Časopis ABC tehnike broj 664 za travanj 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 (56) I ČASOPIS ZA MODELARSTVO I SAMOGRADNJU

Broj 664 I Travanj / Aprill 2023. I Godina LXVII.

GRADITELJSTVO

Jedinstvena wellness oaza u Južnom Tirolu

Talijanski arhitektonski studio NOA (Network of Architecture) zaslužan je za jedan od najzanimljivijih wellness centara u Europi, Hub of Huts u Južnom Tirolu koji izgleda kao da lebdi u zraku.

Nevjerojatna građevina djelomično je izgrađena “naopačke”. Jedinstvena konstrukcija wellness centra Hub of Huts inspirirana je odrazom planinskog sela u vodi. Sastoji se od gornjih uspravnih strukturalnih dijelova i donjih dijelova koji su položeni naopako. Nadogradnja je postojećeg hotelskog kompleksa i čini nastavak dosadašnje wellness zone. Građevina podignuta na platformi 15 metara iznad zemlje povezana je s glavnom zgradom hotela visećim prolazom.

U donjoj razini, koja djeluje naopačke, nalazi se predsoblje, dvije saune, tuševi i vanjski bazen iz kojeg se pruža pogled na živopisni krajolik.

Gornju razinu čine dva bazena, panoramski tuševi i svlačionica.

Boje i materijali građevine odabrani su u skladu s planinama koje ju okružuju, tako da stvaraju umirujuću atmosferu – od zemljane palete boja i materijala, uključujući drvene detalje poput parketa od bijelog hrasta i keramike u boji pijeska do aluminijskih ploča u prirodnim smeđim tonovima.

Izvor: ArchDaily Foto: ©Alex Filz SK

U OVOM BROJU Jedinstvena wellness oaza u Južnom Tirolu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 Vremenska prognoza. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Proljeće: Baby Boom u životinjskom svijetu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 BBC micro:bit [38]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Robotski modeli za učenje kroz igru u STEM-nastavi – Fischertechnik (56). . . . . . 14 Mala škola fotografije. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Analiza fotografija. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 SF. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Shield-B, razvojna pločica za Arduino Uno (6). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Brojčana jedinica bel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 Upoznajte gljivu koja bi jednoga dana mogla zamijeniti plastiku. . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Roboti i zbrinjavanje otpada. . . . . . . . . . . . . . 32 Hotelska soba na sjeveru Švedske smještena u krošnje šume . . . . . . . . . . . . . . . 36 Nacrt u prilogu: Robotski modeli za učenje kroz igru u STEM-nastavi – Fischertechnik (56) Sjedeća garnitura

Nakladnik: Hrvatska zajednica tehničke kulture, 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 8 (664), travanj 2023. Školska godina 2022./2023.

Naslovna stranica: Biosfera

Uredništvo i administracija: Dalmatinska 12, P.p.

149, 10002 Za­greb, Hrvatska telefon (01) 48 48 762 i faks (01) 48 46 979; www.hztk.hr; e-pošta: abc-tehnike@hztk.hr “ABC tehnike” na adresi www.hztk.hr Izlazi jedanput na mjesec u školskoj godini (10 brojeva godišnje) Rukopisi, crteži i fotografije se ne vraćaju Žiro-račun: Hrvat­ska zajednica tehničke 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

Vremenska prognoza Jedna od najčešćih tema koje se mogu čuti u svakodnevnoj komunikaciji je vrijeme i vremenska prognoza. O predviđanju vremenskih prilika sluša se i gleda u svim informativnim emisijama, ali i čita svakodnevno na internetu. Gotovo svakog čovjeka, iz različitih razloga, interesira kakvo će biti vrijeme danas, sutra, idući tjedan… ili u određenom vremenskom razdoblju ili području.

Svatko danas ima omiljene emisije ili internetske stranice za koje smatra da su najpouzdanije, pa se sukladno prognozi tako i oblači, priprema za radove, putovanje ili nešto drugo. O interesu za ovo područje pisao je i hrvatski prirodoslovac i popularizator znanosti i tehnike Oton Kučera 1897. u knjizi Vrieme – Crtice iz meteorologije.

Između ostalog napisao je: “Vrieme ne zanima samo izletnike od zabave; već kod turista o njemu gdjekada visi život. Brodaru, seljaku, gospodaru visi sva eksistencija o vremenu.” Još od samog nastanka ljudske civilizacije, ljudi su počeli prognozirati vrijeme, uz pomoć različitih opažanja, tzv. narodna meteorologija: “Komarci grizu k’o ludi, bit će kiše”, “Lastavice nisko lete, dolazi promjena vremena”, “Šišmiš leti kasno – sutra vrijeme k r a s n o ”, “Mjesec u magli najavljuje pogoršanje”, “Pauci brzo pletu mreže, bit će lijepo” i dr.

Jedan od prvih zapisa koji se povezuju s prognozom vremena je djelo grčSlika 1. Još od davnina ljudi su uz kog filozofa, pomoć različitih opažanja u prirodi znanstvenika prognozirali vrijeme i polihistora Aristotela iz 350. godine prije Krista pod nazivom: Nebeske pojave. Aristotelov učenik i filozof Teofrast iz Ereza u III. stoljeću prije Krista objavio je Knjigu znakova u kojoj govori o vremenskoj prognozi koja će skoro dvije tisuće godina

TEHNIČKE POŠTANSKE MARKE

Slika 2. Vremenska prognoza jedna je od najpopularnijih radiotelevizijskih emisija, ali i najčitanija tema u tiskovnim medijima i na internetu

imati velik utjecaj na prognoziranje vremana.

Razvoj meteorologije, posebice nakon velikih geografskih otkrića sredinom XV. stoljeća, ubrzalo je povećanje svijesti o nužnosti razvoja izrade vremenskih prognoza. Početkom XVII. stoljeća započela su prva instrumentalna promatranja na temelju kojih su se donosile vremenske prognoze. Razvoj meteorologije, i mogućnost njenog iskorištavanja u svakodnevnom životu, potaknuo je nastanak prvih meteoroloških službi. U Beču je 1873. godine održan Prvi međunarodni kongres meteorologa na kojem je osnovana Međunarodna meteorološka organizacija (engl.

International Meteorological Organization, I M O ) .

Vr e m e n s k e prognoze donose se za kraće, srednjoročno i dugoročno vremensko razdoblje. Uz Slika 3. Znanost koja se bavi istraži- ove postoje vanjem vremenske prognoze naziva i specijalne se meteorologija

3

vremenske prognoze, npr. za potrebe zrakoplovstva predviđa se razvoj vremenskih prilika na određenim visinama, za potrebe pomorstva uz meteorološke elemente uključuju se i stanje mora na određenom akvatoriju, dok se za vojne potrebe u vremenskim prognozama specificiraju meteorološki elementi važni za odvijanje planiranih aktivnosti. Reducirana i pogrešna vremenska prognoza, jednako kao i njezino neodgovarajuće predstavljanje, može uzrokovati znatne materijalne štete, pa čak i ugroziti ljudske živote.

Ženeva, svjetsko sjedište

Zbog povijesne uloge tijekom zadnjih stotinjak godina, švicarski grad Ženeva (fran. Genève, njem. Genf, tal. Ginevra), danas je jedan od najpoznatijih gradova u svijetu. Iako nije velika prema broju stanovnika (oko 200-tinjak tisuća), Ženeva je sjedište mnogih multinacionalnih kompanija i međunarodnih organizacija: Ujedinjeni narodi za Europu, Međunarodna organizacije rada (ILO), Svjetska meteorološka organizacija (WMO), Svjetska trgovinska organizacija (WTO), Svjetska zdravstvena organizacija (WHO), Crveni križ, Međunarodna telekomunikacijska unija (ITU), Europsko vijeće za nuklearna istraživanja (CERN), Europska unija za radiodifuziju i televiziju (EBU), UNHCR i dr. Neke od ovih organizacija povezane su izravno sa Ženevom, poput Crvenog križa: kada je u talijansko-austrijskom ratu 1859. u bitki kraj Solferina ostalo na bojištu 40 tisuća ranjenika bez vode, hrane i liječničke pomoći, očevidac te

Slika 4. Međunarodna radioamaterska udruga (engl.

International Amateur Radio Union, IARU) jedina je hobistička organizacija koja je ravnopravna članica Međunarodne udruge za telekomunikacije čije je sjedište u Ženevi

4

Slika 5. Europski laboratorij za fiziku čestica (CERN), prije Europsko vijeće za nuklearna istraživanja, najveći je znanstveni laboratorij na svijetu. Osnovan je 1954. godine sa sjedištem u Ženevi

bitke Švicarac iz Ženeve Henry Dunant, potaknuo je u Ženevi osnivanje međunarodne filantropske organizacije za pomoć ranjenima i bolesnima u ratu, a pod nazivom i znakom Crvenoga križa.

U Ženevi su održane mnoge važne međunarodne konferencije, politički i znanstveni skupovi, npr. Ženevske konvencije (skupni naziv za niz međunarodnih ugovorâ sklopljenih radi zaštite osoba koje ne sudjeluju ili više ne sudjeluju u ratnim operacijama). Zbog svega navedenog, Ženeva je u samom svjetskom vrhu prema broju izdanih maraka, izravno ili neizravno povezanih s ovim kozmopolitskim središtem: 92. konferencija Međunarodne organizacije rada u Ženevi 2004. (Brazil), svečano otvorenje nove zgrade Međunarodne zdravstvene organizacije 1966.

(Bugarska), 24. kongres Svjetske poštanske unije 2004. (Kenija), Europsko nogometno prvenstvo Austrija–Švicarska, Ženeva 2008. (Austrija) i dr.

U Ženevi se izaju (pored New Yorka i Beča) i poštanske marke Ujedinjenih naroda s nominalnom vrijednosti u švicarskim francima (CHF). Ženeva je drugi grad po veličini u Švicarskoj.

Nalazi se na francuskom govornom području, u jugozapadnom dijelu Švicarske na granici s Francuskom, na Ženevskom jezeru. Tijekom povijesti mijenjala je različite gospodare, ali je 1815. stupila u Švicarsku Konfederaciju kao 22. kanton (federalna jedinica koja ima svoj ustav, zakonodavstvo, parlament i upravu).

Ivo Aščić

Proljeće: Baby Boom u životinjskom svijetu I, konačno, odjeven u zeleno ruho i noseći pregršt šarenih obećanja u vidu procvjetalih voćki i livadna cvijeća, stigao nam je travanj! Usprkos još uvijek promjenjivu i nestabilnu vremenu, svi se veselimo proljeću, Uskrsu i buđenju svekolike prirode – a posebice njeni primarni žitelji – životinje!

Proljeće je sinonim za novi ciklus, život i, naravno, pregršt mladunaca različitih vrsta. Kako se ovaj baby boom manifestira u prirodi i kako ga podržati, doznajte u članku koji slijedi!

Proljeće je vrijeme kada će nesumnjivo svatko od nas, neovisno o tome živimo li u gradu ili na selu, barem jednom naletjeti na neku od divljih životinja zastupljenih u sve većem broju i u urbanim sredinama! Razloge za to, izuzev činjenice sve brže i kompletnije urbanizacije okolnih naselja i prirodnih dobara koja izravno utječe na gubitak prirodnih staništa divljih životinja, treba tražiti i u činjenici da su proljeće i rano ljeto biološki i fiziološki najaktivnija razdoblja u životima mnogih vrsta s obzirom na sam reproduktivni sustav, a čije posljedično ponašanje, između ostalog, neminovno rezultira i učestalijim susretima ljudi i divljih vrsta, ponekad i u samom centru velegrada. Travanj i svibanj su, naime, mjeseci pravog baby booma u prirodnom svijetu!

Tako, primjerice, mladunci lisica na svijet dolaze u travnju i svibnju te iz jazbina izlaze u dobi od četiri tjedna starosti. Njihove majke, u intenzivnijoj potrazi za hranom kako bi prehranile mladunčad i sebe same (uslijed povećanih prehrambenih potreba s obzirom na to da se radi o sisavcu tijekom perioda dojenja), često prilaze blizu ili zalaze u sama gradska područja u kojima je, nažalost, još uvijek prva asocijacija i “najglamurozniji” trend u smislu neke mikrobi-

TEHNIKA I PRIRODA

ološke propagande upravo – bjesnoća. Ljudima je stoga ponekad teško objasniti da za paniku nema potrebe i da lisica koja je eventualno prošetala nečijim dvorištem nije bijesna zvijer u potrazi za žrtvom koju će ugristi, već daleko vjerojatnije ‒ mama u potrazi za hranom!

Naime, lisičin prirodni životni prostor prostire se na cca 1200 hektara, a njezin životni teritorij uz naseljena mjesta čini svega cca 100 hektara.

Ta hrana neće biti nečiji pas, mačka ili dijete, ali bi vas mogla vrlo efektivno riješiti pokojeg glodavca oko okućnice. Lisičina uobičajena prehrana sastoji se od manjih sisavaca (najčešće glodavaca), ptica, zečeva, kukaca itd., no u nedostatku lovišta ona je često primorana, baš poput domaćih pasa lutalica ili ostalih Canida poput čagljeva, preživljavati na otpacima. Što automatski prebacuje na sljedeći razlog, nakon gubitka dostatnog staništa, prisutnosti divljih životinja u urbanim sredinama – smeće. Ljudske su nastambe i njihova okolica, s obzirom na kulturu i način života, po prirodi stvari sljedeći logičan korak u evoluciji suživota s dominantnom vrstom, ljudima. U nedostatku hrane, svaka životinja čini upravo ono što čini i čovjek koji nema kako niti čime ‒ kopa po smeću nadajući se upotrebljivim ostacima nekih sretnijih obitelji... I, dok možda većini ljudi nesnosno graktanje vrana strahovito ide na živce, a majke s djecom zgražaju se nad neredom raskopanih kanti za otpatke u dječjim parkovima, kante su često jedina supstitucija za prirodnu hranu mnogim

5

bićima koja smo, svjesni mi toga ili ne ‒ učinili beskućnicima. No, dok su lisice još uvijek za velik broj ljudi poprilično zastrašujuća pojava, tijekom proljeća sasvim je lako naletjeti i na druge vrste, asocijativno daleko manje povezane s opasnostima poput bjesnoće. Naime, proljeće je vrijeme i beba zečića i srnica. Iako su zaista neodoljivi, u slučaju pronalaženja mladunaca ovih vrsta, nemojte ih nipošto dirati! Mame srne i zečice često sakriju svoj podmladak duboko u gustu travu, međutim, ukoliko pri svom povratku osjete miris čovjeka ili njegova pratitelja psa na mladuncima, zasigurno će ih odbaciti. Vidite, divlji zečevi, za razliku od kunića, na svijet svoje mlade donose na otvorenom, odnosno, u travi bez izgrađenog gnijezda. Stoga ljudi često pomisle da su ostavljeni. Ponavljam, ni za živu glavu ih ne dirajte! Majka ih posjećuje jednom do najviše dva puta dnevno, na svega nekoliko minuta kako bi ih nahranila. Međutim, ako ste mladunce dirali vi ili vaš pas, majka ih zbog stranog mirisa neće prepoznati kao svoje i neće ih više hraniti.

Zečići nemaju miris pa predatori nerijetko prošeću pored njih bez da ih primijete. No, ukoliko su vaš pas ili mačka ipak pronašli zečića, neovisno o vašoj dobronamjernoj intervenciji, na njemu su ostavili svoj miris i majka ga više neće prepoznati. U krugu od nekoliko kvadratnih metara od mjesta gdje je vaš pas pronašao zečića zna biti još mladunaca, budući da se bebe često nalaze u više gnijezda udaljenih na svega par metara jedno od drugog. U tom slučaju, kako pas ne bi dirao i ostale mladunce, obavezno pripazite da se ne kreće u tom području barem sljedećih mjesec dana. Ovakvi su susreti dosta česti tijekom proljetnih šetnji prirodom, ali i za vrijeme proljetne košnje kada, nažalost, često završavaju fatalno zbog čega se preporuča dodatan oprez!

Ukoliko nađete gnijezdo, molim vas da iduća dva mjeseca ne kosite u radijusu od barem 5 m oko njega, kako bi se bebe imale gdje sakrivati dok rastu i razvijaju se. Treba se jednostavno udaljiti te tijekom tog perioda ne odlaziti ondje, a travu ostaviti nepokošenu što je duže moguće.

Također, prije košnje valja prošetati dijelom koji planirate kositi, kako biste na vrijeme u busenu trave zapazili moguće gnijezdo i u tom slučaju odgodili košnju barem na tom dijelu livade.

Naravno, sasvim je očekivano da se gnijezdo s bebama nalazi svega nekoliko metara od vaše kuće ili vikendice, usred vrta, voćnjaka ili vino-

6

grada. Štoviše, u Hrvatskoj se svake godine nenamjerno uznemiri nekoliko stotina mladunčadi zečeva u gnijezdima te velika većina njih zbog toga ugiba. Situacija je vrlo slična i sa srnama te vrijede ista pravila – uočite li lane u travi, držite se podalje koliko god je to moguće jer mama je blizu i neće ga napustiti (osim ukoliko ste ga već dirali!). Izuzev sisavaca poput lisica, zečića i kuna te niza ptičjih vrsta čiji poletarci (mlade ptičice) treniraju s roditeljima prve letove (poput mladih sovica, vrapčića, sjenica i vranica), tu su i brojni bezopasni i vrlo korisni gmazovi koji, također najčešće u nedostatku hrane te potaknuti (ne) prirodnim promjenama u temperaturi zraka uslijed globalnog zatopljenja te promjene klime, iz okolnih šuma dolaze u gradove u kojima uzrokuju većinom paniku ‒ naravno, radi se o zmijama!

Iako su zmijske vrste koje se kod nas nalaze uglavnom bezopasne i u prirodi i u kućanstvu te služe kao prirodni deratizatori, ljudi na njih gledaju kao na opasne životinje koje je najbolje smjesta ubiti što je, sukladno Zakonu o zaštiti prirode (NN 80/13, 15/18) i Pravilniku o strogo zaštićenim vrstama (NN 144/13, 73/16), kažnjivo jer su u Republici Hrvatskoj zmije zaštićene životinje! Izuzev toga, napomenimo i da je Hrvatska relativno “siromašna” zemlja po broju vrsta ljutica, tj. otrovnih zmija ‒ konkretno, imamo ih samo tri: poskok, riđovka i planinski žutokrug (od kojih je potonja najrjeđa i u toksikološkom smislu najbezopasnija). Usprkos činjenici postojanja nekoliko otrovnih vrsta zmija na našim područjima, u gradskim se sredinama većinom mogu naći bezopasne smukulje, bjelouške i bjelice, koje bez bojazni i sami možete podići štapom, staviti u neku kutiju i pustiti u šumu. Otrovnice vas zasigurno neće ugristi ukoliko ih ne iznenadite i uplašite pri čemu, posebno satjerane u kut, mogu reagirati agresivno u samoobrani! U slučaju sumnje o kojoj je vrsti riječ, pokušajte reagirati smireno i smisleno te s odstojanja slikati zmiju

te elektronski poslati dojavu ili nazvati jednu od udruga ili institucija koje se bave zaštitom divljih životinja. I opet, u slučaju da niste sigurni gdje ili koga kontaktirati, lokalni veterinar može biti od velike pomoći. U slučaju da nemate baš nikoga dostupnog, svakako je bolje o zmiji obavijestiti čak i policiju ili vatrogasce (koji će znati kako i koga obavijestiti ili sami ukloniti zmiju bez opasnosti), nego je jednostavno ubiti bilo kojim raspoloživim sredstvom! Ipak, najčešće divlje vrste koje ćete susresti u gradovima, većini su ljudi daleko simpatičnije, a spadaju pod ornitološku domenu ‒ naravno, radi se o bebama ptičicama.

Svaki će čovjek priskočiti u pomoć ptičici ispaloj iz gnijezda, no, nažalost, zbog neinformiranosti, često pritom napraviti daleko više štete nego koristi! Ako je ptičica bilo koje vrste još vrlo mala i “goluždrava”, dakle, još nije opernatila, najbolje je pokušati je vratiti u gnijezdo jer su šanse za preživljavanje tako malih ptica bez mame na umjetnoj dohrani gotovo nikakve. Daleko se češće pronalaze poletaraci, opernaćene mlade ptičice, koje pri prvim letovima često padnu na tlo na kojem neko vrijeme potom i ostanu.

Najbolji savjet koji vam mogu dati u slučaju pronalaženja takve ptičice jest da je ne dirate!!!

I mislim da ovo ne mogu naglasiti dovoljno! Ako je ptica zdrava i bez vidljivih ozljeda, padovi iz gnijezda prirodna su i normalna pojava. Njeni su roditelji blizu da je brane, hrane i čuvaju pa biste je, udaljavanjem od gnijezda i, posebice, neadekvatnom ishranom i skrbi, vjerojatnije prije ubili nego spasili!

Prije poduzimanja ikakvih koraka, osim ako je ptičica u neposrednoj opasnosti po život (ptići koji su ostali bez roditelja, ptić koji je pao npr. među šine tramvajske pruge, ptić slomljena krila, nožice ili sl.), molim vas, slikajte pticu ako ste u mogućnosti, eventualno je podignite na najbliže

povišenje ili granu i kontaktirajte neku od udruga poput AWAP-a, Croatian Wildlife Research and Conservation Societyja, Ornitološkog laboratorija ili neku od institucija i ustanova poput Zoološkog vrta Zagreb ili javnih parkova prirode koje će vam sve rado izaći ususret savjetom ili, u slučaju potrebe, neposrednom intervencijom.

Također mogli bi pomoći izvrsni tutoriali o ishrani i brizi za ptice i ostale životinjice čije je prisustvo često u gradskim sredinama, a na koje biste mogli naići na web-stranicama i društvenim mrežama navedenih udruga i koji nude detaljne upute o ispravnom postupanju kako ih samostalno othraniti te potom pustiti u prirodu!

PRILOG: Popis registriranih udruga i institucija za zaštitu divljih životinja na teritoriju RH • Aquarium Pula d.o.o., Verudela bb, HR-52100 Pula, OIB: 00972615522 • AWAP ‒ Udruga za zaštitu divljih životinja, Siget 6, HR-10000 Zagreb, OIB: 28856251627 • NP Brijuni ‒ Javna ustanova Nacionalni park Brijuni, Brionska 10, HR-52212 Fažana, OIB: 79193158584 • Priroda ‒ Javna ustanova ‘Priroda’, Grivica 4, HR-51000 Rijeka, OIB: 82785517509 • MOC ‒ Morski obrazovni centar Pula, Negrijeva 10, HR-52100 Pula, OIB: 18794203855 • Plavi svijet ‒ Institut za istraživanje i zaštitu mora, Kaštel 24, HR-51551 Veli Lošinj, OIB: 25888957858 • Udruga Sokolarski centar, Škugori 47a, HR-22000 Šibenik, OIB: 15862016878 • Ruščica ‒ Udruga za zaštitu životinja Ruščica, Ruščičkih žrtava 51, HR-35208 Ruščica, OIB: 07574394691 • Unikom d.o.o. za komunalno gospodarstvo ‒ Radna jedinica zoološki vrt, Ružina 11a, HR-31000 Osijek, OIB: 07507345484 • ZOO Zagreb ‒ Ustanova Zoološki vrt grada Zagreba, Maksimirski perivoj bb, HR-10000 Zagreb, OIB: 69262261098 • VEF ‒ Veterinarski fakultet Sveučilišta u Zagrebu, Ulica Vjekoslava Heinzela 55, HR-10000 Zagreb, OIB: 36389528408 • CWRCS ‒ Hrvatsko društvo za istraživanje i zaštitu divljih životinja, Rendićeva 12, HR-10000 Zagreb, OIB: 19651286166 Ivana Janković, Croatian Wildlife Rersearch and Conservation Society

7

BBC micro:bit [38]

KODIRANJE

Poštovani čitatelji, u prošlom ste nastavku serije najprije upoznali, a potom priključili matričnu tipkovnicu i naučili kako BBC micro:bit otkriva koja je tipka na njoj pritisnuta. U ovom ćete nastavku kodirati program minijaturnog kalkulatora koji će računati s osnovnim matematičkim operacijama (zbrajanje, oduzimanje, množenje i dijeljenje). Pritom ćete koristiti neke naredbe iz MicroPythona koje dosad niste susretali pa krenite od toga.

Functions Prekrasna metoda koju programeri rado koriste jer znatno pojednostavnjuje programiranje.

Naime, uz pomoć funkcija program se razlaže u male zadatke koji se prozivaju iz glavnog programa. Iako u biblioteci “microbit” postoje gotove funkcije, kao na primjer sleep(), bît svega je da ih i vi možete stvarati. Na primjer, napišete funkciju koja će uključiti LED-matricu, koja će uključiti onoliko LED-ica koliko vi želite, koja će generirati neki broj, koja će pomnožiti dva broja, koja će pokrenuti servomotore, koja će zaustaviti servomotore i tako dalje. Imajte na umu, ako

Slika 38.1. Primjer stvaranja vlastitih funkcija. Napomena: Strelice u raznim bojama nisu dio koda (objašnjenje u tekstu)

8

funkcijama budete davali prikladne nazive, programiranje će vam biti olakšano.

Funkcije koje ćete sami stvarati trebate u MP Editoru napisati na početku programa, a prozivate ih iz glavnog dijela programa, nakon čega ih program sam potraži.

Najbolje je odmah krenuti s primjerom. U MP Editoru prepišite te otpremite i isprobajte program, Slika 38.1. Što morate znati o funkciji? Funkciju valja imenovati prikladnim imenom te upisati kôd za ono što je zamišljeno da mora obavljati. Drugim riječima, funkciju treba definirati, a za to se koristi naredba def prikladno_ime():. U primjeru sa slike definirane su dvije funkcije, def zbrajanje() i def oduzimanje().

Funkciju se iz glavnog dijela programa proziva (u ovom primjeru je while True: glavni dio programa) na način da se upiše njeno ime iza kojeg slijede oble zagrade (u ovom primjeru, zbrajanje() i oduzimanje()). Što program sa slike radi? Nakon pokretanja, učitaju se biblioteke te se od while True: nastavlja s izvođenjem glavnog dijela programa (na slici je to prikazano žutom strelicom). Pritiskom tipke A na pločici BBC micro:bita, dodjeljuju se parametri promjenljivima x i y te se proziva funkcija zbrajanje(). Program ju potraži (na slici je to prikazano crvenom strelicom) i kad ju pronađe obavlja ono što je u funkciji zadano, a kad završi vraća se u glavni dio programa na mjesto otkud je krenuo (na slici je to prikazano plavom strelicom). Od tog mjesta glavni dio programa nastavlja s radom. Pritiskom tipke B operacija se ponavlja kao za tipku A, na slici je to prikazano narančastom i ljubičastom strelicom.

Variables Iako ste promjenljive već koristili, ima jedna važna činjenica vezana uz njih koju morate znati.

Promjenljive se uglavnom iskazuju na početku programa, no kako je vidljivo sa Slike 38.1. možete ih iskazati i unutar glavnog dijela programa (x i y). Tako iskazane promjenljive su globalnog tipa, odnosno bit će prepoznate u svim dijelovima koda pa tako i unutar funkcija. Ako pak promjenljivu iskažete unutar funkcije, tada je to lokalna promjenljiva, odnosno bit će prepoznata

samo unutar funkcije, ali ne i u drugim dijelovima programskog koda. U MP Editoru prepišite te otpremite i isprobajte program, Slika 38.2.

Slika 38.2. Iskazivanje globalne i lokalne promjenljive

Promjenljiva ime iskazana je u glavnom dijelu programa, a to znači da je globalna. Kako je već rečeno, možete ju prozivati u bilo kojem trenutku s bilo kojeg dijela programa pa tako i iz funkcije.

Promjenljiva “lijepi_pozdrav” iskazana je unutar funkcije, a to znači da je lokalna. Možete ju prozivati samo unutar te funkcije, izvan nje neće biti prepoznata. Štoviše, BBC micro:bit javit će grešku. Želite li da lokalna promjenljiva lijepi_pozdrav bude globalna, tada morate to iskazati. U MP Editoru prepišite te otpremite i isprobajte program, Slika 38.3.

Slika 38.3. Iskazivanje globalne promjenljive

Jednom iskazana kao globalna, promjenljiva vrijedi u svim dijelovima programskog koda.

Lists (arrays) Otprije znate da je to lista (popis, niz), a BBC micro:bit ju prepoznaje jer je napisana s uglatim zagradama. Lista može sadržavati razne elemente, na primjer imena promjenljivih, brojeve, stringe ili pak mješavinu svega navedenog. Mjesto upisa pojedinog elementa naziva se indeks.

Prvi element liste ima indeks 0, drugi element

ima indeks 1 i tako dalje. Kao i za promjenljive i listi valja dati ime te nakon znaka jednako (=) upisati uglate zagrade unutar kojih se upisuju elementi, međusobno odvojeni zarezom. Osim ovoga, moguće je stvoriti i praznu listu i kao takva bit će spremna za naknadno dodavanje elemenata. Za naknadno dodavanje elemenata unutar liste postoje dvije metode, “insert(indeks, element)” i “append(element)”. U argumentima metode “insert” najprije treba upisati broj indeksa te iza zareza navesti element. U argumentu metode “append” dovoljno je navesti element jer će ga ta metoda automatski smjestiti na začelje liste. Za razotkrivanje dužine liste koristi se metoda “len(ime_liste)”. Za razotkrivanje postoje li unutar cijele liste elementi istog sadržaja koristi se metoda “count(element)”. Za pristupanje elementima liste dovoljno je napisati njeno ime, a unutar uglatih zagrada navesti broj indeksa, ime_liste[indeks].

Sve dosad navedeno možete provjeriti. U MP Editoru prepišite te otpremite i isprobajte program, Slika 38.4.

Na displeju BBC micro:bita zdesna nalijevo ispisivat će se sljedeće: 1 dva 2 0. Objašnjenje: 1 je sadržaj prvog elementa liste, dva je sadržaj drugog elementa liste, lista sadrži 2 elementa, “tri” se ponavlja 0 puta.

Joining (concatenating) strings Pripajanje ili ulančavanje sadržaja liste moguće je samo kad lista sadrži stringe. Što je to? To je metoda koja približava više različitih stringa i od toga stvara samo jednu stringu. U MP Editoru prepišite te otpremite i isprobajte program, Slika 38.5.

Ako je sve kako valja, na displeju se najprije ispiše 6, a potom 123. Zašto tako? Lista “broj” sadrži brojeve pa za tu listu ne važi ulančavanje.

Znak + se shvaća kao matematička operacija zbrajanja, 1+2+3=6. Lista “string” sadrži stringe koje se ulančavaju i tako se dobiva nova stringa – 123.

Operators Postoje dvije vrste operatora, operatori usporedbe (==, <, >, <=, >=, !=) i logički operatori (and, or, not).

Operatori usporedbe međusobno uspoređuju brojeve, no neki operatori usporedbe mogu međusobno uspoređivati i stringe. U nastavku slijedi objašnjenje. Operator usporedbe == uspoređuje jesu li dva broja identična (ovaj operator

9

Slika 38.4. Primjeri raznih metoda koje se koriste za liste (arrays)

Slika 38.5. Primjer pripajanja (ulančavanja) elemenata liste koja sadrži stringe

uspoređivanja može uspoređivati i stringe). Ovo ne treba brkati s matematičkim znakom = jer se taj znak koristi za dodjeljivanje vrijednosti promjenljivoj, na primjer “promjenljiva=0” ili za računanje, na primjer 5+10=15. Operator usporedbe < uspoređuje je li lijevi broj manji od desnog, na primjer 3<5. Operator usporedbe > uspoređuje je li lijevi broj veći od desnog, na primjer 11>8. Operator usporedbe <= uspoređuje je li lijevi broj manji ili jednak onom desnom, na primjer 14<=14. Operator usporedbe >= uspoređuje je li lijevi broj veći ili jednak onom desnom, na primjer 14>=14. Operator usporedbe != uspoređuje je li lijevi broj različit (drugačiji) od desnog, na primjer 14!=6 (ovaj operator usporedbe može uspoređivati i stringe). U MP Editoru prepišite te otpremite i isprobajte program, Slika 38.6.

Ako je sve kako valja, program generira slučajne brojeve koji mogu biti 3, 4 ili 5. Na displeju se ispisuje 4 == 4 za generirani broj=4. Kad se pak generira broj=3 ili broj=5 na displeju se ispisuje 3 != 4 potom 3 < 4 ili 5 != 4 potom 5 > 4.

Logički operator and (i) koristi se kada trebaju biti zadovoljena dva ili više navedenih uvjeta.

Logički operator or (ili) koristi se kada treba biti zadovoljen baren jedan od dva ili više navedenih uvjeta.

Logički operator not (ne) koristi se zajedno s and ili or. Negira postojeće stanje.

10

Slika 38.6. Primjer korištenja operatora usporedbi

U MP Editoru prepišite te otpremite i isprobajte program, Slika 38.7.

Ako je sve kako valja, program generira slučajne brojeve koji mogu biti 1, 2 ili 3. Na displeju se ispisuje X i Y = 1 samo kad su ispunjena oba

Slika 38.7. Primjer korištenja logičkih operatora

uvjeta, odnosno X i Y moraju biti 1. Na displeju se ispisuje X ili Y = 2 kad je barem jedan uvjet ispunjen, odnosno kad je X=2 ili kad je Y=2 (važi i kad su oba broja jednaka, odnosno X=2 i Y=2, jer je i tu barem jedan uvjet ispunjen!). Na displeju se ispisuje X = 3 , Y < 3 kad su ispunjena oba uvjeta, odnosno X mora biti 3, a Y mora biti različit od 3.

Ovime su iscrpljene nepoznanice pa možete krenuti s programiranjem minijaturnog kalkulatora.

Minijaturni kalkulator Zbog obima, program će biti rascjepkan i objašnjen u nekoliko dijelova i slika. U MP Editoru prepišite sve sa slika koje slijede, od Slike 38.8. do Slike 38.16.

Prvi dio, Slika 38.8.

Nakon početnih parametara definira se funkcija def unos_prvi_broj() koja će unutar uvjetovane beskonačne petlje (while a<1) skenirati tipkovnicu (na ovoj se slici vidi dio kad će skenirati prvi stupac matrične tipkovnice). Kad korisnik bude pritisnuo neku tipku (n) program će prikazati odgovarajući broj na displeju (display.show(n)) te će ga dodati u praznu listu na poziciju s

indeksom 0 (racun.insert(0,n)). Ako korisnik bude pritisnuo tipku CE, BBC micro:bit će se resetirati i program će krenuti ispočetka.

Drugi dio, Slika 38.9.

Program će i dalje izvoditi skeniranje.

Treći dio, Slika 38.10. Četvrti dio, Slika 38.11.

Slika 38.9. Nastavak definicije funkcije gdje će se skenirati drugi stupac matrične tipkovnice

Ovdje valja skrenuti pozornost na dvije promjenljive, a i operacija. U globalnoj promjenljivoj

Slika 38.10. Nastavak definicije funkcije gdje će se skenirati treći stupac matrične tipkovnice

Slika 38.8. Početak programa gdje se vidi dio definicije funkcije def unos_prvi_broj() u kojoj će se skenirati prvi stupac matrične tipkovnice

“operacija” upisat će se stringa koja će poslije trebati za izvođenje izabrane matematičke operacije. Lokalnoj promjenljivoj a na početku definicije funkcije dodijeljena je vrijednost 0, a sad će poprimiti vrijednost 1. Ako se vratite do Slike 38.8., vidjet ćete da je promjenljiva a ustvari uvjet koji pokreće ili zaustavlja uvje-

11

će skenirati tipkovnicu i obavljati ono što je već opisano za prvu funkciju. Jedinu razliku vidjet ćete poslije. Šesti dio, Slika 38.13.

Sedmi dio, Slika 38.14.

Ovdje valja skrenuti pozornost na tipku sa znakom jednakosti (=). Kad korisnik bude priti-

Slika 38.11. Nastavak definicije funkcije gdje će se skenirati četvrti stupac matrične tipkovnice

tovanu beskonačnu petlju (while a<1). Drugim riječima, kad korisnik bude pritisnuo bilo koju tipku sa znakom matematičke operacije (/, *, ,+) skeniranje će se zaustaviti, a funkcija “def unos_prvi_broj()” predat će nadzor glavnom dijelu programa.

Peti dio, Slika 38.12.

Nakon prve slijedi definicija druge funkcije, def unos_drugi_broj(). Situacija je ista kao kod definicije prve funkcije. Drugim riječima, funkcija

Slika 38.12. Prvi dio definicije funkcije def unos_drugi_ broj() gdje će se skenirati prvi stupac matrične tipkovnice

12

Slika 38.13. Nastavak definicije funkcije gdje će se skenirati drugi stupac matrične tipkovnice

snuo tu tipku, skeniranje će završiti, a funkcija “def unos_drugi_broj()”predat će nadzor glavnom dijelu programa. Eto, maloprije je spomenuto, a sad ste otkrili gdje se krije razlika između prve i druge funkcije. Naime, kod druge funkcije nema

Slika 38.14. Nastavak definicije funkcije gdje će se skenirati treći stupac matrične tipkovnice

Slika 38.15. Definicija funkcije “def rezultat()”

skeniranja tipki sa simbolima matematičkih operacija.

Osmi dio, Slika 38.15.

Kao što pretpostavljate, u ovoj će se funkciji obavljati predviđene matematičke operacije, a potom će se rezultat ispisati na displeju BBC micro:bita. Primijetite prije spomenutu globalnu promjenljivu “operacija” koja će ovdje poslužiti za otkrivanje, od korisnika izabrane operacije.

Osim toga, primijetite što je predviđeno ako korisnik bude tražio dijeljenje s nulom. Naravno, pojavit će se poruka o grešci (Error!! /0).

Zadnji dio, Slika 38.16.

Nakon startanja i ugađanja početnih parametara glavni dio programa preuzima nadzor i odmah čisti sadržaj displeja. Zašto? Zato jer se prilikom prvog startanja, dok se elektronika ne stabilizira, na digitalnim izvodima BBC micro:bita

Slika 38.16. Ovo je glavni dio programa

javlja napon koji će uzrokovati prikaz nekog broja. Kako to ne bi zbunilo korisnika, valja ga očistiti s “display.clear()”. Nakon toga proziva

se prva funkcija, zatim druga, zatim treća. Nakon ispisivanja rezultata, BBC micro:bit se resetira i program kreće ispočetka.

Program otpremite i isprobajte. Kao što možete primijetiti, minijaturni kalkulator prihvaća samo jednoznamenkaste brojeve. Eto vam ideje za samostalan rad. Pokušajte prepraviti program tako da kalkulator prihvaća više znamenki. Sretno!

Podsjetnik: def prikladno_ime() > definiranje vlastite funkcije koju valja upisati na početku programa; prikladno_ime() > prozivanje funkcije; global ime_promjenljive > iskazivanje globalne promjenljive; ime_liste=[] > stvaranje prazne liste; ime_liste.insert(indeks,element) > listi se dodaje element na poziciju određenu indeksom.

Elementi mogu biti imena promjenljivih, brojevi, stringe ili mješavina svega navedenog. Indeks počinje od 0; ime_liste.append(element) > dodavanje elementa na začelje liste; len(ime_liste) > broji kolika je dužina liste, odnosno koliko elemenata ima na listi; ime_liste.count(element) > broji koliko ima istih elemenata na listi; ime_liste[indeks]+ime_liste[indeks] > pripajanje ili ulančavanje sadržaja liste moguće je samo kad liste sadrže stringe; ==, <, >, <=, >=, != operatori usporedbe: identičan, manji, veći, manji ili jednak, veći ili jednak, različit; and > logički operator gdje trebaju biti zadovoljena dva ili više uvjeta; or > logički operator gdje treba biti zadovoljen barem jedan od dva ili više uvjeta; not > logički operator koji se koristi zajedno s and ili or. Negira postojeće stanje.

Za ove ste vježbe trebali: - BBC micro:bit v.2. (ili v.1.)

- rubni priključak - eksperimentalnu pločicu na ubadanje - USB-kabel - tipkovnicu s matricom od 16 tipki - četiri otpornika od 10 kΩ - trinaest premosnica M–F. Marino Čikeš, prof.

13

Robotski modeli za učenje kroz igru "STEM" U NASTAVI u STEM-nastavi – Fischertechnik (56) Uskrs, pisanice i bojanje jaja sastavni su elementi kršćanske svetkovine koja se slavi u svim dijelovima Europe. Bojanje jaja narodni je običaj koji se od davnina provodi različitim metodama i postupcima primjenom različitih tehnika bojanja. Ovaj način zaštite i uljepšavanja jaja primjenjuje se i radi produljenja roka trajanja. Prodaja obojenih jaja u nekim dijelovima Europe odvija se tijekom cijele godine.

Pisanice različitih veličina stavljaju se na pokretne dijelove trake stroja za bojanje koja se vrti i nakon kratkog postupka iz njega izlaze pisanice u različitim bojama. U stroju se nalaze sapnice koje pojedinačno ili istovremeno izbacuju u mlazu različite boje. Sapnica je dio stroja kojemu je unutrašnji presjek smanjen radi preciznog usmjeravanja mlaza boje tijekom izbacivanja u okolni prostor. Raspršivanje čestica boje odvija se pod tlakom pri čemu je izlazni mlaz kontroliran i usmjeren na predmet koji bojimo (pisanica).

Princip bojanja isti je kao u autolakirnicama koje tijekom procesa bojanja upotrebljavaju boje za metal zamijenjenih metalnih dijelova automobila.

Slika 1._FT_SBP Model stroja za bojanje pisanica izrađen je od elemenata i osnovnih građevnih blokova Fischertechnika koji su povezani spojnim elementima. Izrada konstrukcije s građevnim blokovima, električnim i mehaničkim elementima sa senzorima za upravljanje osigurava pouzdan rad tijekom bojanja pisanica. Modelom upravljamo pomoću algoritama i programskih procedura nakon čega slijedi izrada programa za automatizirano upravljanje i podešavanje elemenata konstrukcije.

Stroj za bojanje pisanica ‒ izrada modela Električni elementi stroja za bojanje pisanica povezani su vodičima s ulaznim i izlaznim dijelovima međusklopa (sučelja). Prije prvog pokretanja automatiziranog modela provjeravamo rad električnih elemenata i dodirnih senzora.

Nakon provjere izrađujemo program za uprav­ ljanje modelom koji je građen od elektromotora, dvije LED-lampice i četiri tipkala.

14

Postupak sastavljanja konstrukcije automatiziranog modela omogućuje popis elemenata Fischertechnika. Upute detaljno prikazuju radne postupke čime je olakšano sastavljanje automatiziranog modela stroja za bojanje pisanica.

Slika 2._FT_elementi1 Izradit ćemo model stroja za bojanje pisanica s elektromotorom (M1), dvije LED-lampice (O7 i O8), upravljačkim elektroničkim sklopom (sučeljem) i četiri tipkala (I1, I2, I3, I4).

Model pokreće istosmjerni elektromotor s prijenosnim mehanizmom, dvije LED-lampice i četiri tipkala. Upravljanje modelom pomoću dodirnih senzora (tipkala) omogućuje potpunu funkcionalnost stroja za bojanje i automatiziranu kontrolu tijekom postupka bojanja pisanica.

Faze izrade konstrukcije modela: • izrada funkcionalne konstrukcije modela stroja za bojanje • postavljanje elektromotora s prijenosnim mehanizmom • 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 udaljenost električnih elemenata od međusklopa. Postavljanje međusklopa uz automatizirani model s izvorom napajanja (baterija U = 9 V) definira položaj ulaznih i izlaznih spojeva na međusklopu.

Slika 3._konstrukcijaA Slika 4._konstrukcijaB Na podlogu rasporedite šest velikih crnih građevnih blokova koji su međusobno udaljeni tako da olakšavaju izradu konstrukcije stroja za bojanje pisanica. Tri velika crna građevna bloka umetnite u peti red počevši od drugog stupca na podlogu. U isti red pored drugog stupca umetnite veliki crni građevni blok. Odredite razmak između drugog bloka i umetnite ga u peti red.

Postupak umetanja ponovite s istim građevnim

elementima te ih smjestite u drugi red na podlogu.

Iznad drugog i trećeg velikog građevnog bloka postavite spojni crveni blok s rupom kroz čiji je provrt umetnuta osovina duljine (d = 60 mm) čiji krajevi završavaju konusnim ulazom koji omogućava povezivanje s crnim valjkastim spojnim elementom. Na osovini je smješten mali kotač s oplatom i gumom koji se nalazi pored drugog nosivog stupa. Osigurač za osovinu s graničnikom omogućuje zadržavanje istog položaja i osigurava dovoljan razmak radi vrtnje kotača.

Napomena: Prvi i drugi veliki građevni blokovi međusobno su usporedno povezani ravnim dugačkim (d = 30 mm) spojnim elementom i s podlogom čime je osigurana dodatna stabilnost tijekom vrtnje osovine s kotačima i gumom.

Krajevi osovine dodatno su učvršćeni crnim valjkastim spojnim elementom. Mala osovina duljine (d = 30 mm) čiji krajevi završavaju konusnim ulazom povezana je s crnim valjkastim spojnim elementom na jednom kraju. U njen produžetak umetnut je drugi mali kotač s oplatom i gumom na jednom kraju i mali zupčanik stegnut maticom na drugom kraju osovine.

Napomena: Krajevi obiju osovina osigurani su crnim valjkastim spojnim elementom koji ograničava pomak osovine tijekom rotacije elektromotora.

Slika 5._konstrukcijaC Slika 6._konstrukcijaD Slika 7._konstrukcijaE Umetnite u utor dvostranog spojnog crvenog bloka s rupom jedan mali dvostrani spojni crveni element. Isti spojni element postavite na vrh četvrtog velikog građevnog bloka smještenog u drugom redu na podlozi. Učvrstite na dvostrani spojni element građevni blok s četiri utora u čiji produžetak je umetnut dvostrani spojni crveni blok s rupom. Umetnite na njegovu slobodnu spojnicu građevni blok s četiri utora. Iznad četvrtog velikog građevnog bloka umetnite mali građevni blok s jednim spojnikom koji je učvršćen na dva mjesta.

Slika 8._konstrukcijaF Slika 9._konstrukcijaG Slika 10._konstrukcijaH Slika 11._konstrukcijaI Slika 12._konstrukcijaJ Dva velika građevna bloka međusobno su povezana ravnim dugačkim spojnim elementom (d = 30 mm). Njihov usporedni položaj omoguću-

je jednostavno povezivanje pomoću četiri kutna profila s prvim i drugim velikim građevnim blokom. Iznad dva velika građevna bloka umetnite dva mala građevna bloka s jednim spojnikom.

Nosači s osovinom za kotač umetnuti su u utore dva mala građevna bloka. Na osovine nosača umetnite kotače s gumama.

Napomena: Konstrukcija sastavljena od četiri kotača s gumama koje se slobodno vrte omogućuje rotaciju pisanice tijekom bojanja i ravnomjerno nanošenje boje.

Slika 13._konstrukcijaK Slika 14._konstrukcijaL Slika 15._konstrukcijaLJ Slika 16._ konstrukcijaM Postolje nosača prijenosnog mehanizma izgrađeno je od jednog kutnog bloka i dva građevna elementa s utorom i spojnikom koji su međusobno zakrenuti za 90°. Na podlogu je umetnut građevni blok s jednim spojnikom i utorom. Iznad građevnog bloka umetnut je mali građevni blok s jednim spojnikom.

Napomena: Konstrukcija sastavljena od tri spojna elementa olakšava podešavanje položaja prijenosnog mehanizma i njegovo povezivanje s elektromotorom.

Gradivni elementi nosača elektromotora olakšavaju njegovo postavljanje u položaj koji osigurava prijenos rotacijskog gibanja s elektromotora na osovinu. Dvostrana osovina (d = 40 mm) sa zupčanikom smještena je u utor prijenosnog mehanizma na kojem je niz malih zupčanika koji osiguravaju smanjenje brzine vrtnje tijekom rotacije elektromotora.

Napomena: Steznik s navojem smješten je unutar zupčanika Z 10 mm te mora biti jako stegnut čime je omogućena njegova rotacija i prijenos na susjedni zupčanik (kotači).

Slika 17._konstrukcijaN Slika 18._konstrukcijaNJ Slika 19._konstrukcijaO Osovina prijenosnog mehanizma prolazi kroz građevni element s rupom i dvije spojnice te je smješten iznad velikog crnog građevnog bloka osiguravajući potrebnu visinu elektromotora.

Smanjenje brzine rotacije elektromotora kontrolira prijenosni mehanizam od tri zupčana prijenosna elementa. Funkcionalnost prijenosnog mehanizma ostvaruje veza između dvostrane osovine sa zupčanikom i mehanizma prijenosa (getribe).

15

Getriba je umetnuta na elektromotor čime je omogućena rotacija rotora elektromotora tijekom protoka istosmjerne struje (baterija U = 9 V ili ispravljač izmjenične struje).

Napomena: Provjeru kvalitete nosača konstrukcije i usklađenost tijekom rada prijenosnog mehanizma s elektromotorom ostvarujemo spojnicama vodiča i s izvorom napajanja. Promjenom polariteta izvora napajanja, ostvaren je prijenos vrtnje na malu osovinu u oba smjera (cw i ccw).

Napomena: Elektromotor umetnite u krajnji položaj na prijenosni mehanizam tako da rotor dodiruje zupčanike smještene unutar prijenosnog mehanizma. Povezivanje elektromotora s prijenosnim mehanizmom omogućuje funkcionalnost modela pri rotaciji alata miješalice.

Slika 20._konstrukcijaP Slika 21._konstrukcijaR Umetnite u utore nosača s osovinom za kotač dva elementa s kosinom (15°). Na elemente s kosinom umetnite dva postolja za LED-lampice.

LED-lampice umetnite u postolje za lampicu zajedno sa zaštitnim kapicama (crvena, žuta).

Napomena: Postavite vodilice za vodiče u utore na podlozi tako da izmjerite ravnalom duljinu vodiča i udaljenost do međusklopa.

LED-lampice spojite vodičima sa spojnicama na sučelje. Postavite LED-lampice u poziciju za spajanje sa spojnicama i umetnite ih u vodiče.

Pazite na redoslijed spajanja i izmjerite duljinu vodiča.

Izrežite vodiče na izmjerene duljine, skinite izolaciju na krajevima, umetnite ih u spojnice i stegnite čvrsto vijak pomoću odvijača.

Napomena: Vodiči smješteni unutar vodilica olakšavaju pregledno i pravilno spajanje LED-lampica, osiguravaju urednost i preglednost vodljivih elemenata spojenih na sučelje.

Napomena: LED-lampice spojite zajedničkim vodičem na uzemljenje sučelja tako da najbližu lampicu (O7) spojite direktno na uzemljenje.

LED-lampica s uzemljenjem serijski je povezana s LED-lampicom (O8).

LED-lampice imaju jedan zajednički vodič (uzemljenje) radi smanjenja broja vodiča koji povezuju model s međusklopom. U utore s lijevog boka međusklopa umetnite četiri dodirna senzora koje koristimo za pokretanje i uprav­ ljanje modelom stroja za bojanje.

Slika 22._konstrukcijaS Pisanica je dodatni element kojemu možete mijenjati boju nakon pozicioniranja ovisno o

16

kombinaciji osnovnih boja. Desno od modela u zadnji red na podlogu umetnite mali jednostruki građevni element na koji pričvrstite izvor napajanja (baterija). Ispred izvora napajanja učvrstite međusklop (sučelje) koji je povezan s velikim crnim građevnim blokom koji je umetnut na podlogu. U utor bloka nužno je umetnuti mali crveni spojnik i podesiti visinu radi učvršćivanja međusklopa.

Izvor napajanja (baterija) spojen je na mali jednostruki građevni element. Pozicija međusklopa (sučelja) definirana je blizinom i pozicijom izvora napajanja. Međusklop postavite na dva mala crvena spojnika koji su učvršćeni na podlogu pazeći na njihov razmak i položaj. U utore međusklopa s lijeve strane smještena su četiri tipkala kojima upravljamo modelom. Položaj tipkala definiraju ulazi na međusklopu.

Napomena: postavite izvor napajanja (bateriju) i međusklop na podlogu i spojite uredno vodičima optimalne duljine. Ulazne i izlazne električne elemente povežite s međusklopom i testirajte rad programskim alatom u programu RoboPro. Slika 23._TXT Spajanje FT-elemenata s TXT-sučeljem: • elektromotor spojite na (M1) izlaz • LED-lampice spojite na (O7, O8) izlaze (crveno) i uzemljenje (┴, zeleno) • tipkala spojite vodičima na digitalne ulaze (I1, I2, I3,I4) • izvor napajanja ‒ baterija (U = 9 V).

Napomena: Pri povezivanju međusklopa s električnim elementima modela pazite na boje spojnica vodiča, urednost spajanja vodiča i dužinu vodiča elektromotora, LED-lampica i tipkala.

Slika 24._FT_elementi2 Elektroničke elemente uvijek povezujemo prije spajanja izvora napajanja (baterije) i izrade algoritma (programa): • 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 rada spojenih elemenata: senzora udaljenosti, tipkala i LED-lampica s programom RoboPro. Modelom stroja za bojanje pisanica upravljaju senzori dodira (tipkala I1, I2, I3, I4) koji kontroliraju proces vrtnje elektromotora (kotača) te Nastavak na 24. stranici

MALA ŠKOLA FOTOGRAFIJE Piše: Borislav Božić, prof.

OBSCURA NA FILM drugi dio U ovom broju pokazat ću vam i opisati kako od kartona konstruiram “mehanizam” za obscure na film. Dakle, nije ništa komplicirano, ali treba malo spretnosti i sve se može svladati. Ono što je važno znati su dimenzije filma kako bi taj “uređaj” kojim treba transportirati film bio djelotvoran. Ukupna širina lajka negativa je 35 mm zajedno s perforacijama s jedne i druge strane, a iskoristiva širina je 24 mm. Dužinu negativa možemo prilagođavati prema vlastitim željama.

Pa, krenimo na posao. naliježe na mjesto gdje treba biti.

Na poklopcu su dva otvora kroz koje umećem jedan drveni štapić pomo-

ću kojega premotavam film. Točno sam izračunao da tri i pol okreta čine jednu snimku. Uz malo truda može se napraviti mehanizam za premotavanje filma s vrlo preciznim Gornja fotografija prikazuje tijelo, poklopac i unutrašnju konstrukciju u koju umećem dvije kasete za lajka film. Jedna je puna, a druga prazna, tj. u nju se namotava snimljeni dio filma. Konstruirajući ovaj zakrivljeni držač filma, ostavio sam otvor za negativ 24 x 72 mm, i to je jedan fini panoramski format. Na slici desno vidi se montiran film s dvije kasete ‒ jedna je puna, a u drugu je samo zakačen početak filma. Kad smo film montirali, onda nosač filma umećemo u unutrašnjost obscure koja je prilagođena oblikom i veličinom tom nosaču tako da sve lagano i precizno

graničnikom. No, ja se nisam previše time opterećivao jer neujednačen razmak između negativa ništa ne mijenja na kvaliteti snimaka, jedino što će u konačnici možda biti jedna snimka manje, ali to je nevažno. Takav jedan

Obscura na roll-film ima svoje posebnosti u smislu da su brojevi negativa otisnuti na poleđini zaštitnog papira i čitamo ih, odnosno pratimo kroz crveni prozorčić na leđima obscure. Premotavajući film, pažljivo gledamo kroz crveni prozorčić i kada vidimo broj sljedeće snimke, stanemo s premotavanjem. Postoji upozorenje između dvaju brojeva u obliku okruglih ili kvadratnih točaka i najčešće su tri takve točke između tih dvaju brojeva negativa. To u mnogome olakšava premotavanje tako da doista ne možemo pogriješiti, već imamo pravilan razmak između negativa, odnosno maksimalnu iskoristivost filma. Roll-film namotan je na pla-

snimljeni film ovom obscurom je na gornjoj fotografiji. To je crno-bijeli film koji sam razvijam, a kolor-film dajem na razvijanje u fotografsku radnju.

stičnu špulu. Njegov početak učvrstimo na praznu špulu i kada smo ga montirali obje špule umećemo u njihova ležišta u tijelu obscure. Tada poklopcem

Prema želji, odnosno prema formatu negativa radimo i dimenzije unutrašnjosti obscure. Film premotavam drvenim valjčićem koji umetnem kroz okrugli otvor s gornje strane poklopca te laganom vrtnjom i gledanjem prozorčića kontroliram brojke snimaka. zaklopimo obscuru i premotavamo film dok nam se na crvenom prozorčiću ne pojavi brojka 1. Pripremljeno je za početak fotografiranja. Ovu obscuru konstruirao sam na format negativa 6 x 6 cm što znači da može napraviti 12 snimaka. Na roll-film mogu se snimati tri formata negativa pa u tom smislu imamo i tri niza brojki. Pored negativa 6 x 6 cm mogu se praviti i negativi 4,5 x 6 cm i tada ih je ukupno 16 na filmu. Kod negativa 6 x 9 cm, koji je i najveći, bude ih samo 8 na jednom filmu. Nizovi brojki snimaka ovih nabrojanih formata različito su raspoređeni i temeljem toga rasporeda radimo i crveni prozorčić kroz koji čitamo redni broj snimke.

Gornja fotografija snimljena je na kolor-film. Razvijeni film skenirao sam i od tako digitalizirane snimke radim fotografije formata koji želim.

Lijeva fotografija snimljena je na crno-bijeli film koji sam također skenirao i tako digitalizirana snimka daje velike mogućnosti kojekakvih istraživanja u programima za obradu fotografija. Ovo sam “provlačio” kroz žuti i narančasti filtar kako bih postigao efekt jako stare fotografije premda je snimljena prije nekoliko godina. Dakle, nema ograničenja jer je mašta naš prostor rada.

ANALIZA FOTOGRAFIJA Petar Botteri 1957. - 2017.

Rođen je u Starom Gradu na Hvaru u obitelji fotografa pa je u svom odrastanju bio okružen očevom fotoopremom i očevim fotografskim radom. I ta mu se atmosfera, kako bi se reklo, uvukla pod kožu. Uz oca Antonija koji je bio kroničar, dokumentarist i veliki kulturni radnik učio je i fotografski zanat i općenito fotografsko stvaranje.

Predani rad oko uređivanja očeve arhive od nekoliko tisuća negativa, doveo je do toga da je arhivu obogatio i vlastitim radovima te ona sad sadrži oko 40 tisuća negativa povijesne i kulturne tematike. No, dolaskom napredne tehnologije Petar je kao neumorni fotograf, kako je i sam isticao, načinio više od milijun snimaka. Živio je uz more i od mora tako da su mu redoviti motivi plime, galebovi, izlasci i zalasci sunca. Objavljivao je u mnogobrojnim časopisima i na portalima, a talijanski časopis il Parlato u broju 17 iz 2010. godine posvetio mu je duplericu pod naslovom Magija Hrvatske na fotografijama Petra Botterija. Na Pixotu, najvećem internetskom fotonatječaju na svijetu, osvojio je prvo mjesto za 2012. godinu u kategoriji Grad, ulica, park, a također i niz drugih nagrada.

Stota je bila za najbolju dnevnu fotografiju trga u Starom Gradu na Hvaru. U kategoriji Turističke destinacije osvojio je prvo mjesto 2013. godine. Dobitnik je još niza nagrada i sudjelovao je na mnogim domaćim i inozemnim izložbama.

SF PRIČA

Brod mrtvih Planet je bio crni krug naspram bljeskova Jareće magline, bez vlastitog sunca, ali, ne baš uobičajeno, s asteroidnim pojasom. Crni labud približavao se lutajućem planetu i njegovom pojasu, slijedeći signal koji je dolazio odatle.

“Ljudski?”, upita Ketty. Na zaslonu pred njom bila je iscrtana njihova putanja.

“Ne znam. Analizator ne daje rezultate”, promrmlja Ihor. Nije bio zadovoljan: kad analizator ne daje rezultate, to može značiti bilo što.

Solidnu nagradu za spašavanje broda neke nepoznate civilizacije. Ili pak strašnu smrt. Ili nešto između.

“Ne vidim još brod”, primijeti Ketty. Povezala je zelenu kosu u konjski rep. Dobro joj pristaje uz kombinezon, pomisli Ihor.

“Možda je nešto maleno.

Nekakva kapsula ili tako nešto.

Brine me što ne možemo odrediti prirodu signala.”

“Ponavlja se.”

“Da, i? Javlja svoj položaj ili traži pomoć? Ili nešto treće?”

“Mi smo spasilački brod”, pogleda ga Ketty. A onda uzdahne, kao da je izgubila nadu. “Ali da, mogli bismo već jednom naletjeti na nešto izdašno.” *** Signal ih je doveo u središte pojasa. Među asteroidima, počivao je sivi svemirski brod. Velik.

Elipsoidnog oblika. Bez oznaka. Da nije privukao pažnju signalom, mogao je ostati bojom i oblikom savršeno prikriven.

“Tip? Čiji je?”, upita Ketty. Ihor je osjetio napetu nestrpljivost u njenom glasu.

“Radim na tome”, odgovori on. Ubacio je snimke broda i osnovne dimenzije u Jane’sov katalog.

Dvadesetak sekundi kasnije, katalog izbaci odgovor: NEPOZNATI TIP. NEPOZNATO PORIJEKLO.

Ketty ‒ kapetanica Crnog labuda ‒ otvori brodski dnevnik i unese položaj broda, univerzalni datum i vanjske podatke o nalazu zajedno s fotografijama, kao i uzorak signala. Ako Jane’s nije u stanju identificirati brod, to je obično značilo dvije stvari: ili je brod nečiji tajni vojni projekt, ili je proizvod nepoznate svemirske rase.

“Mislim da nije nešto tajno”, kao da joj je čitao misli Ihor. Vojni prototipovi svih poznatih rasa obično imaju trupove posute raznim simbolima, oznakama, natpisima i upozorenjima. A brod, koji je sad već ispunjavao zaslon pred njima, bio je bez ikakvih simbola.

21

“Trup kao da je jučer sagrađen”, promrmlja Ketty. “Signal?”

“Ne mijenja se. Niti detektor radara išta javlja.”

“Kao da nas nije svjestan”, s jedva prikrivenim uzbuđenjem u glasu procijedi Ketty. Konačno su naletjeli na nešto veliko. Nešto za što će dobiti solidnu nagradu. Ihor je bio manje sretan. Brod možda jest izgledao nov, ali osjećao je kao da počiva u tom asteroidnom pojasu već tisućljećima. Pitao se odakle dolazi. Jane’s je imao u svojoj bazi podataka i brodove drevnih civilizacija, izgubljenih u vremenu. Svejedno, nije im pomoglo. *** “Znaš proceduru”, mrštio se Ihor. “Dronovi i tako to. Tek onda ulazimo mi.”

“Dronovi su nam pocrkali prije tri standardna mjeseca.” Nagli izboj koji je pogodio Crnog labuda izazvao je požar u spremištu dronova.

Automatski sustav brzo ga je obuzdao, ali šteta je bila potpuna.

“Onda pamtimo položaj i prijavljujemo kad se vratimo.”

“I netko pobere naše podatke, spasi brod, a mi neka se slikamo! Nije da bismo bili prvi takvi pušioničari.”

Ihor je znao da je kapetanica u pravu. Svejedno, to ga nije činilo ništa smirenijim. *** U brod su ušli kroz ulaz na trupu: vrata su samo kliznula u stranu čim je Ketty povukla polugu uz njih i propustila ih u pretkomoru. “Ovo je bilo lako”, promrmljala je ona.

“Znaš kako to ide: brzo uđeš, nikad ne izađeš.”

“Dosta!”, ljutito je kapetanica presjekla Ihora.

Svjetla s kaciga njihovih skafandera parala su potpunu tamu u hodniku u koji su ušli. Plutali su, polako se odgurujući od zidova. Ketty baci pogled na pokazivače: nikakvih plinova, nikakvih mikroorganizama. Ihor je na zid nalijepio svjetleću naljepnicu, putokaz da se ne izgube.

Stigli su do nekih vrata. Zastali su.

“Ako nećemo pogledati što je unutra, po što smo došli?”, primijeti Ihor. Ketty se slagala. I ova vrata imala su polugu, bilo ju je dovoljno povući pa da kliznu u stranu.

“Sve radi”, primijetila je. Uhvatila se za okvir vrata i pogurnula u mrak prostorije pred njima.

A onda je Ihor začuo prestravljeni krik i psovku.

Zaletio se u prostoriju, mahnito šarajući svjetlom

22

po zidovima. Ketty je lebdjela pred njim, nijema.

Samo je prstom pokazala u kut prostorije.

Tamo su beživotno plutala tijela. Ihor nije mogao odmah reći koliko ih je bilo: sva su bila raskomadana, oko torza su lebdjeli otkinuti udovi i svo je to raščupano meso bilo obavijeno oblakom smrznutih kapi krvi. Pažljivo je prišao, stegnutog želuca. Tijela su bila općenito humanoidna: torzo, dvije ruke, dvije noge, glava. Rep. Ugledao je jedno lice. Nije pripadalo ni jednoj poznatoj rasi, ali svejedno, izraz užasa bio je uklesan u njega. Ihor konačno prebroji sedam lica. I sve to nabijeno u taj kut, kao da ih je nešto stjeralo tu.

“Dobro”, kroz zube je procijedila Ketty. Došla je k sebi od prvog šoka i sad je stala vagati opcije.

“Nešto ih je pobilo.” Voljela je počinjati od očitoga. “Čudovište? Stroj? Međusobno?”

Ihor pažljivije pogleda rane na jednom torzu.

Lijeva ruka bila je istrgnuta iz ramena. Kolika snaga je potrebna za to, upitao se. Ali druga je bila odsječena nečim oštrim. Pozvao je Ketty, prišla je i pogledala. I ona je brzo shvatila. “Nešto snažno i naoružano”, zaključila je.

“Idemo van dok još možemo”, pozvao ju je Ihor.

Možda ih ubojica još nije bio svjestan, možda negdje počiva i još ga nisu stigli probuditi, možda... Bacio je pogled kroz vrata, a onda tiho opsovao. “Što?”

“Naljepnice. Postavio sam dvije. Nema nijedne.” To je značilo samo jedno: netko ili nešto ih je odčupalo. Osim toga, sad je vjerojatno bilo između njih i ulazne pretkomore. Bili su odsječeni. Ali gdje? Ihor je šarao svjetlom po hodniku. Bio je prazan. Ketty mu je čuvala leđa. Nije bilo mjesta gdje se nešto krupno, a oboje su pretpostavili da ubojica mora biti krupan, moglo sakriti.

“Da pokušamo do izlaza?”, predloži Ketty. Ihor odmahne glavom.

“Tu je negdje”, odvratio je. “Čeka nas. Ne vidimo ga, ali čeka nas.”

U tom trenutku, Ihor kao da je osjetio kako se nešto zaletjelo na njih. Neki obris, sjena, nejasnih rubova u snopu svjetla. I brzo, munjevito brzo. On odgurne Ketty natrag u prostoriju i povuče polugu da zatvori vrata iznutra. Zalupio ih je sjeni pred nosom. Nisu mogli čuti udarce o vrata, ali mogli su vidjeti kako podrhtavaju pred silinom njenog bijesa. Nakon nekoliko udaraca, vrata su

se primirila. Dvoje spasitelja ostalo je zatvoreno s raskomadanima.

“Jesi ga vidjela?”, upita Ihor šaptom. Kapetanica je samo kimnula glavom.

“Krajičkom oka. Nešto... ne mogu opisati.”

“Mislim da je stroj, a onda mislim i da znam čemu je brod služio.” “Čemu?”

“Kad razvijaš nevidljivo samostalno oružje, nećeš ga razvijati na vlastitom planetu...”

“Nego ćeš potražiti neku daleku rupu”, složila se Ketty. “Što misliš, ima li još netko živ?”

Ihor je pogleda. Pitanje je bilo retoričko. Tko zna koliko je brod tako plutao, pobijene posade, bez atmosfere i gravitacije, u mraku, hladan. To nitko nije mogao preživjeti. Osim nečega što i nije bilo živo.

“Ovo je za obavijestiti Flotu. Ne možemo ga samo tako dotegliti i tražiti nagradu”, promrmlja Ihor.

“Znam. Neće ostati nitko da nam je isplati.”

Odjednom, vrata opet zadrhte u okviru. I još jednom. I još jednom. A onda, pred njihovim užasnutim pogledima, nešto nejasno, zamućena oštrica, proreže vrata kao da su od kartona. Još jedan rez. I novi udarac, što je sad izvalio vrata iz okvira. Obris je uletio u prostoriju, poput kakve sablasti. Ketty i Ihor brzo skoče u stranu i sablast je tresnula o zid nasuprot vratima.

Nije bilo vremena za razmišljanje. “Van!”, poviče Ihor i gurne Ketty kroz razvaljena vrata.

Udarila je u zid hodnika, odbila se vrteći se, ali se uspjela stabilizirati. Posegla je rukom za Ihorom, ali sablast je zamahnula oštricom i rasjekla mu lijevu potkoljenicu. Osjetio je kako samozaptivajući sloj bubri i zatvara rez na nogavici skafandera. Osjetio je i krv. Zaštitni sloj pritisnuo je i ranu.

Pokazivači s unutarnje strane vizira divljali su.

Ali istjecanje zraka je bilo zaustavljeno. Tjerajući se da ostane priseban, dok mu se činilo kako mu sablast naskače na leđa, Ihor se prepusti Ketty.

Aktivirala je potisnike. Nisu baš bili smišljeni za unutarnju upotrebu, ali nužda ne pita.

Htio je i on uključiti potisnike. “Nemoj!”, povikala je Ketty i on shvati. Njeni potisnici dovest će ih do izlaza. Njegovi do Crnog labuda.

Bili su bez obrane. Oružje nisu imali, a i kamo pucati kad ne vidiš cilj? Sjena u snopu svjetla hitala je za njima, bili su joj nadohvat oštrica i šaka, bez obzira na njihovu brzinu. A onda se Ihor, kroz nalet mraka preko očiju, dosjeti.

“Ne gledaj!”, povikao je i zgrabio s pojasa svjetleću bombu. Služila je za signaliziranje i osvjetljavanje velikih prostora. Povukao je iglu osigurača i bacio je prema sjeni.

Vidio je kako bomba zastaje u hodniku: sablast ju je uhvatila. Stegnuo je kapke, ali svejedno, jarko bijelo svjetlo usjeklo mu se u svijest. Ali, zaslijepilo je i sablast, shvatio je. Inače bi već bio razrezan na kriške. Osjetio je udarac, ruku kako ga opet hvata i gura u pretkomoru. Otvorio je oči, vidio je samo crne krpe.

Kapetanica je zatvorila unutarnja vrata pretkomore za njima. Sljedećeg su trena zadrhtala pod udarcem. Ali bila su deblja i jača od onih u hodniku. Sablast ih nije mogla tako brzo probiti.

A kad joj je to konačno uspjelo, našla se u praznoj pretkomori, pred zatvorenim vanjskim vratima. Plijen joj je pobjegao. *** Ketty se držala za Ihora. Njegovi potisnici tjerali su ih prema Crnom labudu. Gledala je zagonetni sivi brod. Do zadnjeg trenutka, kad su ušli u brod, promatrala je ulazna vrata. Nije vidjela da se otvaraju, niti da ih nešto iznutra razvaljuje.

Nije sumnjala da bi se sablast lako prebacila na njihov brod. A onda bi bili mrtvi.

Kad se konačno izvukla iz skafandera, Ketty poviče Ihoru: “Šuti i trpi!”. Odjurila je u pilotsku kabinu i pokrenula Crnog labuda. Pažljivo, da se ne sudari s nekim asteroidom, uputila ih je što dalje od lutajućeg planeta. Kad su bili na sigurnoj udaljenosti, vratila se do Ihora u pretkomori.

Skinuo je kacigu, rastvorio skafander. Kapetanica dohvati kovčeg za prvu pomoć.

“I opet prazne kartice”, procijedio je Ihor dok mu je skidala nogavicu sa zasječene noge.

“Ali s glavama na ramenima”, odvrati Ketty.

“Lako smo mogli ostati bez njih. Doslovno.” *** Kasnije, kad je obradila Ihorovu ranu i smjestila ga u krevet, Ketty se vrati u pilotsku kabinu.

Sjela je za terminal, nakucala kratak izvještaj o drevnom brodu. Pritisnula je tipku i pustila tahionskoj vezi da ga emitira. Za upozorenje ostalima koji će možda uhvatiti zagonetni signal.

A dok je sjedila u kabini i gledala zvijezde, nije mogla primijetiti nešto zamućeno, nejasno, sjenu, sablast, što se priljubila uz trup njihova broda; slijepog putnika što je konačno dobio priliku otkriti nove svjetove i prepustiti se svojim programima kroz krv novih žrtava...

Aleksandar Žiljak

23

uključivanje i isključivanje svjetlosne signalizacije (lampice O7, O8).

Napomena: Provjerite sve spojeve vodiča prije pokretanja alata za test programa i testirajte ispravnost ulaznih i izlaznih električnih elemenata. Uredno postavljanje vodiča u vodilice osigurava dobru preglednost pri provjeri rada i uštedu pri izradi duljina vodiča između modela i međusklopa.

Izrada algoritama i programskih rješenja Slika 25._FT_SBP Zadatak_1: Izradi algoritam i dijagram tijeka (program) koji omogućuje automatizirano upravljanje strojem za bojanje pisanica. Pokretanjem programa, stroj za bojanje ne radi, elektromotor stoji i LED-lampice ne svijetle.

Glavni program provjerava izlaze međusklopa na koje su spojena tipkala (I1–I4) i očitano sta­ nje na tipkalima. Pritiskom i otpuštanjem tipkala (I1) stroj za bojanje je spreman za automatizirani rad i bojanje pisanica.

Program kontinuirano provjerava izlaze spojenih tipkala (I2–I4).

Pritiskom tipkala (I2 = 1) uključi se elektromotor (M1) koji se vrti u smjeru kazaljke na satu (cw) najvećom brzinom. Istovremeno se uključe LED-lampice, žuta (O7) i crvena (O8), te započinje proces bojanja pisanice u narančastu boju. Miješanjem žute i crvene boje u određenom omjeru nastaje narančasta boja.

Proces bojanja traje dok ne pritisnemo tipkalo (I2 = 1). Elektromotor se zaustavi (M1 = stop) i LED-lampice se isključe. Program nastavlja kontinuirano provjeravati stanje na tipkalu (I1).

Pritiskom tipkala (I3 = 1) uključi se elektromotor (M1) koji se vrti u smjeru kazaljke na satu (cw) najvećom brzinom. Istovremeno se uključe LED-lampice, plava (O7) i crvena (O8), te započinje proces bojanja pisanice u ljubičastu boju. Miješanjem plave i crvene boje u određenom omjeru nastaje ljubičasta boja.

Proces bojanja traje dok ne pritisnemo tipkalo (I3 = 1). Elektromotor se zaustavi (M1 = stop) i LED-lampice se isključe. Program nastavlja kontinuirano provjeravati stanje na tipkalu (I1).

Pritiskom tipkala (I4 = 1) uključi se elektromotor (M1) koji se vrti u smjeru kazaljke na satu (cw) najvećom brzinom. Istovremeno se uključe LED-lampice, žuta (O7) i plava (O8), te započinje proces bojanja pisanice u zelenu boju. Miješanjem žute i plave boje u određenom omjeru nastaje zelena boja. Proces bojanja traje

24

dok ne pritisnemo tipkalo (I4 = 1). Elektromotor se zaustavi (M1 = stop) i LED-lampice se isključe.

Program nastavlja kontinuirano provjeravati stanje na tipkalu (I1).

Napomena: Izmjena spremnika s bojom odvija se u trenutku kada stroj ne radi. Zaštitne kapice različite boje mijenjamo ovisno o boji kojom bojimo pisanicu.

Elektromotor je povezan s prijenosnim mehanizmom koji prenosi vrtnju na zupčanike. Kotači se rotiraju zajedno s osovinom i pisanicom koja je smještena iznad kotača s gumama.

Zaustavljanjem programa stroj za bojanje je isključen, dok ga ponovno ne pokrenemo.

Potprogram motor_off isključi elektromotor.

Potprogram LED_off isključi LED-lampice.

Potprogram motor_on uključi elektromotor koji se vrti najvećom brzinom.

Potprogram bojanje uključi LED-lampice u vremenskom periodu od jedne sekunde.

Slika 26._FT1_Bojanje Izazov_1: Nadogradi postojeću konstrukciju tako da proširiš broj boja kojima se ukrašavaju pisanice. Stroj za bojanje pisanica nadogradi ugradnjom tri LED-lampice i zujalom. Poveži LED-lampice i zujalo s vodičima i spojnicama na izlaze (O3–O6) međusklopa. Na izlaze sučelja spoji još dva tipkala (I5, I6) kojima ćeš proširiti broj boja stroja za bojanje pisanica.

Izradi algoritam i dijagram tijeka (program) koji omogućuje automatizirano upravljanje strojem za bojanje pisanica. Pokretanjem programa, stroj za bojanje ne radi, elektromotor stoji i LED-lampice ne svijetle. Program provjerava izlaze međusklopa i očitano stanje na tipkalima (I1– I6). Pritiskom i otpuštanjem tipkala (I1) stroj za bojanje je spreman za automatizirani rad i boja­ nje pisanica. Program kontinuirano provjerava izlaze spojenih tipkala (I2–I6) i ovisno o željenoj boji pokreće proces bojanja pisanica. Pritiskom jednog od tipkala (I2–I6) uključi se elektromotor (M1) koji se vrti u smjeru kazaljke na satu (cw) najvećom brzinom. Istovremeno se uključe jedna ili dvije LED-lampice i započinje proces bojanja pisanice u odabranu boju. Završetkom bojanja, pritisnemo jedno od tipkala (I2–I6), uključi se zujalo na pola sekunde, elektromotor se zaustavi (M1 = stop) i LED-lampice se isključe. Program nastavlja kontinuirano provjeravati stanje na tipkalu (I1). Zaustavljanjem programa stroj za bojanje se isključi.

Petar Dobrić, prof.

Shield-B, razvojna pločica za Arduino Uno (6) Za one koji žele znati više, u ovom ćemo nastavku detaljnije opisati načine na koje mikroupravljač može generirati impulse potrebne za upravljanje radom servomotora. Bascom-AVR i Arduino koriste tehniku prekida (interrupt).

Generiranje impulsa postiže se programskim postavljanjem upravljačkih pinova mikroupravljača u stanje “0” i “1” u prekidnim rutinama, koje se periodički izvršavaju. U prekidnim rutinama također se određuje trenutak u kojem upravljački pin nekog od servomotora mora promijeniti stanje.

Slika 17. ilustrira princip prekida na primjeru nekog programa Bascom-AVR-a. Nakon inicijalizacije (C0), program se izvršava unutar beskonačne petlje Do-Loop redoslijedom C1-C5-C6-C1... U trenutku kada se dogodi prekid uzrokovan nekim vanjskim događajem, izvršenje glavnog programa prekida se i počinje se izvršavati potprogram (prekidna rutina), koji odrađuje što je već potrebno. U našem slučaju, prekide će generirati vremenski sklop ‒ tajmer ‒ a u prekidnim rutinama mijenjat će se stanja upravljačkih pinova.

Slika 17. Prekidi i prekidne rutine

ELEKTRONIKA

Svaki potprogram završava naredbom povratka u glavni program (u ovom primjeru, Return), nakon koje će se glavni program nastaviti izvršavati od trenutka u kojem je bio prekinut. Redoslijed izvršavanja programa u slučaju prekida je C1-C2-C3C4-C5-C6-C1... Identična procedura odvija se i u programima Arduino, samo je sintaksa drukčija.

Prekidi se mogu dogoditi u bilo kojem trenutku, pa tako i onda kada se u registrima mikroupravljača nalaze neke važne vrijednosti. Zbog toga program mora, prije nego li počne izvršavati prekidnu rutinu, sačuvati vrijednosti svih registara, kako bi ih prije povratka u glavni program mogao vratiti i nesmetano nastaviti izvršenje programa od točke prekida.

Kako bi se motori zakretali glatko, bez skokovitih promjena položaja, i kako bi mogli stabilno držati položaj u koji su postavljeni, te prekidne rutine trebaju se izvršavati u istim vremenskim intervalima i vrlo učestalo: parametri koje smo postavili u programu Bascom-AVR iz prethodnog nastavka uzrokuju ponavljanje prekidnih rutina približno svakih 10 µs. Ako mikroupravljač radi samo ono što smo zadali našim programskim zadatkom, to neće predstavljati problem.

Međutim, ako mikroupravljač treba obavljati neki “ozbiljan” posao i usput voditi brigu o nekoliko servomotora, ovi će prekidi biti veliko opterećenje za procesor i znatno će usporavati izvršenje glavnog programa.

Drugi način na koji možemo generirati potrebne upravljačke impulse je upotrebom tajmera.

Jednu smo primjenu tajmera već upoznali kada smo pokazali kako širinski moduliranim impulsima možemo upravljati brzinom istosmjernog motora (pogledajte treći i četvrti nastavak).

Ovdje ćemo primijeniti vrlo sličnu tehniku!

Upravljački pinovi za servomotore na razvojnom sustavu Shield-B, PB.1 i PB.2, pomno su odabrani: osim što rade kao “obični” digitalni ulazi ili izlazi, oni mogu biti povezani i na izlaze OC1A i OC1B Timera1 (Slika 18.). Shema je identična onoj sa Slike 7. i radi na istom principu, samo što ovdje koristimo Timer1 i drukčije su vrijednosti upisane u usporedne registre, OCR1A i OCR1B. Timer1 je konfiguriran tako da broji impulse frekvencije 2 MHz od 0 do 19999 i zatim

25

Slika 18. Timer1 proizvodi širinski modulirane impulse na izlaznim pinovima OC1A i OC1B (~9 i ~10 na pločici Arduino Uno)

unatrag prema 0. Jedan takav ciklus traje 20 ms, pa će frekvencija generiranih impulsa biti upravo 50 Hz. Širina impulsa ovisi o vrijednostima upisanima u usporedne registre: Kada se tijekom brojanja prema gore izjednači vrijednost brojača s brojem u nekom od usporednih registara, mikroupravljač će postaviti pridruženi pin u stanje “0”.

Kada se tijekom brojanja prema dolje izjednači vrijednost brojača s brojem u nekom od usporednih registara, mikroupravljač će postaviti pridruženi pin u stanje “1”.

Vrijednosti koje upisujemo u usporedne registre odgovaraju željenom trajanju impulsa u mikrosekundama. Možemo upisati bilo koju vrijednost između 0 i 19999, ali će za naše potrebe odgovarati vrijednosti u rasponu od 700 do 2300: uz njih će na pridruženim izlaznim pinovima OC1A i OC1B (~9 i ~10 na pločici Arduino) nastati impulsi širine 700-2300 µs! Spojimo li servomotore prema shemi sa Slike 15., njima ćemo upravljati pomoću potenciometara RV1 i RV2 na isti način kao u 5. programskom zadatku.

Pogledajmo odgovarajuće programsko rješenje!

Program Shield-B_5a.bas Pretvarač A/D, kao i pripadajuće varijable Rv1 i Rv2, u koje pospremamo očitanja napona klizača istoimenih potenciometara, konfiguriramo na isti način: Dim Rv1 As Word , Rv2 As Word Config Adc = Single , Prescaler = Auto , Reference = Avcc Timer1 može raditi na 16 različitih načina, od kojih je većina podržana iz programskog jezika Bascom-AVR primjenom naredbe Config Timer1.

Nažalost, to se ne odnosi na način rada koji smo opisali i ilustrirali na Slici 18., pa ćemo željeni način rada moći postići samo upisom odgova-

26

rajućih vrijednosti u njegove konfiguracijske registre: Icr1 = 19999 Tccr1a = &B10100010 Tccr1b = &B00010010 Vrijednost u registru ICR1 određuje granicu do koje brojač broji, a kombinacije bitova u preostala dva registra određuju da tajmer radi upravo ono što nam je potrebno. Kako bi se impulsi pojavili na izlaznim pinovima mikroupravljača, potrebno ih je konfigurirati kao izlazne: Config Portb.1 = Output Config Portb.2 = Output U glavnoj petlji najprije mjerimo napon na klizaču potenciometara RV1. Dobivene vrijednosti su u rasponu 0-1023, a nama je potreban raspon 700-2300. Zbog toga ćemo svaku očitanu vrijednost najprije pomnožiti s faktorom 61/39, kako bismo je sveli u raspon 0-1600, a zatim rezultatu dodati 700 i upisati ga u usporedni registar OCR1A: Do Rv1 = Getadc(0) * 61 Rv1 = Rv1 / 39 ‚0-1600 Ocr1a = 700 + Rv1 ‚700-2300 Time smo u OCR1A upisali broj u rasponu 700-2300, upravo koliko je potrebno za generiranje odgovarajućih upravljačkih impulsa.

Postupak s drugim servomotorom je identičan, samo ćemo ovdje vrijednost za usporedni registar OCR1B izračunati na način da se osovina servomotora zakreće u suprotnom smjeru: Rv2 = Getadc(1) * 61 Rv2 = Rv2 / 39 ‚0-1600 Ocr1b = 2300 - Rv2 ‚2300-700 Loop Prednost ovog postupka je očigledna: nakon što smo zadali naredbu tajmeru, on će početi proizvoditi impulse željene širine bez ikakvog

opterećenja za program, koji se može posvetiti rješavanju drugih zadataka. Nedostatak je u tome što ovako možemo upravljati radom samo dva servomotora, koji još uz to moraju biti spojeni na točno određene pinove mikroupravljača. Druga su dva tajmera koje mikroupravljač ATmega328P ima, Timer0 i Timer2, 8-bitni i praktično su neupotrebljivi na ovaj način. U njihove usporedne registre moguće je upisati vrijednosti manje od 256 pa će se finoća rastera kojim možemo generirati upravljačke impulse znatno pogoršati; pomoću njih bi servomotore bilo moguće skokovito postaviti u samo 10-ak položaja.

Na razvojnom sustavu Shield-B, servomotore možemo spojiti i na konektor J7, originalno predviđen za I2C komunikaciju (Slika 19.).

Upravljačke signale generirat ćemo na pinovima PC4 (A4) i PC5 (A5) koji nisu povezani s tajmerom, pa ćemo morati koristiti tehniku prekida.

Na početku članka objasnili smo kako to funkcionira, i pritom ukazali na probleme koje takav pristup uzrokuje.

Možemo li uopće napisati program Bascom-AVR, koji će efikasno upravljati servomotorima spojenima na pinove mikrokontrolera koji nisu povezani s tajmerom? Možemo, ako se ograničimo na dva motora i ako napišemo vlastite upravljačke rutine!

Osnovna ideja prikazana je na Slici 20. Timer1 radi na isti način kao na Slici 18., osim što ne proizvodi upravljačke impulse na svojim pinovima OC1A i OC1B; umjesto toga, u trenucima kada se brojač izjednači s vrijednostima u usporednim registrima OCR1A i OCR1B, pokreće pridružene prekidne rutine Comp1a_sub i Comp1b_sub.

Prekidne rutine dijelovi su programa pridruženi nekom događaju i na slici su obojane žuto, kako bi ih razlikovali od posla prikazanog “plavim” simbolima, koji odrađuju sklopovi koji čine Timer1.

Tijekom jednog ciklusa brojanja, koji traje 20 ms, svaka prekidna rutina aktivira se dva puta: jednom kod brojanja prema naprijed, drugi put kad brojač broji unatrag. U prekidnoj rutini radimo vrlo jednostavan posao: prilikom svakog aktiviranja komplementiramo stanje upravljačkog pina (ako je u stanju “0”, postavljamo ga u “1”, i obratno). Pogledajmo kako je to riješeno u programu!

Program Shield-B_5b.bas Uvodni dio programa i konfiguracija pretvarača A/D identični su kao u prethodnom programu.

Tajmer ćemo ipak konfigurirati malo drukčije, jer sada ne smije proizvoditi impulse na svojim pridruženim pinovima: Icr1 = 19999 Tccr1a = &B00000010 Tccr1b = &B00010010 Još ćemo pinove PC4 i PC5 konfigurirati kao izlazne Config Portc.4 = Output Config Portc.5 = Output i, što je vrlo važno, postaviti ih u ispravno početno stanje: Reset Portc.4 Reset Portc.5 Kada to ne bismo učinili, umjesto pozitivnih mogli bismo dobiti negativne upravljačke impulse, na koje servomotor ne bi ispravno reagirao.

Još moramo definirati prekidne rutine (potprograme) pridružene prekidima. U našem primjeru, prekidi nastaju kada se stanje brojača izjednači s vrijednostima u usporednim registrima OC1A i OC1B, a pripadne prekidne rutine su Comp1a_sub i Comp1b_sub: On Oc1a Comp1a_sub Nosave On Oc1b Comp1b_sub Nosave Opciju Nosave pojasnit ćemo na kraju članka. Iako su definirane, prekidne se

Slika 19. Na razvojnom sustavu Shield-B, servomotore možemo spojiti i na I2C priključak J7

27

Slika 20. Programsko generiranje upravljačkih signala

rutine neće izvršavati dok im to ne omogućimo odgovarajućim naredbama: Enable Oc1a Enable Oc1b Enable Interrupts U ovom trenutku započinje proces ilustriran na Slici 20. Slijedi glavna programska petlja Do-Loop, identična onoj u prethodnom primjeru: mikroupravljač mjeri napone na klizačima potenciometara i konvertira ih u vrijednosti pogodne za upravljanje radom servomotora te ih posprema u upravljačke registre.

Prekidne rutine programiramo poslije glavne petlje. Kako u njima samo trebamo promijeniti stanje upravljačkih pinova, one bi mogle izgledati ovako: Comp1a_sub: Portc.4 = Not Portc.4 Return Comp1b_sub: Portc.5 = Not Portc.5 Return Samo jednom naredbom postižemo željeni cilj! Međutim, tu postoji i jedan skriveni problem: naredbe Bascom-AVR tijekom izvršenja koriste neke registre opće namjene. Mi ne znamo koje registre koja naredba koristi, pa iz predostrožnosti moramo pospremiti vrijednosti svih registara prije izvršenja prekidne rutine, kako bismo ih na završetku mogli vratiti u originalno stanje.

To je preduvjet da bi se “prekinuti” glavni program mogao nesmetano nastaviti izvršavati, jednom kada prekidna rutina odradi svoj zadatak.

Pospremanje registara za nas će napraviti prevodilac Bascoma ako izostavimo opciju Nosave, ali to će onda znatno produžiti trajanje prekidne rutine. Jedno od osnovnih pravila dobrog programiranja je da prekidne rutine trebaju trajati što je moguće kraće. Zbog toga ćemo prekidne rutine napisati u asembleru. Evo kako to izgleda:

28

Comp1a_sub: sbic portc,4 rjmp +3 sbi portc,4 rjmp +2 cbi portc,4 Return Ovdje nam nije interes upoznavati asembler, naglasit ćemo samo osnovne razlike!

Programiramo li u asembleru, često moramo napisati više, ponekad i puno više programskih naredbi, kako bismo postigli rezultat koji postižemo jednom jedinom naredbom Bascom-AVR-a.

Međutim, programirajući u asembleru imamo potpunu kontrolu nad radom mikroupravljača, pa tako i nad registrima koje pojedina naredba koristi. U ovom smo primjeru upotrijebili samo naredbe koje ne koriste registre opće namjene, pa je upotreba opcije Nosave opravdana.

Izvršenje ovako napisane prekidne rutine traje točno 1 µs i ni na koji način neće ometati izvršenje glavnog programa. Usporedbe radi, izvršenje ekvivalentne naredbe Bascom-AVR-a bez Nosave opcije bi trajalo 7,5 puta duže!

Budete li analizirali program Shield-B_5b.bas, primijetit ćete kako je u njemu predviđen još jedan prekid, Capture1, kojemu je pridružena prekidna rutina Capt1_sub. U njoj se postavljaju upravljački pinovi u stanje “0” u trenucima kada brojilo dostigne maksimalnu vrijednost, 19999.

To je zamišljeno kao dodatno osiguranje kako bi impulsi uvijek bili ispravnog polariteta. U praksi se ovo pokazalo nepotrebnim, pa su pripadajuće naredbe u konačnoj verziji programa zakomentirane.

Napomene: Programe Shield-B_5a.bas i ShieldB_5b.bas možete besplatno dobiti od uredništva časopisa ABC tehnike!

Autori: Vladimir Mitrović, Robert Sedak

� V2 � L=� �lg V ÷ ÷B � 1�

Brojčana jedinica bel

JEDINICE NAZVANE PO ZNANSTVENICIMA

Osim 20 danas zakonitih mjernih jedinica nazvanih po znanstvenicima (19 SI jedinica i jedna iznimno dopuštena), koje su opisane u prethodnom nizu, po znanstvenicima su nazvane još dvije brojčane jedinice neper i bel, koje ne pripadaju Međunarodnom sustavu jedinica (SI). Za njih postoji dvojba jesu li to jedinice jednake naravi kao jedinice mjernih veličina ili su to posebne jedinice. Njih kao iznimno dopuštene jedinice izvan SI navodi najnovija brošura BIPM-a1, a naš Pravilnik o mjernim jedinicama2 još ih ne navodi.

Bel (znak B) je brojčana jedinica logaritamskog omjera dviju vrijednosti neke veličine. Nazvan je po Alexanderu Grahamu Bellu.

Podrijetlo naziva jedinice bel

Alexander Graham Bell (1847.–1922.) je američki fiziolog i izumitelj škotskog podrijetla.

Istraživao je i proučavao mehaniku govora, pa je 1872. godine osnovao u Bostonu (SAD) školu za učitelje gluhonijeme djece.

Jedna od posljedica njegovih istraživanja je 1875./76. godine bio izum i patent električnog telefona, kojim je električnim vodovima ili svjetlosnim snopom prenosio govor na daljinu.

Glavni dio Bellova telefona bila je elektroindukcijska slušalica, koja je istodobno služila za pretvaranje govora u električni signal i slušanje toga signala. Prvi su telefoni imali domet od samo nekoliko stotina metara, ali su ubrzo izumljeni postupci pojačanja signala, a time i transkontinentalni dometi. Ubrzo su izumljeni razni mikrofoni za pretvorbu zvuka u električni signal, a slušalica je ostala do naših dana. Potom su izumljeni brojni telefoni, mikrofoni i slušalice te načini prijenosa, sve do današnjih, kojima je prijenos govora samo jedna od funkcija. Bell je u povijesti ostao zapamćen kao neprijeporni izumitelj telefona.

1 Najnovije 9. izdanje brošure Le Système International d’Unités (BIPM, Paris 2019.) ‒ prijevod Mirko Vuković, Međunarodni sustav jedinica (SI). Laser plus i Hrvatsko mjeriteljsko društvo, Zagreb 2021.)

2 Pravilnik o mjernim jedinicama. NN 18/2015. i Pravilnik o izmjeni Pravilnika o mjernim jedinicama. NN 16/2020.

Alexander Graham Bell

Zanimljivo je kako je Bell svoj izum ponudio Western Unionu, tada najvećoj elektrokomunikacijskoj tvrtki u SAD-u, a on je telefon ocijenio kao zanimljivu igračku, bez tržišne vrijednosti.

Bell je tada, uz pomoć investitora, osnovao vlastitu tvrtku Bell Telephone Company, pa je u četiri godine prodao 50 tisuća telefona, a u sljedećih 20 godina još pet milijuna telefona. U stoljeće i pol naziv i organizacija tvrtke su se mijenjali, a po svijetu su osnivane nove, ali sve te tvrtke sadrže u nazivima osnovu Bell Telephone.

Iz Bell Telephone Company izdvojio se 1925. godine znameniti Bell Laboratories, industrijska i znanstvena tvrtka koja pod raznim nazivima posluje i danas, a vlasnik joj je od 2016. godine tvrtka Nokia. U Bellovim laboratorijima radi se na razvoju poluvodičkih sastavnica (tranzistora, integriranih sklopova, lasera i dr.) i računalnih programa, a njezini znanstvenici dobili su do danas devet Nobelovih nagrada!

Telefon je ubrzo osvojio svijet, a danas ne možemo zamisliti organizirani život bez tzv. pametnih telefona.

Definicija jedinica bel i decibel

Bel (znak B) je brojčana jedinica razine L neke mjerne veličine V, izražene dekadskim logaritmom omjera dviju vrijednosti te veličine, dakle, gdje je lg znak dekadskog logaritma, tj. lg = log10.

Za lg (V2/V1) = 1, L = 1 B, pa je bel poseban naziv broja jedan (B = 1). Usporedbene vrijedno-

29

sti V1 često su za neke primjene dogovorene ili normirane.

Jedinica bel rabi se za izražavanje razine tzv. energijskih veličina, ponajprije snage.

S neperom je povezan jednadžbom B = 0,5 (ln 10) Np = 1,151 292 54 Jedan od prvih Bellovih telefona 6 Np. Decibel (znak dB) je decimalni nižekratnik jedinice bel, a češće se rabi nego jedinica bel.

Razina snage P u decibelima je L = 10 lg (P2/ P1) dB. To je ponajviše stoga da vrijednost bude veća od jedan, pa se nekada decibel smatra posebnom jedinicom!

Usporedbene vrijednosti P1 često su za neke primjene dogovorene ili normirane.

Bell otvara telefonsku liniju između New Yorka i Chicaga 1892. godine, samo 17 godina nakon izuma

Jedinica decibel osobito se često rabi u akustici (za razinu jakosti zvuka, a ne za jakost zvuka) i u elektrokomunikacijama za razinu jakosti signala, obično za pojačanje.

Dr. sc. Zvonimir Jakobović

Upoznajte gljivu koja bi jednoga dana mogla zamijeniti plastiku Gljiva bukova guba (Fomes fomentarius) na oborenom stablu u belgijskoj šumi Gljiva koja bi jednoga dana mogla biti dobra zamjena za plastične dijelove u elektronici, vozilima, kao i sportskoj opremi. Zvuči zanimljivo!

Korištenje gljiva umjesto plastike moglo bi smanjiti hrpe otpada koje stvaramo. Plastiku napravljenu od fosilnih goriva zapravo je teško reciklirati i obično završi u nepreglednim hrpama na odlagalištima ili još gore, u prirodi i u vodama, stajaćicama, tekućicama i morima. Materijali napravljeni od gljiva, s druge strane, bili bi biorazgradivi i mogli bi se ponovno upotrijebiti na kraju životnog ciklusa proizvoda.

30

NOVE TEHNOLOGIJE

Bukova guba (Fomes fomentarius) u središtu je istraživanja objavljenog u časopisu Science Advances. Ova gljiva ima dobar potencijal za proizvodnju širokog raspona materijala s različitim svojstvima ‒ od mekih i spužvastih do žilavih i drvenastih. Proučavajući građu i strukturu gljive, znanstvenici se nadaju da će otkriti način kako od nje dobiti održivi građevni materijal.

“Bili smo stvarno zadivljeni strukturom jer jedna stvar koju odmah primijetite ako ste biolog je da kada se nešto tako lijepo počne formirati, priroda to jednostavno ne čini samo zbog ljepote ‒ mora postojati i određena funkcija te forme,” kaže Pezhman Mohammadi, jedan od autora novog rada i viši znanstvenik u VTT Technical Research Centre u Finskoj.

U netaknutoj prirodi, F. fomentarius raste na truloj kori drveta i oblikom podsjeća na zvono ili konjsko kopito. Ljudi su ovu gljivu od davnina koristili za potpalu vatre. Ispod tanke, ali tvrde kore nalazi se smeđi dio koji se koristio kao kresivo sve do pojave šibica. Zbog toga je dobila nadimak kresiva guba. Kako je bila korisna u prošlosti, tako ima i velik potencijal za budućnost, jer novo istraživanje pokazuje da bi se bukova guba mogla koristiti za stvaranje nove klase ultralaganih materijala visokih performansi. Ono što je jedinstveno kod ove gljive je to što se sastoji od tri sloja s različitim svojstvima, od kojih svaki može biti koristan na svoj način.

Njena vrlo čvrsta vanjska kora može se na primjer koristiti za izradu otpornih premaza za vjetrobranska stakla. Zatim, prema Mohammadiju, tu je mekani srednji sloj koji je ugodan za kožu i koji bi mogao kopirati kožu za tekstilnu industriju. Treći, unutarnji sloj sličan je drvetu.

Postoji velik interes za proizvodnju građevinskih materijala, ambalaže i tekstila na bazi gljiva. Znanstvenici su već uspjeli napraviti prototip slušalica koristeći nitastu strukturu micelija, sastavnog dijela gljive.

Jednog dana vaš bi dom mogao biti napravljen od gljiva Naravno, još je dug put prije nego što gljive zamijene plastiku. Ne možete ih neograničeno brati u šumama jer bi to nepovratno oštetilo ekosustav. Micelij bi se morao masovno proizvoditi za današnje zahtjevno tržište. Osim toga, trebalo bi i prilagoditi genom gljive kako bi se još više naglasile određene karakteristike. Potrebno je još dosta toga istražiti kako bi se dobili materijali sa zadovoljavajućim omjerom biorazgradivosti i izdržljivosti, odnosno da budu primjereni za željenu uporabu.

Nadamo se da će se proizvodi na bazi gljiva razgraditi nakon što više ne budu uporabljivi umjesto da predstavljaju trajno onečišćenje poput velike većine plastičnih proizvoda. Kao otpad, proizvodi načinjeni od materijala od gljiva mogu čak postati temelj za ponovnu proizvodnju micelija, zaokružujući time zatvoreni ciklus proizvodnog procesa. To je neka vrsta zlatnog standarda koji čini potrošačke proizvode održivima.

Izvor: The Verge Foto: Arterra/Universal Images Group via Getty Images Sandra Knežević

31

SVIJET ROBOTIKE

Roboti i zbrinjavanje otpada Roboti se danas malo koriste u zbrinjavanju otpada, ali će u budućnosti biti ključna sastavnica te sve važnije djelatnosti. Razlozi za robotizaciju zbrinjavanja otpada su mnogi, ali presudni su povećanje količine svih vrsta otpada, neučinkovitost postojećih načina zbrinjavanja i veliko povećanje troškova skupljanja, razvrstavanja i reciklaže. Danas, kada je cijeli planet zatrpan otpadom, a čestice mikroplastike pronalaze se i u živim organizmima problem otpada ne može se riješiti bez sustavnog pristupa, niti bez konkretnijeg korištenja strojeva. Jedan takav sustavan pristup naziva se “kružno gospodarstvo” kojim se želi uspostaviti potpuni nadzor nad proizvodima od njihove izrade do zbrinjavanja kao sekundarne proizvodne sirovine. Kružno ekološko gospodarstvo obuhvaća postupke prikupljanja, odlaganja, razvrstavanja (sortiranja) i recikliranja (oporabe) odbačenih stvari i materijala. U takvom sustavu važni su stalno praćenje i statistička obrada podataka o vrsti i količini otpada na pojedinim mjestima.

Recikliranje se definira kao “svaki postupak kojim se otpadni materijali prerađuju u proizvode, stvari ili tvari, bilo u izvorne ili druge svrhe.

Uključuje preradu organskih materijala, ali ne i povrat energije i preradu u materijale koji su namijenjeni za uporabu kao gorivo ili za nasipavanje.” Recikliranje je oporaba, ne i ponovna upo-

Od 1950. proizvedeno je u svijetu oko osam i pol milijardi tona plastike. Reciklirano je samo devet posto, 12% je spaljeno, a većina (79%) završila je na odlagalištima otpada ili u okolišu. U svijetu je 2015. proizvedeno 322 milijuna tona plastike, a očekuje se da će se ta količina udvostručiti do 2035. i učetverostručiti do 2050. treba. To je složen postupak za osviještena društva i pojedince koji otpad individualno sortiraju već i prije prikupljanja. Uglavnom zbog ekološke neosviještenosti ljudi recikliranje nije dovoljno učinkovito: u svijetu se reciklira manje od jedne trećine ukupnog otpada i samo 14 posto plastičnog otpada. Europa je u zbrinjavanju otpada naprednija od drugih područja svijeta, ali je i u njoj robotizacija još rijetka i skupa.

Da bi se otpad mogao recikliranjem pretvoriti u korisnu sirovinu potrebno ga je prikupiti i sortirati. U svakom od tih postupaka robotika bi trebala imati važnu ulogu već i zbog toga što se radi o teškim, zamornim, prljavim i za ljude zdravstveno opasnim poslovima. U oba navedena postupka i danas se prerađivači otpada tradicionalno oslanjaju na ručni rad. Nerazvrstan ili slabo razvrstan otpad donedavno je bilo teško strojno prepoznavati i sortirati.

OTPAD KAO NAJVEĆI CIVILIZACIJSKI PROBLEM SVIJETA. Planet Zemlja zatrpan je otpadom: to slikovito pokazuje suvremena interpretacija klasične slike Veliki val japanskog slikara Hokusaija na kojoj je oceanski val postao kovitlac smeća (slika u sredini). Prema podacima Svjetske banke svake se godine u svijetu proizvede 1,3 milijarde tona samo komunalnog krutog otpada. Do 2025. godine ta količina će se gotovo udvostručiti. Tome treba dodati građevinski otpad i sl. Posebno su otpadom opterećena mora (slika lijevo) po kojima plivaju milijuni tona plastike koja je postupno ušla i u organizme u obliku mikročestica. Najveći dio prikupljenog otpada ne reciklira se već se odlaže na smetlišta koja poprimaju dimenzije planina (slika desno). Metode i strojevi koji se koriste za zbrinjavanje otpada još uvijek su uglavnom tradicionalni i sve manje dostatni i učinkoviti.

32

SUSTAVNO PRIKUPLJANJE GRADSKOG OTPADA. Velika neuređenost sustava odlaganja otpada po gradovima, koji su najveći proizvođači otpada, razlog je nemogućnosti šire primjene strojeva. Kamioni za odvoz komunalnog smeća uobičajeni su dio gradskog života (slika lijevo). U djelatnosti prikupljanja otpada događa se prosječno 50% otkaza radnika svakih šest mjeseci. Zapošljavanje, zadržavanje i drugi troškovi radnika predstavljaju velik dio troškova zbrinjavanja smeća. Neučinkovit ručni rad nastoji se modernizirati uvođenjem kamiona s manipulatorima kojima se posude s otpadom podižu i prazne u kamionski spremnik bez ljudske pomoći (slika u sredini). Takvi sustavi rijetki su zbog visoke cijene, ali i slabe uređenosti odlaganja otpada na mjestima stanovanja. Robotizacija pojedinačnog prikupljanja otpada je na samom početku. U većini poznatih projekta posvećenih individualnom prikupljanju otpada po ulicama riječ je o rijetkim istraživačko-razvojnim zadacima sa sveučilišta. Rijedak izuzetak je kineski skupljač otpada po ulici koji bi trebao zamijeniti klasične smetlare (slika desno).

Otpad se u najboljem slučaju prikuplja kamionima opremljenima mehanizmima za pražnjenje spremnika otpada. Takav postupak izvodit će se uz asistenciju ljudi sve dok se ne uredi sustav selektivnog odlaganja otpada u kontejnere.

Prikupljeni otpad gomila se na ekološki opasnim odlagalištima (smetlištima) gdje najsiromašniji ljudi kopaju po njemu u potrazi za nečim iskoristivim.

Sustavno zbrinjavanje započinje iskrcavanjem otpada na skupljalištu uz koje su smještene pomične trake za sortiranje. Ljudi stoje uz trake, prepoznaju pojedine vrste materijala i razvrstavaju ih u odgovarajuće spremnike. U pravilu je riječ o visoko kontaminiranoj sirovini koju treba očistiti od primjesa da bi se moglo stvoriti siro-

vinu za recikliranje. Uz trake su smješteni i strojevi za mehaničko sortiranje otpada. Različitim metodama rastresanja na vibracijskim sitima posebnih veličina i oblika, otpuhivanjem zrakom i balističkim (gravitacijskim) rastresanjem razvrstavaju se metal, drvo, plastika, papir i sl. Zbog Rad robota na razvrstavanju smeća smanjuje zdravstvenu izloženost ljudi koji ga skupljaju i razvrstavaju. To je iznimno prljav i zdravstveno opasan posao s povećanim mogućnostima ozljede. Radnici su izloženi opasnim kemikalijama, prašini, plijesni, azbestu itd. Stopa pobolijevanja i smrtnosti vrlo je visoka pa je sve teže pronaći radnike.

RAZVRSTAVANJE (SORTIRANJE) OTPADA. Prije nego što se materijali mogu reciklirati, potrebno ih je odvojiti i razvrstati u različite skupine. Karton treba odvojiti od staklenih posuda, limenke od plastičnih boca. Potrebno je ukloniti predmete koji se ne mogu reciklirati i potencijalno opasne tvari kako bi se materijali mogli učinkovito i sigurno obrađivati. Najprimitivnije sortiranje otpada događa se na smetlištima gdje najsiromašniji traže predmete koji se mogu prodati ili iskoristiti (slika u sredini). Sustavno razvrstavanje provodi se na mehaničkim reciklažnim transporterima (trakama) gdje se otpad rastresa kako bi se lakše obavilo ručno sortiranje. Ručnim sortiranjem na traci odvaja se oko 200 predmeta na sat po radniku (slika lijevo).

Roboti mogu razvrstati 33 000 predmeta za 10 sati po sortirnoj traci.

33

slabe razlučivosti takvi sustavi nikada ne razvrstaju cjelokupan otpad pa je uvijek potrebno na kraju uključiti i ljude. Prednost takvih sustava velika je brzina rada i niska cijena.

Napredniji sustavi sortiranja koji su uključivali i robote pojavili su se početkom drugog desetljeća XX. st. Po upotrebi robota za recikliranje Europa je naprednija od SAD-a. Tipičan napredni sustav za razvrstavanje, primjerice, građevinskog otpada sastoji se od dovodne transportne trake, specijaliziranih senzora, robotske ćelije, kontejnera za odlaganje i upravljačkog sustava. Stanica može imati 14 robota za sortiranje i 14 optičkih senzora.

Roboti za sortiranje građevinskog otpada oslanjaju se na spektroskopsko određivanje visine otpadnih objekata, sustave kamera koje prepoznaju boje, laserske senzore i detektore metala.

Pojedine tvrtke usredotočuju se na recikliranje novina, kartona i plastike pomiješanih zajedno.

Proteklih godina primjenom dubokog učenja uči se robote kako prepoznati predmete na temelju boje, oblika, teksture i logotipa. Kapacitet robotizirane sortirnice podržavane umjetnom inteligencijom je do 200 000 tona godišnje.

Robotske ruke za sortiranje oblikuju se prema vrsti otpada: za miješani i sitni komunalni otpad koriste se brzi paralelogramski stropni (engl. overhead) mehanizmi, dok su za građevinski otpad robotske ruke duže i mogu, ovisno o kapacitetu modela stroja i načinu prihvata predmeta, držati i podizati predmete s masom od 1 do 30 kg. Koriste se usisne prihvatnice koje su mnogo brže od mehaničkih s prstima.

Neka se rješenja mogu konfigurirati za sekundarne primjene, kao što su kontrola kvalitete

(uklanjanje neželjenih predmeta iz jednog toka otpada koji je uglavnom čist) i isisavanje nereciklabilnih materijala poput plastičnih vrećica i filma, koji mogu zaglaviti strojeve i uzrokovati zaustavljanje.

Sve veći interes za inteligentno tržište gospodarenja otpadom otvorio je poznatim robotičkim tvrtkama prostor suradnje sa specijalistima za vizualnu umjetnu inteligenciju kako bi razvili integrirana modularna rješenja.

Robotizirane sortirnice su skupe. Koštaju i do 300 000 američkih dolara, a mogu se i iznajmiti po cijeni od 6000 američkih dolara mjesečno.

Očekivani rok rada je od pet do deset godina.

Radnici na recikliranju zarađuju oko 25 000 američkih dolara godišnje, razvrstaju oko 40 predmeta u minuti. Roboti su s 80 razvrstanih predmeta dvostruko produktivniji od ljudi tako da svaki stroj zamjenjuje najmanje dva zaposlenika koji tvrtku koštaju najmanje 70 000 dolara godišnje. Sredstva uložena u robotiziranu stanicu za reciklažu trebala bi biti vraćena u roku od tri do četiri godine.

Takvi sustavi omogućavaju stalni uvid u dinamiku recikliranja kao i nadzor kvalitete.

Dobavljači otpada dobivaju uvid u ono što njihove baze otpada sadrže, a podaci se mogu vratiti u lanac otpada kako bi se poboljšala mogućnost recikliranja na mjestima prikupljanja. Mnogi otpadni materijali nisu prikladni za recikliranje zbog komponenti koje su štetne za okoliš pa njihova prisutnost u malim količinama čini reciklirane sirovine neupotrebljivima. Prednosti robotike su u dugoročnom snižavaju troškova rada i organizaciji obrade smeća. Povećava se i učinkovitost. Poboljšava se točnost kontrole kva-

MEHANIČKI SUSTAVI ZA SORTIRANJE. Građevinski otpad i otpad od rušenja je najvoluminozniji otpad koji u EU obuhvaća oko 30% ukupnog otpada. Propisano je da se do 2020. 70% mase neopasnog otpada mora pripremiti za ponovnu upotrebu ili reciklirati, dok se biorazgradivi i opasni organski otpad na odlagalištu mora smanjiti na 10% masenog udjela. Za recikliranje koriste se konvejeri drobilice s vibrirajućim sitima. Za pojedine materijale koriste se različiti mehanički odvajači poput zvjezdastoga za papir (slika u sredini). Slična mehanička postrojenja koriste se i za miješani otpad. Postupno su u takve uređaje uvođeni inteligentni videosustavi za prepoznavanje i robotičke ruke.

Robotizacija sortirnica otpada razmjerna je sve strožim zakonskim odredbama za čistoćom recikliranog materijala jer male nečistoće mogu pokvariti cijeli paket (slika desno).

34

ROBOTSKO SORTIRANJE. Robotizirano sortitanje prepoznaje i razvrstava do 55 komada u minuti. Računalni vid zasnovan na neuronskim mrežama treniranim na velikim bazama slika smještenih u internetskom oblaku (slika lijevo) razlikuje materijale učinkovito kao i ljudsko oko. Prepoznaje 28 različitih klasa materijala (slika desno), a razlikuje boje, oblike, ambalažu i nepakirane materijale. Temelji se na povezivanju inteligentnih videosustava s velikom moći prepoznavanja uzoraka s brzim robotskim rukama koje s konvejera pojedinu vrstu otpada prebacuju u odgovarajuće spremnike. FANUC-ov reciklažni robot (slika u sredini) teži 75% manje od drugih reciklažnih robota. Zbog brzine rada manipulatori imaju pneumatičke prihvatnice.

Učinkovitost takvog sortiranja je iznad 95%. U miješanom komunalnom otpadu teško je odrediti vrstu materijala, a prepoznavanje se vrši kombinacijom različitih videosenzora (polu IC-a) koji prepoznaju uzorke po obliku, boji ili proizvodnom kodu.

litete uz smanjene troškove, a veća je transparentnost pri praćenju materijala za recikliranje.

To donosi veću čistoću izlaznog materijala što povećava njegovu vrijednost pri prodaji sirovine.

Danas učinkovito gospodarenje otpadom zahtijeva potpunu transparentnost i praćenje vrsta materijala i načina njihove oporabe. Uz primjenu specijaliziranih vizualnih sustava za sortiranje, predmeti se klasificiraju više od 100 puta kako bi se osigurala točnost, a podaci su dostupni u stvarnom vremenu. Kod ljudskog rada prisutna su velika odstupanja u kvaliteti i kvantiteti rada o čemu treba voditi računa zbog nedostatka radne snage. Robotizacija odabira i sortiranja nudi stalne resurse koji su potrebni za rad s optimalnom učinkovitosti.

Kako su roboti točniji u razvrstavanju otpada od ljudi, postrojenja za recikliranje koja rade s niskim profitom, povećat će i količinu recikliranog materijala koji prodaju. Primjerice, plastična posuda za pakiranje salate od istog je materijala kao i plastična boca za vodu pa za infracrvenu kameru izgledaju jednako. Međutim sirovinu ne možete prodati jer su posude zagađene hranom. Novi sustavi vida u robotiziranim razvrstaonicama mogu razlikovati slične materijale.

Postrojenja za recikliranje još uvijek se bore pronaći nova tržišta za svoje materijale nakon što je Kina, najveće tržište otkupa reciklirane plastike, 2018. godine zabranila gotovo sav uvoz sortiranog materijala koji se nije mogao reciklirati jer je bio zagađen. Potreban je takav sustav računalnog vida koji može uočiti karton iako je prljav i rastrgan ili djelomično prekriven drugim materijalom. Identifikacija je učinkovitija kada su materijali raspršeni (zbog toga se otpad na transporterima raspršuje zračnom strujom), ali otpad u reciklažnom centru naizgled je nerazlučivo neuredan čak i nakon što je mehanički raspršen na transporteru. Identificiranje masne kutije za pizzu iza oštećene limenke s nepredvidivom orijentacijom zahtijeva velik reprezentativni skup podataka za treniranje neuronskih mreža.

Korištenje tisuća slika smeća u različitim položajima može pomoći u obuci neuronske mreže.

Novi sustavi dubokog učenja omogućavaju robotima da vide stvari na isti način kao i ljudi.

Iako je umjetna inteligencija još uvijek nova u razvrstavanju smeća, zagovornici njene uporabe vjeruju da se može koristiti i u poslovima drugačijim od kontrole kvalitete razvrstavanja.

Igor Ratković

35

Hotelska soba na sjeveru Švedske smještena u krošnje šume

Sjeverna Švedska poznata je po svojim prirodnim ljepotama, prostranim šumama i osebujnoj biosferi. Izraženi klimatski kontrasti kroz godišnja doba zahtijevaju od arhitekata upotrebu otpornih materijala, a često su to drvo lokalnih šuma i kamen. U suradnji s danskim dizajnerskim studijom BIG i švedskim ornitologom Ulfom Öhmanom, lanac hotela Treehotel otvorio je novi kompleks nazvan Biosphere u švedskoj Laponiji. Riječ je o hotelskoj sobi, obješenoj o stabla borova i obloženoj s 350 kućica za ptice kojima se nastoji poboljšati okolna biosfera.

Projektiranjem hotelske sobe u krošnjama drveća s fasadom od ptičjih gnijezda, Biosphere nastoji smanjiti smanjenje populacije ptica u švedskim šumama i umjesto toga ojačati biosferu i njihovo prirodno stanište. “Intenzivna sječa šuma smanjila je i broj duplji u kojima se ptice gnijezde čime se narušava biološka ravnoteža, ionako ozbiljno ugrožena klimatskim promjenama. Kućice za ptice koje se mogu postaviti u šumu, u blizinu domova, pa tako i oko hotelskih soba, mogle bi pomoći da se zaustavi izumiranje vrsta”, objašnjava ornitolog Öhman.

BIOSPHERE

Biosphereu se pristupa preko visećeg mosta koji vrhove drveća spaja s tlom. Za opremanje hotelske sobe veličine 34 m2 korišteni su organski materijali inspirirani okolnim krajolikom koji dodatno naglašavaju njegove prirodne ljepote.

Interijer je jednostavan i praktičan, a zbog otvorenog koncepta omogućuje niz zanimljivih doživljaja unutar relativno malog prostora. Gosti imaju pristup krovnoj terasi u blizini krošanja drveća s koje se pruža jedinstven pogled na šumu. Kućice različitih veličina privlače različite vrste ptica, a način na koji su raspoređene omogućava nesmetano prodiranje svjetlosti u unutarnji prostor kroz troslojno ostakljenje kao i pogled na čaroban šumski krajolik.

Biosphere ima ugrađen tuš, saunu, WC i održivi sustav Rukkamoinika s tri litre vode za pranje ruku.

Smješten u samom središtu potpuno prirodnog okruženja Biosphere pruža svojim gostima jedinstveno i intimno iskustvo prirode uz zvukove ptičjeg pjeva.

Foto: Courtesy of BIG Izvor: ArchDaily SK