leptirićima i ključićem. Uzmi i navij...To ti je za male bebe.”

“Kutijica? Nisam našla kutijicu,” Ivana otvara sve ladice i prevrće po njima. “Našla sam trubicu...”

“Neee! Kakva trubica, to mrzi! Nađi kutijicu, mora biti tamo negdje...”

“Ali, nema...Ah! Evo je!” Kutijica je kič kakvog Ivana ne bi ni pogledala, zametnuta duboko u trećoj ladici. Očito, Mucica ne dolazi prečesto.

“I to će ga umiriti?”

“Ne. Gledaj, nije to za njega...” Nije to za njega? “Nemam sad vremena objašnjavati ti, samo navij, vidjet ćeš i sama. Nazovem te kasnije, u redu?” I Martin prekida vezu, a Ivana ostaje sama s Mucicom, sad joj je još manje jasno nego prije. Nije to za njega? Nego za koga onda?

Dobro, da vidimo, uzdahne Ivana i navija glazbenu kutijicu. Iz nje se razliježe tiha, zvonka melodija, neka prastara uspavanka. Mucica je i dalje propet, ispruženih kandži, ali Ivana primjećuje da mu se dlaka na trbuhu pomiče, kao da je nešto pod njom. “Što je sad to?” Iz dlake proviri mala šiljata njuškica i onjuši zrak, a onda sićušna životinjica, ne dulja od Ivaninog kažiprsta, nestaje natrag pod dlakom. Još komešanja, treba možda minuta dok se iz Mucičine dlake ne istrese odrasla zebrasta rovka. Ivana je prepo-

znaje, česta životinjica po vrtovima, nazvana po popruganim leđima. Za njom izlazi još jedna, nešto manja. I nije sama! Zubima joj se za rep drži jedna sićušna rovčica. Nju za rep grize druga, ovu treća, Ivana broji šest malih.

Tata zebrasta rovka, mama zebrasta rovka i karavana od šestero dječice. “Neću valjda i njih šišati?!” A onda karavana staje, mama se osvrće, gleda, potom tiho zapišti. Trenutak kasnije, i sedma mala rovčica izlazi iz dlake i zubićima se hvata za šestu. Sad kad su svi na broju, povorka se spušta na tlo pored Mucice i miče malo u stranu.

Mucica ih gleda, Ivani se na trenutak čini kao da ih broji, a onda, kad se uvjerio da su svi sišli s njega, spušta kandže. “Dakle, svašta!” promrmlja Ivana dok sa škarama u ruci oprezno prilazi Mucici, spremna na svakakve podmuklosti. Ali, ogromna životinja, što ju je do pred koji trenutak prijetila rastrgati, sad pokorno čeka da je Ivana počne šišati. *** “Shvaćaš, uspavanka im je znak da moraju van iz dlake dok traje šišanje. Žena ima istu takvu kutijicu, navije kad ga kupa. To su naučile prepoznavati.”

“Znaš, kao da ih je brojao!” Ivana otpija gutljaj kave. Radno vrijeme je završilo i svratila je Martinu u kafić. Morala mu je nekako zahvaliti za savjet i subota je već dogovorena.

Kad je Ivana završila šišanje, Mucica je izgledao zadovoljan. I rovke su izgledale zadovoljne, hitro su mu se popele uz nogu i zavukle se u dlaku. Zadovoljna je bila i Mucičina vlasnica. “Joj, baš ste ga lijepo uredili! A niste imali problema s njime, je l’ da niste? Dobar vam je on, moja Mucica mala!” Napojnica je ispala sasvim fina, nikako nije loše za prvi dan. “Čuj, htio je vidjeti jesu li mu svi tu.”

“Ali, mislim, nije li on preglup da broji? I gdje ih je pokupio, uostalom?”

“Vjerojatno u svom dvorištu.”

“Nego”, Ivana se zamisli, “jest da je bio zarastao, ali dlaka mu je bila potpuno čista.

Nikakvih krpelji, buha, grinja, ničeg.”

“Ha”, namigne Martin, “što misliš, zašto ih tako ljubomorno čuva? Zebraste rovčice su poznati tamanitelji gamadi.”

Aleksandar Žiljak

25 23

ELEKTRONIKA

Shield-B, razvojna pločica za Arduino Uno (4) U ovom ćemo nastavku naučiti kako povezati mali istosmjerni elektromotor na razvojnu pločicu Shield-B, na način koji omogućuje promjenu smjera vrtnje iz programa napisanih u programskim jezicima Bascom-AVR i Arduino IDE. Želimo li iz programa mijenjati smjer vrtnje DC-elektromotora, njegove izvode moramo spojiti na priključke M1 i M2 razvojnog sustava Shield-B (Slika 9.). Kako ovakav spoj radi, objasnit ćemo pomoću Slike 10.

S1 i S2 su elektroničke sklopke ugrađene u integrirani krug L272M, a M1 i M2 priključci na koje je elektromotor spojen. Kada su sklopke u položaju prikazanom na Slici 10. gore, struja kroz elektromotor teče “slijeva udesno” i on se vrti u jednom smjeru. Kada su sklopke u položaju prikazanom na Slici 10. dolje, struja kroz elektromotor teče “zdesna ulijevo” i on se vrti u suprotnom smjeru. Kada su obje sklopke u gornjem ili u donjem položaju, strujni krug je prekinut i elektromotor se ne vrti.

Spoj podsjeća na slovo H pa je prema tome i dobio naziv H-most. Prednost ovakvog spoja je očigledna: programskim postavljanjem elektroničkih sklopki u različite položaje možemo

zavrtjeti elektromotor u jednom ili u drugom smjeru ili ga zaustaviti. Nedostatak je što smo iskoristili oba izlazna priključka pa je na opisani način moguće spojiti samo jedan elektromotor.

U sklopu, čija je shema prikazana na Slici 9., sklopkama upravljamo naponima na + ulazima integriranog kruga L272M. Kada je upravljački napon neke sklopke ispod 1,5 V, sklopka će biti u “donjem” položaju, odnosno, njen izlazni priključak bit će spojen na - pol napona napajanja.

Kada je upravljački napon neke sklopke viši od 2,5 V, sklopka će biti u “gornjem” položaju, odnosno, njen izlazni priključak bit će spojen na + pol napona napajanja. (Točan napon kod kojega sklopka mijenja stanje ovisi o padu napona na zelenom segmentu LE-diode D1g, koji iznosi oko 2 V.) Struja će poteći elektromotorom kada su sklopke u različitim stanjima, a smjer struje, a time i smjer vrtnje, ovise o tome koja je sklopka u “gornjem”, a koja u “donjem” položaju.

3. programski zadatak (H-most): Za sklop prema shemi na Slici 9. napisati program koji će - dok držimo pritisnuto tipkalo SW2, zavrtjeti elektromotor E u jednom smjeru - dok držimo pritisnuto tipkalo SW3, zavrtjeti elektromotor E u suprotnom smjeru - kada otpustimo oba tipkala, zaustaviti motor.

Rješenje Bascom-AVR-a (program Shield-B_3. bas) Nakon uvodnih konfiguracijskih naredbi, koje se odnose na korišteni mikroupravljač i uvjete u kojima on radi, konfigurirat ćemo pinove PD5 i PD6 kao izlaze

Slika 9. Ovakav način povezivanja DC-elektromotora na Shield-B omogućuje programsku promjenu smjera vrtnje

24

Slika 10. H-most omogućuje promjenu smjera vrtnje elektromotora

Config PORTD.5 = Output Config PORTD.6 = Output dok ćemo pinove PC2 i PC3 konfigurirati kao ulazne, s uključenim pull-up otpornicima: Config PORTC.2 = Input Config PORTC.3 = Input PORTC.2 = 1 PORTC.3 = 1 Zatim ulazimo u glavnu petlju u kojoj provjeravamo je li koje od tipkala pritisnuto. Ako je to tipkalo SW2, postavit ćemo izlaze PD5 i PD6 u različita stanja, i tako zavrtjeti elektromotor: Do If PINC.2 = 0 Then PORTD.5 = 1 PORTD.6 = 0 Za razliku od prvog programa, ovdje moramo pričekati da se tipkalo otpusti pa tek onda možemo krenuti dalje: While PINC.2 = 0 Wend End If Istu proceduru ponovit ćemo s tipkalom SW3, samo ćemo ovdje izlaze postaviti u suprotna stanja: If PINC.3 = 0 Then PORTD.5 = 0 PORTD.6 = 1 While PINC.3 = 0

Wend End If Ako nije pritisnuto niti jedno tipkalo, oba izlaza postavljamo u isto stanje kako bismo zaustavili elektromotor: PORTD.5 = 0 PORTD.6 = 0 Loop Rješenje Arduina (program Shield-B_3.ino) U funkciji setup() konfiguriramo pinove 5 (PD5) i 6 (PD6) kao izlaze, a pinove A2 (PC2) i A3 (PC3) kao ulazne s uključenim pull-up otpornicima: void setup() { pinMode(5, OUTPUT); pinMode(6, OUTPUT); pinMode(A2, INPUT_PULLUP); pinMode(A3, INPUT_PULLUP); } Zatim u funkciji loop() koristimo istu programsku logiku iz primjera u Bascom-AVR-u, s time da za čitanje stanja tipkala koristimo naredbu digitalRead(), a za postavljanje stanja pinova 5 i 6 koristimo naredbu digitalWrite(). void loop() { if (digitalRead(A2) == 0) { digitalWrite(5, HIGH); digitalWrite(6, LOW); while(digitalRead(A2) == 0){} } if (digitalRead(A3) == 0) { digitalWrite(5, LOW); digitalWrite(6, HIGH); while(digitalRead(A3) == 0){} } digitalWrite(5, LOW); digitalWrite(6, LOW); } Sljedeći programski zadatak odnosi se na shemu sa Slike 11.; u njemu ćemo kombinirati obje aktivnosti: promjenu brzine i promjenu smjera vrtnje!

4. programski zadatak (H-most): Za sklop prema shemi na Slici 11. napisati program koji će upravljati brzinom i smjerom vrtnje elektromotora E na sljedeći način: • dok je klizač potenciometra RV1 u srednjem položaju, motor stoji • kada pomičemo klizač potenciometra RV1 prema jednoj krajnjoj poziciji, motor se treba sve brže vrtjeti u jednom smjeru

25

Slika 11. Spoj koji omogućuje promjenu brzine i promjenu smjera vrtnje elektromotora

• kada pomičemo klizač potenciometra RV1 prema drugoj krajnjoj poziciji, motor se treba sve brže vrtjeti u suprotnom smjeru.

Rješenje Bascom-AVR-a (program Shield-B_4. bas) Analogno-digitalni pretvarač pripremit ćemo za očitanje napona na klizaču potenciometra RV1 na isti način kao u 2. programskom zadatku: Config ADC = Single , Prescaler = Auto , Reference = Avcc I Timer0 radi na isti način kao u 2. programskom zadatku, ali su nam sada potrebni PWM impulsi na oba izlaza, upravo onako kako je i bilo prikazano na shemi sa Slike 7. Zbog toga ćemo tijekom konfiguracije uključiti i OC0A i OC0B: Config Timer0 = Pwm , Prescale = 256 , Compare A Pwm = Clear Up , Compare B Pwm = Clear Up U glavnoj petlji očitavamo napon klizača potenciometra i, dijeljenjem s faktorom 2, svodimo očitanje unutar raspona 0-511: Do Rv1 = Getadc(0) Rv1 = Rv1 / 2 Ako je vrijednost veća od 255, umanjujemo je za 255 i dobiveni rezultat prenosimo u registar OCR0A, dok u OCR0B upisujemo 0: If Rv1 >= 256 Then Ocr0a = Rv1 - 256 Ocr0b = 0 Time smo izlaz OC0B postavili na 0 V, dok su na izlazu OC0A impulsi čija je širina proporcionalna otklonu klizača potenciometra od

26

srednjeg položaja pa će se i elektromotor vrtjeti brže, što je otklon veći. Ako je vrijednost očitanja 255 ili manja, oduzimamo je od 255 i prenosimo u OCR0B, dok u registar OCR0A upisujemo 0: Else Ocr0a = 0 Ocr0b = 255 - Rv1 End If Loop Nastavak na 32. stranici

Slika 12. Shield-B s elektromotorom spojenim u H-most

Mjerna jedinica sivert

MJERNE JEDINICE NAZVANE PO ZNANSTVENICIMA

Neke su mjerne jedinice od XIX. stoljeća nazivane po zaslužnim znanstvenicima.

Danas je u Međunarodnom sustavu jedinica (SI) takvih 19 jedinica, a još je jedna iznimno dopuštena. Takvi nazivi mjernih jedinica starih sustava ili izvan sustava (angstrem, gaus, kiri, meksvel, rendgen i dr.) otišli su u povijest. Opisat će se kako je 20 danas zakonitih jedinica nazvano po znanstvenicima i kako su normirane.

U ovom se nizu1 opisuje i kako se kroz gotovo dva stoljeća mijenjalo oslanjanje jedinica od tvarnih pramjera, do suvremenog oslanjanja na prirodne stalnice ili konstante2. Jedinice su u nizu navedene uglavnom po vremenu usvajanja.

Sivert (engl. sievert; znak Sv) je izvedena SI jedinica doznog ekvivalenta i ekvivalentne doze ionizirajućega zračenja, izvedena je jedinica Međunarodnog sustava jedinica (SI). Nazvan je po Rolfu Maximillianu Sievertu.

Podrijetlo naziva mjerne jedinice sivert

Rolf Maximillian Sievert (1896.–1966.) je bio švedski medicinski fizičar, jedan od prvaka proučavanja biološkoga učinka ionizirajućeg zračenja i primjene zaštite od ionizirajućega zračenja.

Potječe iz vrlo imućne obitelji, pa si je mogao priuštiti široko studiranje medicine, elektrotehnike, matematike, astronomije i fizike. Diplomirao je s temom mjerenja ionizirajućeg zračenja preparata radija, što je odredilo i njegov daljnji znanstveni rad. Surađujući s liječnicima na terapijskoj primjeni ionizirajućeg zračenja razvio je niz mjernih instrumenata i postupaka mjerenja doza zračenja. Donirao je velika sredstva za uspostavljanje mjernih laboratorija. Doktorirao je 1932. godine na temi mjerenja ionizirajućeg zračenja.

Bio je vrlo utjecajan u međunarodnim tijelima za zaštitu od ionizirajućeg zračenja te glavni predlagač mjerne jedinice rendgen. Bio je predsjed1 Osnova ovoga niza, uz ostale izvore, je i niz napisa o povijesti, nazivima i definicijama mjernih jedinica, objavljenih u autorovu Leksikonu mjernih jedinica te u časopisima Svijet po mjeri i Radio HRS. 2 Vidi o tome npr.: Z. J., Nove definicije osnovnih jedinica SI-a. ABC tehnike, br. 622, veljača 2019., str. 15-16 i 21.

nik Znanstvenog odbora Ujedinjenih naroda za učinke atomskoga zračenja (UNSCEAR, prema engl. United Nations Scientific Committeeon the Effects of Atomic Radiation) u razdoblju 1958.– 1960. godine. Za života je primio Rolf Maximillian Sivert mnoga priznanja za svoj rad na mjerenju zračenja i zaštiti od zračenja.

S pravom ga se naziva “ocem zaštite od zračenja”. Po njemu je nazvana mjerna jedinca ekvivalentne doze ionizirajućega zračenja.

Korigirane doze ionizirajućega zračenja

Učinak zračenja ne ovisi samo o predanoj energiji, nego o vrsti i energiji zračenja, o tijelu koje je ozračeno, o načinu i ritmu ozračivanja (jednokratno ili višekratno, stalno ili promjenljivo), o tome je li ozračeno tijelo u praznini, ili je okruženo istovrsnom ili različitom tvari, je li ozračeno samo promatrano tijelo (ili dio tijela) ili i okolina tijela, nalazi li se izvor zračenja

Međunarodni znak ionizirajućeg zračenja prema normi ISO 361 1975(E) – rabe se i mnoge inačice toga znaka

27

Suvremeni priručni dozimetar

izvan tijela ili u tijelu, je li radioaktivna tvar u tijelu samo na nekom mjestu ili je raspršena po cijelom tijelu itd. Ovisno o svemu tome, osim primarnoga zračenja (osnovnoga snopa zračenja) tijelo može biti ozračivano i raspršenim ili sekundarnim zračenjem, koje može izvirati iz promatranoga tijela ili ga može ozračivati iz neposredne okoline.

Jednako je tako i za biološki učinak ionizirajućega zračenja na živim organizmima, organima ili tkivima. Jednaka apsorbirana doza različitih vrsta zračenja i energijskih područja zračenja prouzrokuje u istim tkivima različite učinke. Za procjenu učinka zračenja s obzirom na sveukupne okolnosti izmjerena se apsorbirana doza korigira tzv. faktorima modifikacije. Tek je tako korigirana doza pravi pokazatelj učinka određenoga zračenja na određenu tvar.

Valja uočiti kako se tijekom desetljeća u području zaštite živih bića od ionizirajućega zračenja upotrebljavalo nekoliko faktora modifikacije.

Prvotno se upotrebljavao faktor relativnog biološkog učinka, tzv. RBE-faktor (prema engl. relative

biological effectiveness), pomoću kojega je biološki učinak zračenja različitih vrsta i energija zračenja uspoređivan s učinkom usporedbenoga ili referentnoga zračenja. Za usporedbeno zračenje je odabrano rendgensko zračenje nastalo uz napon od 200 kV, za koje su zbog dugogodišnje primjene u medicini ti učinci bili najbolje poznati. RBE-faktor ovisan je, osim o vrsti zračenja, i o načinu ozračivanja te o vrijednosti apsorbirane doze.

Potom je Međunarodna komisija za jedinice i mjerenje zračenja (ICRU) predložila da se apsorbirana doza korigira faktorom modifikacije N (eng. modifying factor) i faktorom kvalitete Q (engl. quality factor) pojedine vrste zračenja, a tako korigirana doza nazove doznim ekvivalentom.

Dozni ekvivalent H (engl. dose equivalent) umnožak je faktora kvalitete Q zračenja kojim ozračeno neko tkivo i apsorbirane doze D, H = Q ∙ D.

Faktor modifikacije za biološki je učinak zračenja iz vanjskih izvora procijenjen na vrijednost N = 1 (pa ga se većinom izostavlja), a faktor je kvalitete za rendgensko zračenje, gama-zračenje i elektronsko zračenje Q = 1, za neutronsko, protonsko i slična zračenja Q = 10, a za alfa-zračenje i teškoionska zračenja Q = 20.

Stara mjerna jedinica doznog ekvivalenta Stara je jedinica doznoga ekvivalenta bila rem, definirana 1971. godine: Rem (prema engl. roentgen equivalent man: rendgen koji odgovara čovjeku) je stara jedinica doznog ekvivalenta ili ekvivalentne doze ionizirajućega zračenja, poseban je naziv za 100 erga po gramu, dakle rem = 100 erg/g = 0,01 J/ kg = 0,01 Sv.

SI jedinica sivert

Osobni termoluminiscentni dozimetar koji se nosi kao narukvica ili kao prsten

28

Ubrzo je 16. CGPM (1979.) zaključio da: “uzimajući u obzir − napor učinjen da se u području ionizirajućih zračenja uvedu SI jedinice − opasnost za ljude od nisko procijenjene doze zračenja, opasnost koja bi mogla nastati iz brkanja apsorbirane doze i doznog ekvivalenta

− da je umnožavanje posebnih naziva opasnost za Međunarodni sustav jedinica pa se mora na sve moguće načine izbjegavati te da se to pravilo može kršiti kad je u pitanju zaštita ljudskog zdravlja, prihvaća posebni naziv sivert (znak Sv) za SI jedinicu doznog ekvivalenta u području zaštite od zračenja. Sivert je jednak džulu po kilogramu.” Definicija glasi: Sivert (znak Sv) je izvedena SI jedinica doznog ekvivalenta i ekvivalentne doze ionizirajućega zračenja, poseban je naziv za džul po kilogramu, tj. Sv = J/kg, definiran ekvivalentnom dozom od apsorbirane doze jedan grej uz težinski faktor jedan. Nazvan je po R. Sievertu.

Međunarodna komisija za radiološku zaštitu (ICRP) je 1999. godine preporučila da se biološki učinak procjenjuje težinskim faktorom zračenja, a da se tako dobivena mjerna veličina nazove ekvivalentnom dozom.

Težinski faktor zračenja (negdje težinski koeficijent) WR (engl. radiation weighting factor) ukupni je faktor modifikacije, nastao množenjem faktora kvalitete Q zračenja za biološki učinak i faktora modifikacije N, kojim se opisuje učinak zračenja na živo tkivo.

Ekvivalentna doza HT,R (engl. equivalent dose) za biološki učinak zračenja R u tkivu T, umnožak je težinskog faktora zračenja i apsorbirane doze HT,R = WR ∙ DT,R. Jedinica ekvivalentne doze je također sivert (Sv = J/kg).

Efektivna doza E (engl. effective dose) zbroj je umnožaka ekvivalentnih doza HT u pojedinim tkivima, pomnožen s korigirajućim, tzv. težinskim faktorom ozračivanja W tkiva T

Kolektivna efektivna doza S ukupna je doza koju primi skupina ljudi u ozračenom pučanstvu, a definirana je zbrojem umnoška srednjih efektivnih doza Ei u i-toj skupini i broja Ni osoba u toj skupini .

Uobičajena je jedinica kolektivne doze čovjek-sivert (čovjek-Sv; engl. man-Sv).

Rabe se i brzine doza s pripadnim mjernim jedinicama grej u sekundi (Gy/s) i sivert u sekundi (Sv/s), odnosno uz druge jedinice vremena grej u satu (Gy/h) i sivert u satu (Sv/h) i dr.

Valja uočiti nekoliko činjenica, nastalih vremenom i postupnim razvojem našega znanja o biološkim učincima i zaštiti od ionizirajućeg zračenja.

Zbog opasnosti za zdravlje ljudi, koja bi zbog uporabe iste mjerne jedinice mogla nastati zamjenom apsorbirane doze i doznog ekvivalenta, odnosno ekvivalentne doze, određeni su različiti nazivi i znakovi mjernih jedinica grej (Gy) i sivert (Sv), iako su to samo posebni nazivi za džul po kilogramu. Tako se već iz mjernih jedinica vidi je li riječ o apsorbiranoj dozi ili već korigiranom doznom ekvivalentu, odnosno ekvivalentnoj dozi.

Tri faktora korigiranja apsorbirane doze: RBE-faktor, faktor kvalitete Q i težinski faktor WR, nastali su u različito vrijeme i različito su definirani, ali su za vanjske izvore zračenja gotovo jednakih vrijednosti, pa se u primjeni često miješaju.

Dozimetrijske veličine dozni ekvivalent i ekvivalentna doza te efektivni dozni ekvivalent i efektivna doza nastali su također u različito vrijeme i različito su definirani, ali se zbog nespretne sličnosti naziva često miješaju.

Stoga, osobito u medicinskoj dozimetriji ionizirajućega zračenja, valja biti vrlo oprezan u primjeni tih različitih mjernih veličina i njihovih jedinica.

Mjerna jedinica dalton Dalton (engl. dalton; znak Da), stariji naziv ujednačena atomska jedinica mase (engl. unified atomic mass unit; znak u) je iznimno dopuštena jedinica mase izvan Međunarodnog sustava jedinica (SI) za upotrebu samo u fizici i kemiji. Nazvan je po Johnu Daltonu.

Podrijetlo naziva mjerne jedinice dalton John Dalton (1766.–1844.), engleski kemičar i fizičar, početkom XIX. stoljeća postavio je teoriju atoma kao osnovnih gradbenih sastavnica tvari.

Smatrao je da je svaki kemijski element izgrađen od jednakih atoma, a da su atomi elemenata različiti. Uveo je ujednačene simbole kemijskih elemenata, pojam atomske težine (danas bi rekli

29

atomske mase. Kako je sam imao poteškoća s prepoznavanjem boja, proučavao je tu fiziološku pojavu, pa se poremećaj osjetljivosti na boje naziva daltonizmom.

Povijest mjernih jedinica atomske mase

John Dalton

atomske mase). Prvi je usustavio njihove relativne atomske mase, polazeći od vodika kao najlakšeg elementa, pridajući mu relativnu atomsku masu jedan.

Glavno djelo mu je A New System of Chemical Philosophy (Novi sustav kemijske filozofije), izdan u Manchesteru i Londonu 1808./1810. godine, u kojoj je izložio svoju teoriju atomske građe tvari.

Iako je njegova zamisao o nedjeljivosti atoma kao osnovne elementarne čestice poslije opovrgnuta, njegovi počeci atomske teorije kao i njegova istraživanja imali su velik utjecaj na razvoj kemije i fizike.

Po njemu se naziva Daltonov zakon o parcijalnim tlakovima u smjesi plinova, krater na Mjesecu i jedan asteroid te mjerna jedinica

Atomska masa pojedinih elemenata prvotno se izražavala atomskom masom vodika, kao elementa najmanje mase. Potom je definirana prema dvanaestini mase atoma nuklida 12C, dakle u = m(12C)/12 = 1,660 538 86 × 10–27 kg. Ta se dvanaestina naziva ujednačena atomska masena stalnica (u = mu).

Mjerna jedinica dalton nenormirano se rabila u još dva značenja: kao jedinica množinske mase i kao jedinica relativne mase jedinke sustava, ali te jedinice nisu bile međunarodno prihvaćene.

Suvremeni dalton

Naziv dalton (znak Da) 1993. godine predložila je Međunarodna unija za čistu i primijenjenu kemiju (IUPAC), 2003. godine ga je preporučio Savjetodavni odbor za jedinice Međunarodnog odbora za utege i mjere (CIPM), a 2005. godine se tome priključila Međunarodna unija za čistu i primijenjenu fiziku (IUPAP).

Glavno obrazloženje bilo je što je naziv dalton kraći i pogodan za tvorbu decimalnih višekratnika i nižekratnika te decimalnih predmetaka, za razliku od višerječnoga naziva → ujednačene atomske jedinice mase.

Međunarodni ured za utege i mjere (BIPM) u svojem je 9. izdanju brošure Le Système international d’unitès (SI) (2019.) među iznimno dopuštene jedinice uvrstio dalton, ostavljajući ujednačenu atomsku jedinicu mase samo kao drugi naziv.

Danas definicija glasi: Dalton (znak Da), iznimno je dopuštena jedinica mase izvan Međunarodnog sustava jedinica (SI), predviđen za uporabu samo u fizici i kemiji.

Definiran je dvanaestinom mase m atoma nuklida 12C, dakle Da = m(12C)/12 = 1,660 538 86 × 10–27 kg.

Za sada je ujednačena atomska jedinica mase (u) drugi, zamjenski naziv za dalton, koji će se kao i ujednačena atomska masena stalnica (mu) postupno napuštati.

Spomenik Johnu Daltonu u Manchesteru (William Theed, 1855.)

Dr. sc. Zvonimir Jakobović

30

Nastavak s 15. stranice ulice koje se spajaju na križanju pod pravim kutom. Ukupnim zbrojem perioda uključivanja pojedinih lampica možemo izračunati ukupan period koliko je vremena svaka LED-lampica uključena ili isključena.

Tablica stanja prikazuje period uključivanja LED-lampica na semaforima.

Semafor_1 Semafor _2 Vrijeme(S) Izlaz Faza Izlaz Faza 01 Crvena 06 Zelena 5 Tipkalo_1 02 Žuta 05 Žuta 1 03 Zelena 04 Crvena 10 01 Crvena 06 Zelena 10 Tipkalo_2 02 Žuta 05 Žuta 1 03 Zelena 04 Crvena 5 Ulaz

Glavni program neprekidno upravlja, provjerava i usklađuje rad oba semafora. Izrađen je od pet potprograma koji se kontinuirano izvršavaju u zadanim vremenskim intervalima.

Slika 24. FT2_Semafor_PP1 Slika 25. FT3_Semafor_PP2 Slika 26. FT4_Timer Potprogrami upravljaju radom LED-lampica oba semafora za vozače u različitim vremenskim intervalima. Vremenski period definiran je pomoću pet potprograma timer1, timer4, timer5, timer9, timer10.

Potprogrami timer1, 4, 5, 9, 10 upravljaju pomoću vremenskih varijabli mjereći precizno vrijeme u milisekundama (1 s = 1000 ms) i kontinuirano provjerava stanje na tipkalima.

Istovremeno provjeravaju i očitavaju stanje tipkala_1 (I1) ili tipkala_2 (I2). Pritiskom tipkala_1 (I1 = 1) ili tipkala_2 (I2 = 1) program automatski uključuje prijepodnevni ili poslijepodnevni ciklus i upravlja sinkronizirano radom oba semafora.

Potprogram provjera uključuje sve izlaze sučelja i LED-lampice (O1–O6) svijetle jednu sekundu, te se nakon jedne sekunde isključe.

Potprogram kvar uključuje izlaze sučelja i žute LED-lampice (O2, O5) svijetle jednu sekundu, te se nakon jedne sekunde isključe. Proces se neprekidno ponavlja dok ne pritisnemo jedno od tipkala.

Potprogram off isključuje sve izlaze i LED-lampice ne svijetle.

Potprogram semafor_1 uključuje i isključuje izlaze sučelja prema zadanom prijepodnevnom ciklusu dok ne pritisnemo jedno od tipkala.

Potprogram semafor_2 uključuje i isključuje izlaze sučelja prema zadanom prijepodnevnom ciklusu dok ne pritisnemo jedno od tipkala.

Pritiskom na bilo koje tipkalo izvršava se potprogram off i LED-lampice se isključe.

Potprogram kvar uključuje žute LED-lampice (O2, O5) koje svijetle jednu sekundu, te se nakon jedne sekunde isključe. Proces se neprekidno ponavlja dok ne pritisnemo jedno od tipkala.

Izazov_1: Izradi algoritam i dijagram tijeka (program) koji kontrolira i autonomno upravlja radom dva semafora na križanju dvaju jednosmjernih ulica pomoću tipkala i fototranzistora.

Tipkalima upravljamo radom semafora po danu, a fototranzistorom kada padne noć. Pokretanjem programa svi se izlazi uključe i svijetle jednu sekundu, te se isključe.

Nakon jedne sekunde žuta svjetla na oba semafora neprekidno se uključuju i isključuju u periodu od jedne sekunde i signaliziraju kvar na semaforima. Proces se ponavlja sve dok ne pritisnemo jedno od tipkala. Pritiskom tipkala_1 semafori započinju raditi u prijepodnevnom ciklusu uz potpunu automatsku regulaciju prometa. Na semaforu_1 period uključivanja crvenog svjetla iznosi sedam sekundi, a zelenog svjetla osam sekundi. Semafor_2 je usklađen s radom semafora_1. Isključivanjem tipkala_1 semafori se vraćaju u ciklus (semafor u kvaru). Žuta svjetla uključuju se i isključuju u periodu od jedne sekunde.

Pritiskom tipkala_2 semafori počinju raditi u poslijepodnevnom ciklusu automatske regulacije prometa. Na semaforu_1 perioda uključivanja crvenog svjetla iznosi osam sekundi, a zelenog svjetla sedam sekundi. Semafor_2 usklađen je s radom semafora_1. Isključivanjem tipkala_2 semafori se vraćaju u ciklus (semafor u kvaru). Žuta svjetla uključuju se i isključuju u periodu od jedne sekunde.

Fototranzistor neprekidno provjerava količinu svjetlosti i ako je noć semafori mijenjaju ciklus uključivanja i isključivanja LED-lampica.

Na semaforu_1 period uključivanja crvenog i zelenog svjetla iznosi šest sekundi. Semafor_2 usklađen je s radom semafora_1. Žuta svjetla uključuju se i isključuju u periodu od jedne sekunde. Program se ponavlja neprekidno dok fototranzistor ne detektira veliku količinu svjetlosti (dan) i ponovno započinje dnevni ciklus rada semafora.

Petar Dobrić, prof.

31

Nastavak s 26. stranice

ELEKTRONIKA

Shield-B, razvojna pločica za Arduino Uno (4) Time smo izlaz OC0A postavili na 0 V, dok su na izlazu OC0B impulsi čija je širina proporcionalna otklonu klizača potenciometra od srednjeg položaja. I ovdje će se elektromotor vrtjeti to brže što je otklon klizača veći, ali, kako struja sada teče u suprotnom smjeru, i smjer rotacije će se promijeniti.

Rješenje Arduina (program Shield-B_4.ino) Na početku programa definirat ćemo varijablu RV1 kao int i zadati vrijednost 0. U nju ćemo spremati očitanu vrijednost s potenciometra RV1. int RV1 = 0; S obzirom da funkcija analogWrite() direktno upravlja pinovima 5 i 6, u funkciji setup() ne moramo posebno definirati način rada pinova.

Zbog toga će funkcija setup() biti bez naredbi: void setup() { } U funkciji loop() koristimo istu programsku logiku iz primjera u Bascom-AVR-u, a pomoću naredbe analogWrite() pridodat ćemo vrijednosti pripadajućim OC registrima timera za pinove 5 i 6. void loop() { RV1 = analogRead(A0); RV1 = RV1 /2; if (RV1 >= 256) { analogWrite(5, RV1 - 256); analogWrite(6, 0); } else { analogWrite(5, 0); analogWrite(6, 255 - RV1); } } Napomena: Programe Shield-B_3.bas, Shield-B_3.ino, Shield-B_4.bas i Shield-B_4.ino možete besplatno dobiti od uredništva časopisa ABC tehnike!

Vladimir Mitrović, Robert Sedak

32

SVIJET ROBOTIKE

Robotika u brodogradnji Supertankeri nisu samo najveći među brodovima već su i u povijesti najveći izgrađeni pokretni tehnički objekti. Izgraditi moderan tanker nije danas stvar prestiža već poslovne sposobnosti.

Konkurencija u brodogradnji je globalna i traže se izvođači koji isporučuju brodove visoke kvalitete, izrađene brzo i po najnižoj mogućoj cijeni.

Rokovi izgradnje stalno su skraćivani pa su i stara brodogradilišta Europe ostala bez radne snage i nisu se mogla natjecati s brodogradnjama Južne Koreje, Japana i Kine gdje su ljudski resursi krajem XX. st. bili dostupni i jeftini. No, postupno je i na Istoku bilo sve manje radnika jer brodogradnja nije mogla plaćama konkurirati naftnoj ili plinskoj industriji.

Brodogradilišta su, da bi ostala konkurentna, počela automatizirati, pa i robotizirati, segmente izrade broda. Osim učinkovitosti robotika povećava kvalitetu rada na monotonim zadacima, ali i štiti radnike od opasnosti. Roboti zamjenjuju kvalificirane radnike u zavarivanju, pjeskarenju (čišćenju od hrđe) i bojanju trupa broda, dizanju teških tereta, ali i na zadacima remonta i održavanja brodova.

Suvremeni veliki brodovi izrađuju se od čeličnih ploča (panela) i različitih profila za povećanje krutosti konstrukcije. Izrada velikih brodova od kompozitnih materijala zanemariva je u odnosu na klasičnu izradu zavarenih metalnih trupova. Čelični limovi visoke čvrstoće za donje dijelove trupa debeli su i do 15 mm.

Trup velikog tankera izrađuje se po sekcijama koje se spajaju zavarivanjem kako bi se postigla visoka krutost konstrukcije broda. Središnje sekcije jednake su i smještene između pramčane i krmene sekcije. Različiti vodovi i cijevi postavljaju se već pri izradi podsklopova ili blokova tako da je točnost izvedbe vrlo važna. Unutarnja oprema postavlja se što je ranije moguće, već nakon montaže prvih blokova.

Iz čeličnih ploča kroje se, standardno prema CAD koordinatama, segmenti konstrukcije i potom se režu plinskim ili laserskim CNC rezali-

ROBOTIZACIJA BRODOGRADNJE. Na slici desno prikazana je evolucija teretnih brodova. Najveći supertanker Seawise Giant izgrađen je 1979. godine u Japanu. Dugačak 458,45 metara i s gazom od 24,611 metara pri punom opterećenju nije mogao ploviti kanalom La Manche. To je najveći pokretni tehnički sustav (slika u sredini). Brodogradilišta na Dalekom istoku (slika lijevo) mogu porinuti oko 30 brodova godišnje. Takva učinkovitost dijelom je posljedica visoke automatizacije izrade koja može obuhvatiti i 70 posto proizvodnih procesa. U brodogradnji su rijetke serijske proizvodnje, a kada ih i ima onda su vrlo male. Automatizacija je zastupljenija u početku izgradnje broda pri izradi sekcija. S povećanjem visine rad postaje sve teži.

Veličina broda jako utječe na mogućnost robotizacije.

cama. Nakon toga se, uz istovremeno zagrijavanje, ploče savijaju na potreban oblik.

Najrašireniji način izrade trupa broda je zavarivanjem čeličnih ploča. Prije zavarivanja limovi trupa spajali su se zakovicama. Zavari su se pokazali boljima: znatno su lakši, otporniji su na sol, spojevi su nepropusni za vodu i ulje i zahtijevaju malo naknadnog održavanja. Zavarivanjem se postiže glatkoća trupa što snižava otpore plovidbe i smanjuje količinu pogonskog goriva.

Najvažnije je, ipak, to da se zavareni spojevi lakše izrađuju što skraćuje vrijeme gradnje.

Danas se za strojna zavarivanja točno izračunavaju pozicije gibanja alata za zavarivanje, ali se predviđaju i promjene oblika dijelova nakon procesa zavarivanja što je vrlo važno zbog akumulacije deformacija.

No zavarivanje je najskuplji i najdugotrajniji dio proizvodnog ciklusa izrade brodova. Zbog toga fleksibilna automatizacija zavarivanja ima velik utjecaj na konkurentnost brodogradilišta.

Robotika se smatra jednim od ključnih čimbenika tržišne konkurentnosti suvremenog brodogradilišta bez koje nije moguća gradnja brodova prema propisanim standardima.

Robotika omogućava i nižu cijenu i konkurentnost u isporuci, kao i fleksibilnost u zavarivanju. Tako se skraćuju i rokovi isporuke plovila.

U brodogradnji se najviše koristi točkasto i elektrolučno zavarivanje. U općoj industriji (poput automobilske) najčešća primjena robota je upravo kod elektrolučnog zavarivanja. Zavarivanje robotima bolje je od ručnog jer povećava brzinu rada i, posebno, zbog kvalitete (ujednačenosti) izvedbe zavara čime se smanjuje mogućnost propusnosti trupa na spojevima.

Postupak zavarivanja vrlo je osjetljiv na promjenu parametara zavarivanja kao što su struja, napon, brzina zavarivanja, zaštitni plin, duljina luka i sl. Mala promjena u razmaku između

PRIMJENE ROBOTA U BRODOGRADNJI. Najzastupljenija je primjena robota na zavarivanju segmenata i sekcija trupa broda (slike lijevo i desno). No da bi se uspješno robotiziralo proizvodnju potrebno je od samog početka konstruiranja broda koristiti suvremene softvere za oblikovanje (CAD) i izradu (CAM i CAE) kako bi se osigurala brza izrada (digitalne) dokumentacije, izrada i montaža dijelova i sklopova i na kraju kontrola izvedenoga. Na slici u sredini prikazan je brod projektiran u 3D-vizualnoj tehnici u brodogradilištu “Uljanik”. Na tržištu je danas prisutno više desetaka specijaliziranih softvera za razvoj, projektiranje, konstrukciju i izradu broda tako da je nove izgradnje moguće simulacijski (virtualno) provesti off-line sve do trenutka porinuća.

33

REZANJE I SAVIJANJE LIMA. Izrada i najvećeg trupa broda, poput tankera s dvostrukim dnom (slika u sredini) započinje izrezivanjem limova prema digitalnim nacrtima. Za to se koriste velike CNC-rezalice za rezanje plazmom (slika lijevo). Izrezani limovi savijaju se prema obliku broda, npr. za zaobljeni “lukovičasti” pramac. Korejsko brodogradilište Hyundai Heavy Industries Co., vodeće po robotizaciji zbog učinkovitosti, sigurnost rada i smanjenje troškova uvelo je još 2018. godine robotski sustav za 3D-oblikovanje zakrivljenih limenih površina brodova opremljen visokofrekventnim induktivnim sustavom grijanja i višezglobnom rukom (slika desno). Sustav ima tri puta veću produktivnost uz ujednačeniju kvalitetu krajnjeg proizvoda. Takav robotski sustav donosi milijunske uštede u razdoblju od 10 do 20 godina korištenja.

Roboti mogu zamijeniti ljude i u obavljanju opasnih poslova pri remontu i održavanju brodova, a njihovo korištenje smanjuje broj bolovanja i sprječava nesreće na radu. plamenika za zavarivanje i lima može uzrokovati znatne promjene u strukturi zavara. Kod robotskog zavarivanja nema ljudskih grešaka.

Robotsko zavarivanje u brodogradnji je i isplativije, a postoje i druge prednosti uvođenja u brodogradnju.

Glavni razlozi uvođenja robota za zavarivanje u brodogradnju su nedostatak iskusnih kvalificiranih zavarivača, povećanje sigurnosti i kvalitete izvedbe te velik udio troškova rada u cijeni broda. Robot za zavarivanje u brodogradilištu može zadatak obaviti i 40% brže od ručnog zavarivača.

Prvi industrijski roboti za zavarivanje primijenjeni su u brodogradnji 80-ih godina u Japanu dok je u Europi, SAD-u i Južnoj Koreji primjena kasnila cijelo desetljeće. Južnokorejski Hyundai Heavy Industries, najveći svjetski brodograditelj koji je i proizvođač robota, uveo je robote za zavarivanje u svoja brodogradilišta 2013. godine.

No unatoč svim prednostima broj robota za zavarivanje u brodogradnji nije ni približan broju u drugim industrijskim sektorima. Robotizacija zahtijeva visoka početna ulaganja i visokoobrazovano osoblje. Početna faza robotizacije uključuje visoka kapitalna ulaganja, a brodogradnja ima spor povrat uloženog kapitala. Ipak, danas su uvjeti robotizacije brodogradnje povoljniji nego prije: od vremena prvih primjena robota u brodogradnji troškovi rada su dvostruko viši, a cijene robota dvostruko niže.

ZAVARIVANJE ELEMENATA SEKCIJA MOSTNIM ROBOTIČKIM SUSTAVIMA. Brodogradnja ima posebne zahtjeve prema robotskom zavarivanju u usporedbi s drugim industrijama što stvara visoke investicijske troškove uvođenja robotizirane proizvodne linije. Veliki brodovi izgrađuju se zasebno u sekcijama koje se naknadno spajaju. Spajanjem sekcija povećavaju se i greške izrade koje su posljedica deformacija uzrokovanih unosom topline tijekom mnogobrojnih zavarivanja. I u brodogradnji se koriste uobičajene robotske ruke za zavarivanje, no one su zbog velikih dimenzija obradaka učvršćene na pokretne konzole s X-, Y- Z-hodovima od više desetaka metara (slike desno i u sredini). Dijelovi za zavarivanje pozicionirani su prema računalnom (CAD) modelu izrade. Robot se programira off-line tako da je moguće istovremeno nadzirati rad više robotičkih ruku (slika lijevo). Uvode se i roboti s autonomnom navigacijom i 3D-videosustavima koji sami identificiraju mjesta spajanja.

Automatizacija doseže i do 68% proizvodnje što povećava produktivnost i kvalitetu.

34

ROBOTI U REMONTU I ODRŽAVANJU. Osim u izradi broda roboti se koriste i u završnim radovima površinske zaštite. Na slici lijevo prikazan je teleoperacijski sustav za obavljanje poslova na čišćenju i bojanju trupa broda. Poslovi poput skidanja hrđe pjeskarenjem ili bojanja trupa dugotrajno se rade na velikim visinama i uz visoke mjere zaštite za ljude. Razvoj sustava financirala je Mornarica SAD-a. U održavanju brodova sve se više koriste robotizirane ronilice za čišćenje dijelova broda pod vodom bez izvlačenja na dokove.

Mala i srednja brodogradilišta nisu mogla postići visoku iskoristivost robota pa je period amortizacije dugačak. S pojavom jeftinih cobota prilike se mijenjaju na bolje.

Jedno od najnaprednijih i najučinkovitijih svjetskih brodograditelja, južnokorejski Samsung Heavy Industries, uspješno poslovanje temelji na visokoj automatiziranosti gradnje LNG-brodova ili ultravelikih kontejnerskih brodova. Robotika omogućava kvalitetnu cijenu i konkurentnost u isporuci, kao i fleksibilnost u zavarivanju. Tako se skraćuju i rokovi isporuke plovila.

Usavršavanje softvera omogućuje sigurno upravljanje automatiziranim sustavima i bez visoke stručnosti što dodatno potiče širenje robota u brodogradilištima različitih veličina.

Operater ne treba robotu ručno dodjeljivati zadatke niti ga nadzirati pa može kontrolirati

i do šest robota odjednom. U slučaju kvara ili potrebe za servisom, robot se samostalno postavlja u servisni položaj. Nakon popravka vraća se tamo gdje je bio prekinut. Softver obuhvaća brojne funkcionalnosti za automatsko geometrijsko prepoznavanje 3D-oblika i generiranje zadataka zavarivanja ili off-line programiranja robota za zavarivanje.

Osim u zavarivanju roboti se sve više koriste i kod remonta i inspekcije posebice u cijevima ili na teško dostupnim mjestima. Sve češće su uporabe na poslovima čišćenja i bojanja trupa koji su zbog visine i opsega opasni i zamorni za ljude.

Posebne robotske ronilice opremljene različitim uređajima za detekciju oštećenja ili čišćenje trupa i propelera pod vodom stvaraju sasvim nova radna pravila u tradicionalno teškim i skupim poslovima.

Igor Ratković

Uništena američka raketa za prijevoz turista do ruba svemira Put u svemir popločen je neumitnim padovima Od Gagarinova leta u svemir (12.4.1961.) do danas u svemirskim brodovima na putu u svemir ili pri povratku iz svemira smrtno je stradalo osamnaest (18) svemirskih letača. Četiri smrtna slučaja broje Rusi, a četrnaest Amerikanci. Dosad je šestotinjak ljudi imalo prigodu, na ovaj ili onaj način, prijeći Karmanovu liniju koja označava početak svemira na visini od 100 km iznad razine mora. To nam daje nešto bolji rezultat od izraču-

ASTRONOMIJA

natog tehničko-statističkog uzorka od oko 4% šanse za smrtni ishod prilikom letova u svemir ili iz svemira. S tim izgledima svemirski letači svjesno prihvaćaju izazov pogleda na Zemlju “odozgo”! Zadnji gubitak ljudskih života dogodio se 1.2.2003., tragedija američkog raketoplana Columbia kojom je prilikom smrtno stradalo sedmero astronauta.

U ponedjeljak, 12.9.2022. u 16:26 po našem vremenu (UT+2) s raketodroma Van Horn, Texas, SAD, na suborbitalni let krenula je Blue Originova

35

raketa New Shepard s kapsulom “RSS H.G. Wells” koja inače služi za turističke letove “life&stile” astronauta do ruba svemira i natrag. Ovog puta u kapsuli nisu bili ljudi već eksperimenti američke svemirske agencije NASA. Minutu nakon polijetanja pri visini od 8500 m došlo je do problema.

U svega nekoliko sekundi vidljivo se zadimilo iz sapnice glavnog, jedinog, raketnog motora (BE3) nakon čega je on potpuno prestao s radom.

Raketa New Shepard se tada zaljuljala na nebu, misija je bila nepovratno ugrožena. Sigurnosni sustav spašavanja kapsule reagirao je promptno.

Tijekom svega par sekundi od pojavljivanja problema računalni sustavi letjelice, shvativši što se događa, pokrenuli su sigurnosnu proceduru prisilnog odvajanja kapsule od rakete. Bila je to uspješna demonstracija rada sustava za spašavanje.

Kapsula s eksperimentima koja nosi naziv po Herbertu G. Wellsu odvojena je od tijela rakete te je krenula u proceduru sigurnog prizemljenja koja je bila potpuno uspješna. Sustav padobrana i retromotora u završnoj fazi slijetanja spustio ju je na tlo bez oštećenja. Ona će se koristiti i nadalje (nakon obvezatnog tehničkog pregleda) u letovima sa i bez ljudske posade.

S druge strane, sama raketa New Shepard uništena je. Nakon otkazivanja glavnog raketnog motora bilo je izvjesno kako slijedi nekontrolirani pad i raspad pri udaru o zemlju. Blue Origin, tvrtka za aerosvemirske tehnologije, tada je ostala samo na jednoj raketi New Shepard za turističke misije do ruba svemira. To će zasigurno poremetiti planirani vremenik misija, a slijedi i procedura istrage same nesreće do čijeg okončanja ne smije biti novih polijetanja.

Aerosvemirske tehnologije smatraju se najzahtjevnijim područjem ljudskog rada. Ma koliko se pažnje pridaje sigurnosnim aspektima neumitno će ponekad doći do otkazivanja, pa i pravih tragedija. Da je kojim slučajem u ovoj misiji umjesto eksperimenata u kapsuli bila ljudska posada sve bi bilo znatno teže i medijski eksponiranije. Ipak, raduje činjenica kako je sigurnosni sustav spašavanja kapsule u cijelosti uspješno odradio svoj posao. Imajmo na umu kako to nije moguće u svim sekvencama leta svemirskih misija!

Bila je ovo dvadeset i treća po redu misija (NS-23) ovakvog tipa američke tvrtke Blue Origin koju vodi milijarder Jeff Bezos. Što je i kako pošlo po zlu znat će se nakon istrage koja je u tijeku.

Marino Tumpić