ABC Tehnika

02.qxd

24.1.2007

9:08

Page 1

NATJECANJA MLADIH TEHNIČARA

U OVOM BROJU Nova istraživačka postaja na Antarktici . . . . 3

Zbirka zadataka

Vjetrenjača . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Jednostavni elektronički termometar . . . . . . 8 Tehnička dokumentacija na obveznom obrascu. . . . . . . . . . . . 12

Hrvatska zajednica tehničke kulture izdala je II. prošireno izdanje “Zbirke zadataka za natjecanja mladih tehničara”, koja njima i njihovim mentorima može poslužiti u pripremama za školska, gradska, županijska i državna natjecanja mladih tehničara. U Zbirci se nalaze pisani i praktični zadaci i točni odgovori iz strojarstva (82), robotike (74), graditeljstva (71), prometne tehnike (64), elektrotehnike (30) i općeg tehničkog znanja (43) i pravila natjecanja mladih tehničara. Cijena Zbirke je 35 kuna. Učiteljima-naručiteljima više primjeraka odobravamo rabat od 20 posto. U skladu s Pravilima za ovogodišnja natjecanja mladih tehničara u ovom broju časopisa “ABC tehnike” objavljen je izgled i sadržaj OBRASCA koji je obvezno priložiti uz svaki izradak koji se prijavljuje na ovogodišnja natjecanja mladih tehničara na svim razinama (školska i gradska 16. veljače 2007., županijska 30. ožujka 2007. i 49. državno natjecanje u Dubrovniku od 25. do 29. travnja 2007.). Detaljna pravila i nacrte natjecateljskih staza za vožnju robota na ovogodišnjim natjecanjima mladih tehničara moći će se uskoro naći na našoj web stranici.

Herman Mattes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Model čamca za vađenje šljunka. . . . . . . . 14 Ponovno na Mjesec . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Konjić-ljuljačka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Školski didaktički robotići “ABC tehnike” . . 23 Telefoniranje internetom . . . . . . . . . . . . . . 25 Podmornica se služi Sunčevom energijom. 27 3-D skulptura od svjetlosnih točaka. . . . . . 27 Svjećica za paljenje Otto motora . . . . . . . . 28 Odabir dodataka za stolno računalo. . . . . . 29 Staleško druženje na japanski način . . . . . 31 Robotika i umjetne neuronske mreže (1) . . 32 Minijaturni player . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 Punjenje akumulatorskih baterija . . . . . . . . 34 Spajanje cijevi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 PRILOG Model čamca za vađenje šljunka Konjić-ljuljačka

Glavni urednik: Dubravko MALVIĆ Urednik: Zoran KUŠAN, ing. Tehnički urednik: Hinko BOHR Administrator: Sandra HAVLIČEK Broj 6 (502), veljača 2007. Školska godina 2006./2007. Nakladnik: Hrvatska zajednica tehničke kulture, Dalmatinska 12, P. p. 149, 10002 Zagreb, Hrvatska/Croatia Izdavački savjet: akademik Marin HRASTE predsjednik, Dubravko MALVIĆ - tajnik, Borko BORANIĆ, Žarko BOŠNJAK, Stanislav GOVEDIĆ, Branko HRPKA, dr. Zvonimir JAKOBOVIĆ, Zdenko JUREŠA, Marčelo MARIĆ, Željko MEDVEŠEK, dr. Vladimir MULJEVIĆ Uredništvo: Borko BORANIĆ, akademik Marin HRASTE, dr. Zvonimir JAKOBOVIĆ, Zoran KUŠAN, Ivan LUČIĆ, Dubravko MALVIĆ, Željko MEDVEŠEK, Miljenko OŽURA

Naslovna stranica: Početak izgradnje nove istraživačke postaje na Antarktici Uredništvo i administracija: Dalmatinska 12, P.p. 149, 10002 Zagreb, Hrvatska/Croatia; telefon i faks (01) 48 48 762 i (01) 48 48 641; www.hztk.hr; e-pošta: [email protected] “ABC tehnike” na adresi www.hztk.hr Izlazi jedanput na mjesec u školskoj godini (10 brojeva godišnje) Rukopisi, crteži i fotografije se ne vraćaju Cijena pojedinačnog primjerka je 7,50 kuna Godišnja pretplata za 10 brojeva je 75 kuna za Hrvatsku, odnosno 150 kuna za inozemstvo

Pretplata za tuzemstvo i inozemstvo može se uplatiti u kunama u korist žiro-računa: Hrvatska zajednica tehničke kulture 23600001101559470 (za “ABC tehnike”, poziv na broj 05 + JMBG). Pretplata za inozemstvo može se uplatiti na devizni račun: Hrvatska zajednica tehničke kulture, Zagreb, Dalmatinska 12, Zagrebačka banka d.d. 2500-3222764 swiftcode: ZABAHR2X Pretiskivanje je dopušteno samo uz naznaku izvora, a proizvodnja uz odobrenje uredništva časopisa “ABC tehnike” Upisan u Upisnik Hrvatske gospodarske komore o izdavanju i distribuciji tiska 8. studenoga 2004. pod brojem 189 Poštarina plaćena u poštanskom uredu 10000 Zagreb Tisak i otprema: DENONA d.o.o. - 10000 Zagreb, Ivanićgradska 22 Časopis se tiska uz novčanu potporu Ministarstva znanosti, obrazovanja i športa Republike Hrvatske

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

ABC_502_prelom.qxd

22.1.2007

10:38

Page 3

KLIMATOLOGIJA

Nova istraživačka postaja na Antarktici Približava se kraj njemačke antarktičke postaje, koja je već dvanaest godina u pogonu na ledenom sprudu Ekströmu*. Najkasnije 2008. njezina čelična konstrukcija više neće moći izdržati opterećenje pokrova od snijega i leda. Zato sada Institut Alfred-Wegener (AWI) u Bremerhavenu planira gradnju postaje-nasljednice, koja * Ekström je ledena ploča na Antarktici površine 8700 km2. Područje je ubilježavano na zemljovidu od 1949. do 1952. i nazvano je prema švedskom inženjeru Bertilu Ekströmu. Bridovi toga ledenog spruda visoki su 160 m i strše 15 m iznad morske površine.

će deset kilometara dalje početi s radom u antarktičko ljeto 2008./2009. Za AWI ta je antarktička postaja važna, jer se prije 25 godina utemeljen institut snažno uključio u međunarodno istraživanje. Postaja Neumayer II. smještena je na obali atlantskog dijela Antarktike. Tamo svake godine padne u prosjeku 80 cm snijega, koji se zadržava i iz godine u godinu sve se više nagomilava. Za više od desetak stalnih istraživačkih postaja u tom dijelu polarnoga kontinenta to je veliki problem. One polagano tonu u snijeg i stoga se moraju obnavljati u relativno kratkim vremenskim razmacima. Britanci planiraju već svoju šestu postaju Halley na ledenom sprudu Bruntu, a Južnoafrička Republika stigla je do svoje četvrte postaje. Njemačka postaja već je u međuvremenu sedam metara ispod površine i mogu joj se vidjeti još samo ulazni tornjevi. Zato će na udaljenosti od deset kilometara uskoro početi gradnja nove postaje. AWI će za novogradnju utrošiti oko 26 milijuna eura, a troškovi rušenja postojeće postaje procjenjuju se sa 2,5 milijuna eura. U međunarodnoj polarnoj godini 2007./2008. trebala bi postaja Neumayer II. biti spremna za rad. Ona je polazna točka opsežnog njemačkog istraživačkog programa i imat će važnu ulogu u međunarodnoj logističkoj mreži istraživanja na Antarktici.

Postaja Neumayer III., zgrada na dva kata i dužine 82 m, stoji na 20 hidrauličnih postolja i trebala bi 2008. zamijeniti sadašnju njemačku postaju, koja sve više tone u led

3

ABC_502_prelom.qxd

22.1.2007

10:38

Page 4

- Postaja će se lakše nositi s nataloženim snijegom i zato računamo sa znatno duljim radnim vijekom od 25 godina - objašnjava šef za logistiku u AWI-ju Hartwig Gernandt. Postaja Neumayer III. bit će sagrađena u obliku podija na stupovima, a ne u obliku cijevnog sustava kao njezina prethodnica. Zgrada postaje, dužine 82 m i širine 26 m, stajat će na 20 stupova, jedanaest metara iznad temelja. Podnožje stupova će biti u jami od leda dubine pet metara i u izmjerama kao i postaja. Bit će pokrivena i služit će kao spremište za vozila i za uređaje postaje. Postaja na stupovima nije nikakva novost na Antarktici, a i sadašnja britanska postaja Halley V. građena je na isti način. Neumayer III. bit će svakako novost u tome da će joj se stupovi moći izvlačiti hidraulički i tako će se dizati cijela postaja.

4

- Dakako, hidraulične preše omogućuju samo ograničenu visinu dizanja - objašnjava Dietrich Ens, tehnički savjetnik AWI-ja. Zato će se izvučeni stupovi redovito jedan za drugim ponovno uvlačiti i njihova podnožja postavljat će se na povišeni temelj od leda i snijega. Umjesto da polagano tone u led, postaja će moći svladati oklop ledenog spruda Ekströma, koji se svake godine podigne za 80 centimetara. Hidraulika će tako znatno produljiti trajnost istraživačke postaje. Nova postaja imat će pod jednim krovom radne i skladišne prostore. Čak i ekspedicije u antarktičko ljeto, koje se ponekad pojavljuju u skupinama od 40 i više članova, više neće morati noćiti u crvenim igluima na ledu, nego u za to predviđenom dijelu postaje. U zimi, kad u postaji boravi samo devet članova posade, taj će dio postaje mirovati. Strogi propisi o očuvanju okoliša obvezuju korisnike postaje na što manje zahvate u okoliš. Zato će se i materijal sadašnje postaje Neumayer II. uporabiti što je moguće više pri gradnji nove postaje. Preostali dio stare građevine konzervirat će se i prepustiti tonjenju u led, jer je tako manji utjecaj na prirodu, nego njegovo iskopavanje i uklanjanje. Budući da ledeni sprud Ekström nezadrživo klizi oko 200 m svake godine, sve su postaje polagano nošene u smjeru mora i jednom će zajedno s otkinutim ledom pasti u ocean. Najstarija postaja je od vremena svoje gradnje 1981. godine već prevalila oko 4,5 km i još je samo deset kilometara udaljena od ruba ledenog spruda. Kad jednom doputuje donde, bit će to još samo zgnječena limenka; već sada je ta postaja zakopana 20 metara duboko u ledu. Izvornik: Die Welt, 15. VII. 2006. Pripremio Željko Medvešek

ABC_502_prelom.qxd

22.1.2007

10:38

Page 5

RADOVI MLADIH TEHNIČARA

Vjetrenjača Uvod Prošlo stoljeće s razlogom se naziva stoljećem nafte. Ali kako cijena nafte posljednjih godina rapidno raste, sve više se traže alternativni izvori energije, pa se ovo stoljeće može nazivati i stoljećem alternativnih izvora. Alternativni izvori su često u početku mnogo skuplji od tradicionalnih, ali na duže staze su isplativiji, ponajprije zbog veće ekološke prihvatljivosti. Kao jedan od tih alternativnih izvora često se spominje i vjetar, kojega se energija može upotrijebiti za proizvodnju električne energije. To se obično radi tako da vjetar pokreće elise vjetrenjače, koja pokreće rotor električnog indukcijskoga generatora. Generator radi na načelu elektromagnetske indukcije, što je otkrio britanski znanstvenik Michael Faraday 1831. godine. On je ustanovio da kroz vodič, na primjer kroz bakrenu žicu, ako ga gibamo unutar magnetskog polja teče električne struja. Vrijedi i obratno. Gibamo li magnetsko polje (tako da gibamo magnet - rotor) u blizini vodiča, žica na statoru, i tada se u njima inducira električni napon. Gibanjem se postiglo promjenljivo magnetsko polje. Kaže se da promjenljivo magnetsko polje u vodiču inducira električni napon, kojega je posljedica električna struja. Funkcionalni opis izratka Okretanjem rotora namotani bakreni vodiči sijeku magnetske silnice, tj. magnetsko polje. U vodičima koji se gibaju u magnetskom polju na principu se elektromagnetske indukcije inducira električni napon. Elektromagnetska indukcija jest pojava induciranog napona u vodiču, izazvanog promje-

Autor sa svojim radom

nom magnetskog toka. Tim važnim otkrićem utvrđeno je da se i električne pojave javljaju kao posljedice magnetskih pojava, dok je otprije bilo poznato da se magnetske pojave javljaju kao posljedica električnih. Definicija Faradayeva zakona elektromagnetske indukcije glasi: Inducirani električni napon javlja se u vodiču (zavojnici) pri svakoj promjeni magnetskog toka u vodiču, a po vrijednosti je razmjeran negativnoj brzini promjene magnetskog toka. Ili, jednostavnije, napon Uin koji se inducira u zavojnici s N zavoja razmjeran je brzini promjene magnetskog toka Φ: Um = - N·ΔΦ/Δt Polaritet induciranog napona je takav da se on, po tzv. Lentzovu pravilu, suprotstavlja uzroku koji ga proizvodi. Zbog toga se i u navedenoj formuli nalazi negativan predznak. Smjer struje koja je posljedica induciranoga napona možemo odrediti pravilom desne ruke. Zavojnicu treba obuhvatiti desnom rukom tako da palac pokazuje u smjeru suprotnome od magnetskog polja kad se tok toga polja pojača-

5

ABC_502_prelom.qxd

22.1.2007

10:38

Page 6

Sl. 1. Principijelna shema rada generatora

va, odnosno, u istom smjeru kad se tok smanjuje. Prsti savijeni oko zavojnice pokazuju smjer struje. Magnetski se tok može mijenjati na razne načine: pomicanjem vodiča u magnetskom polju, vrtnjom zavojnice, prolaskom izmjenične struje zavojnicom i dr. U ovom radu magnetsko polje se mijenja vrtnjom zavojnice (rotora) u magnetskom polju statora. Crteži i sheme, popis i specifikacija materijala Vjetar pokretanjem elise preko prijenosnih zupčanika pokreće rotor generatora.

Sl. 2. Izgled i popis dijelova vjetrenjače

6

ABC_502_prelom.qxd

22.1.2007

10:38

Page 7

Rotor generatora sastoji se od osovine i kotve ili željeznog tijela na kojem je namotana bakrena žica. Stator generatora sastavljen je od kućišta u kojem su smješteni trajni magneti sa svojim magnetskim poljem. Dijelovi vjetrenjače prikazani su na sl. 2. To su: 1. Postolje, drvo, 200 mm × 150 mm 2. Noseći stup, drvo, 290 mm × 25 mm × 25 mm 3. Krila elise, aluminijski plastificirani lim, iskorišten od stare rolete, 270 mm × 50 mm × 3 mm

4. Nosač elise, aluminijski lim 5. Osovina, promjera 6 mm 6. Obujmica, aluminij, promjera 15 mm 7. Veliki zupčanik, plastika, promjera 50 mm 8. Mali zupčanik, plastika, promjera 7 mm 9. Generator, rotor i stator 10. Nosač generatora i zupčanika 11. Svjetleće diode 12. Stabilizator, šperploča, 410 mm × 100 mm ×3 mm Upute za uporabu Pokretanjem elise vjetrenjače pokreće se zupčanik rotora i dolazi do induciranja napona. Kako je inducirani napon razmjeran brzini promjene magnetskog polja, to će biti to veći što je brzina okretanja elise veća. Induciranje napona i samu jakost struje možemo primijetiti na postavljenima svjetlećim diodama, čija svjetlost se povećava povećanjem brzine vrtnje elise vjetrenjače. Upotreba vjetrenjače potpuno je neopasna i jednostavna. U njezinu radu nema nikakvih nusprodukata, te je stoga vjetrenjača ekološki prihvatljiv izvor energije. U Europi i svijetu sve se više uviđa mogućnost iskorištavanja vjetrenjača, pa tako i u Hrvatskoj. Postoje mnoge studije za izradu vjetroelektrana. Jedini problem kod vjetrenjača jest taj da one nisu pouzdan izvor električne energije zbog toga što ovise o vremenskim prilikama, tj. o vjetru.

Sl. 3. Učvrsni dio za pera elise

Mateo Škrobot II. osnovna škola Bartola Kašića, Zagreb

Sl. 4. Još neki dijelovi vjetrenjače

7

ABC_502_prelom.qxd

22.1.2007

10:39

Page 8

ELEKTRONIKA

+6 V

Jednostavni elektronički termometar

R2 Ω 2,7 kΩ

Karakteristike većine elektroničkih elemenata ovise o temperaturi. Tako će se pad napona na silicijevoj diodi s porastom napona smanjivati, pojačanje tranzistora će rasti, mijenjat će se vrijednosti otpora i sl. Promjene ponekad mogu izazvati lančane reakcije: kroz zagrijani tranzistor poteći će jača struja, doći će do još većeg zagrijavanja i, konačno, tranzistor može pregorjeti. Temperaturne promjene odrazit će se i na ponašanje elektroničkih sklopova u koje su elementi ugrađeni, o čemu projektanti i te kako moraju voditi računa. Tu im često pomažu baš isti efekti koji su i uzročnik problema! Tako se, npr., na hladnjak nekog pojačala pored snažnih izlaznih tranzistora postavlja i mali tranzistor kao temperaturni senzor. Zagrijavanjem snažnih tranzistora povisit će se i temperatura tranzistora-senzora pa će se promijeniti i njegove karakteristike. Ako je ova promjena spretno ukomponirana u elektronički sklop, promjena karakteristika tranzistorskog senzora uzrokovat će smanjenje pobude izlaznih tranzistora i neće doći do njihova pregrijavanja. Slična rješenja nalazimo i u mnogim integriranim krugovima, gdje su snažni tranzistori i senzori izrađeni na zajedničkoj, vrlo maloj pločici. Malom pločicom se temperaturne promjene vrlo brzo šire, pa su svi elementi na istoj temperaturi - stoga je temperaturne promjene unutar integriranih krugova lakše kontrolirati. Osim problema koje uzrokuje, temperaturna se ovisnost elektroničkih elemenata može ponekad i korisno upotrijebiti. Dobar primjer je in-

8

R1 Ω 10 kΩ IC1 LM335 Sl. 1. Mjerenje temperature u kelvinima

tegrirani krug LM335, prikazan u jednostavnom sklopu elektroničkog termometra na slici 1. Pri sobnoj temperaturi je pad napona na integriranom krugu oko 3 V, pa otpornikom R2 prolazi struja nešto veća od 1 mA. Manji dio te struje skreće u R1, veći kroz LM335. Ovdje je interesantno što pad napona na LM335 neće ovisiti o jačini struje koja kroz njega teče (ako je ta struja u granicama 0,4-5 mA) - pad napona bit će određen isključivo temperaturom na kojoj se integrirani krug nalazi. Sklop unutar LM335 tako je projektiran da je ta temperaturna ovisnost linearna u rasponu od -40 °C do 100 °C. Za odabrane primjerke s oznakom LM135 (koje je teško naći u trgovinama) temperaturni raspon je još veći: -55 °C do 150 °C. Porast napona je 10 mV/°C a krivulja počinje kod apsolutne 0 (= -273,15 °C). Drugim riječima, pri apsolutnoj bi 0, kada bi integrirani krug na njoj mogao raditi, pad napona na LM335 bio 0 V i zatim bi sa svakim stupnjem porastao za 10 mV. Zbog takva ponašanja, sklop sa slike 1. je temperaturni senzor koji mjeri apsolutnu temperaturu (apsolutna temperatura mjeri se Kelvinima (K) a promjena od 1 K jednaka je promjeni od 1 °C).

ABC_502_prelom.qxd

22.1.2007

10:39

Page 9

Želimo li izmjeriti apsolutnu temperaturu, preciznim voltmetrom ćemo izmjeriti pad napona na LM335 i očitanje u mV podijeliti s 10:

T/K =

Opisani sklop je jednostavan i dovoljno točan a upotrijebljeni elementi su jeftini - to je lijepo, ali mi temperaturu ne mjerimo u kelvinima nego u °C ... Srećom, preračunavanje nije komplicirano: od dobivenog rezultata dovoljno je oduzeti 273,15 i dobit ćemo temperaturu u °C. Modifikacijom prema slici 2. ovo oduzimanje će za nas odraditi elektronički sklop! Dodali smo još jedan integrirani krug, TL431, i nekoliko otpornika. TL431 je stabilizator napona, integrirana “Zenerova dioda”. Za razliku od obične zenerice, radni napon TL431 se pomoću dva vanjska otpornika (R3 i R4 na sl. 2.) može naravnavati u rasponu od 2,5 do 36 V. Dodatno, TL431 je temperaturno vrlo stabilan i maloga unutarnjeg otpora, što znači da će mu izlazni napon biti znatno stabilniji nego da smo na istome mjestu upotrijebili običnu Zenerovu diodu. Napon koji mi trebamo je 2,7315 V i usklađujemo ga višeokretnim trimerom R3 (toliku točnost nemamo na “običnim” digitalnim voltmetrima, bit će dovoljno namjestiti 2,73 V). Isti toliki je i pad napona na LM335 pri temperaturi od 0 °C. Spojimo li voltmetar između točaka “+” i “-”, mjerit ćemo razliku padova napona na LM335

U/mV 10

Npr., pri uobičajenoj sobnoj temperaturi od 25 °C (=298,15 K), izmjerit ćemo pad napona oko 2,98 V. Točnost se može poboljšati ugađanjem trimer-potenciometra R1. Dovoljno je točnim termometrom izmjeriti temperaturu u blizini LM335, neka ona bude: t = 20 °C Zatim temperaturu preračunamo u kelvine: T/K = t + 273,15 = 293,15 Dobivenu apsolutnu temperaturu pomnožimo s 10 pa ćemo dobiti potreban pad napona na LM335: U = 10 × T = 2931,5 mV Ako očitanje odstupa od očekivanog, ugađamo trimer R1 dok ne postignemo što točniju vrijednost. Nakon ugađanja postižemo točnost od 0,5 °C u čitavom mjernom području. Poželjno je da je R1 precizni višeokretni (multiturn) trimer.

+6 V

U

R1 Ω 10 kΩ

U

R5 Ω 2,7 kΩ

R2 Ω 2,7 kΩ

U

IC1 LM335

U

R3 Ω 2,2 kΩ

U

R4 Ω 10 kΩ

U

IC2 TL431

Sl. 2. Mjerenje temperature u °C

9

ABC_502_prelom.qxd

22.1.2007

10:39

Page 10

i TL431, odnosno odstupanje temperature od 0 °C. Očitanje u mV trebamo samo podijeliti s 10:

t/ °C =

U/mV 10

Elektronički termometar izradit ćemo na komadiću univerzalne tiskane pločice prema slici 3. Najbolja je pločica s već izbušenim rupicama i bakrenim “otočićima” koji povezuju po tri rupice. Elemente postavljamo na stranu pločice bez bakra. Još je potrebno povezati pojedine otočiće, za što će nam dobro poslužiti komadići žice nastali skraćivanjem izvoda otpornika. Spajamo li dva susjedna otočića, to ćemo najlakše učiniti ako spoj izvedemo s donje strane pločice. Spajamo li otočiće koji su udaljeniji ili zahtijevaju koso postavljanje poveznih žica, žice ćemo postaviti s gornje strane pločice i oblikovati tako da krajevi žice prolaze kroz odgovarajuće rupice do bakrenog otočića. U našem primjeru nije nužno izolirati povezne žice jer se ne preklapaju. Višeokretni trimeri moraju biti okomite izvedbe; ako su drukčiji, trebat će prilagoditi pločicu. Potrošnja senzora je oko 3 mA pa za napajanje možemo rabiti baterije, akumulatore ili stabilizirani mrežni ispravljač. Napon napajanja može biti u rasponu 5-20 V; kod viših napona poželjno je korigirati vrijednosti otpornika R2 i R5 prema tablici: Napon napajanja /V

R2, R5 /kΩ

5-8 9-11 12-14 15-17 18-20

2,7 5,6 8,2 10 12

Sl. 3. Elektronički termometar možemo izraditi na komadiću univerzalne tiskane pločice

Ako je potrebno mjeriti temperaturu na udaljenom ili nepristupačnom mjestu, npr. izvan stana ili unutar hladionika, zgodno je temperaturni senzor odvojiti od pločice. U tom slučaju, senzor LM335 nećemo zalemiti direktno na pločicu, nego na jedan kraj trožilnog oklopljenoga kabela (možemo upotrijebiti tanki četverožilni mikrofonski kabel i ostaviti jednu žicu neiskorištenom). Drugi kraj kabela zalemit ćemo na plo-

R7 R5 Ω 2,7 kΩ

Ω 2,2 MΩ R6 Ω 10 kΩ

Time smo pri svim radnim naponima postavili radne struje IC1 i IC2 na oko 1 mA i osigurali dugi radni vijek baterije, ako se radi o baterijskom napajanju. Pri napajanju iz drugih izvora potrošnja je manje važna, no pri većim strujama dolazi do unutarnjeg zagrijavanja senzora LM335 a to uzrokuje pogrešku mjerenja. Probajte, porastom napona napajanja izmjerena temperatura će blago rasti! Vodite pritom računa kako je najjača dopuštena struja kroz IC110 mA, pa napon napajanja ne smije biti viši 30 V.

10

R3 Ω 4,7 kΩ R4 Ω 10 kΩ

IC3a

U U

IC3

IC2 TL431 Sl. 4. Usporedbom napona na IC1 i IC2 zapravo uspoređujemo st mo alarm

ABC_502_prelom.qxd

22.1.2007

10:39

Page 11

čicu umjesto senzora, a oklop kabela lemimo na mjestu gdje je spojen - pol izvora napajanja, ali samo na pločici. Kabel “skuplja” smetnje iz okoline pa s duljinom ne treba pretjerati - razumna duljina je 1-2 metra. Obložimo li pažljivo LM335 i njegov kraj kabela silikonskim kitom ili nevodljivim ljepilom, dobit ćemo senzor kojim ćemo moći mjeriti i temperaturu tekućina. Osim kao termometar, sklop sa slike 2. može poslužiti i za aktiviranje alarma kada temperatura senzora postane viša ili niža od zadane. Dodat ćemo integrirani krug IC3 prema slici 4., koji radi u sklopu komparatora i uspoređuje napone priključaka “+” i “-”: • ako je napon priključka “+” niži od napona priključka “-”, izlaz IC3a (izlaz A) bit će na 0 V (LED1 ne svijetli); • ako je napon priključka “+” viši od napona priključka “-”, izlaz IC3a (izlaz A) bit će na naponu napajanja U (LED1 svijetli); • izlaz B je uvijek u obrnutom stanju od izlaza A.

7

R9

Ω MΩ R8 C3a

Ω 47 kΩ R10 2,2 kΩ Ω LED1

Ω 220 kΩ IC3b R11 Ω 2,2 kΩ LED2

mo stvarnu i zadanu temperaturu i, kada se izjednače, uključuje-

Sve je to pregledno opisano u tablici:

"+" < "-" "+" > "-"

Izlaz A

Izlaz B

0V LED1 ne svijetli U LED1 svijetli

U LED2 svijetli 0V LED2 ne svijetli

Temperaturne promjene su spore i postoji mogućnost da oba ulazna priključka budu približno jednakog napona tijekom dužeg vremena. Kako bi se spriječilo nekontrolirano prebacivanje komparatora, ostvarena je pozitivna povratna veza preko otpornika R6 i R7. Ona osigurava da prebacivanje iz jednoga u drugo stanje, ako je već započeo, trenutno završi. Također, pad napona na R6 (oko 15 mV) osigurava da prebacivanje stanja 0->U i U->0 ne nastupa kod iste temperature nego postoji temperaturna razlika (histereza) od 2 do 3 °C. To znači da će se jednom uključen alarm isključiti tek kad se temperatura koja ga je uzrokovala smanji za 2-3 °C. Napon napajanja U integriranog kruga IC3 može ali ne mora biti jednak naponu napajanja temperaturnog senzora (IC1, IC2). Odabrat ćemo ga prema onome što smo spojili na izlaze A i B: osim LED-ice, male žaruljice ili zujalice za svjetlosnu i zvučnu signalizaciju, možemo spojiti relej kojim pak možemo uključiti ventilator, grijalo ili što već želimo. Izlazom A poslužit ćemo se ako želimo da se alarm aktivira iznad namještene temperature, izlaz B ako se alarm treba aktivirati ispod te temperature. Najveće dopušteno opterećenje izlaza je oko 25 mA. U sklopu temperaturnog senzora trebamo povećati vrijednost trimera R3 na 4,7 kΩ. To će nam omogućiti podešavanje aktiviranja temperaturnog alarma u rasponu od -23 °C (= 2,5 V) do 95 °C (= 3,68 V). Temperaturu kod koje se alarm aktivira preračunavamo u napon sljedećom formulom:

U/mV = 2732 + 10 × t/°C Ako je to, npr., 60 °C, treba namjestiti napon od: 2732+10×60 = 3332 mV. Mr. sc. Vladimir Mitrović

11

ABC_502_prelom.qxd

22.1.2007

10:39

Page 12

NAJTECANJA MLADIH TEHNIČARA

Tehnička dokumentacija na obveznom obrascu U skladu s Pravilima za ovogodišnja natjecanja mladih tehničara (koja su objavljena u “Zbirci zadataka za natjecanja mladih tehničara”, a koju možete nabaviti po cijeni od 35 kuna u našem uredništvu), Hrvatski je savez pedagoga tehničke kulture izradio obrazac koji je obvezno priložiti uz svaki izradak koji se prijavljuje na natjecanja mladih tehničara na svim razinama (školska i gradska 16. veljače 2007., županijska 30. ožujka 2007. i 49. državno natjecanje u Dubrovniku od 25. do 29. travnja 2007.). Tehnička dokumentacija za svaki izradak mladih tehničara treba biti upisana u obrazac koji ima šest stranica izmjera A4. Izgled i sadržaj 1. stranice obrasca objavljujemo uz ovaj tekst, a na 2. stranici upisuju se “Opis, svrha i namjena izratka”, na 3. stranici “Crteži i sheme”, na 4. stranici “Popis i specifikacija materijala”, na 5. stranici “Funkcionalni opis izratka”, a na 6. stranici “Upute za rukovanje”.

Sve podrobnije obavijesti o ovogodišnjim natjecanjima mogu mladi tehničari dobiti od svog učitelja tehničke kulture, a učitelji ih mogu dobiti u Hrvatskoj zajednici tehničke kulture odnosno u Hrvatskom savezu pedagoga tehničke kulture (Zagreb, Dalmatinska 12) na telefon 01/48 48 760.

Autori testova na državnim natjecanjima mladih tehničara: Stjepan ANDROLIĆ, Andrija GREGURIĆ, Branko HRPKA, Drago LABAŠ i Marčelo MARIĆ pripremili su u redakciji Borka BORANIĆA zbirku koja mladim tehničarima i njihovim mentorima služi u pripremi za školska, gradska, županijska i državna natjecanja mladih tehničara. U proširenom II. izdanju (s ovogodišnjim Dopunama) nalaze se brojni novi zadaci i test iz općetehničkih znanja.

Cijena je 35 kuna. Učiteljima-naručiteljima više primjeraka odobravamo rabat od 20 posto.

12

ABC_502_prelom.qxd

22.1.2007

10:39

Page 13

HRVATSKA TEHNIČKA POVIJEST (82)

Herman Mattes (Osijek, 1909. - Zagreb, 1976.)

Rođen je 17. lipnja 1909. u Osijeku. Osnovnu školi i realnu gimnaziju završio je u Zagrebu. Studirao je na Visokoj tehničkoj školi u Darmstadtu u Njemačkoj. Diplomirao je 1939. godine na Tehničkom fakultetu Sveučilišta u Zagrebu. Te je godine nastupio službu u Zagrebačkom električnom tramvaju (ZET), gdje je radio na projektiranju tramvajske gradske mreže. Od 1941. do sredine 1945. godine aktivno je sudjelovao u NOB-u. Te je godine demobiliziran i postavljen za direktora Gradske električne centrale (GEC) u Zagrebu. Na toj je dužnosti radio do svibnja 1946., kada odlazi na stručno usavršavanje u SAD gdje ostaje do ožujka 1947. godine.

Po povratku u Zagreb stupio je u radni odnos u Glavnoj upravi za elektrifikaciju grada Zagreba. Nakon osnivanja Saveznog ministarstva za elektroprivredu u Beogradu prelazi u to ministarstvo 1947. godine. Ondje radi na organizaciji Elektrobiroa za velika razvodna postrojenja Savezne električne mreže. Ujedno je bio i urednik Biltena Ministarstva koji je kasnije postao časopisom “Elektroprivreda”. Od siječnja do kolovoza 1948. bio je predstavnik Ministarstva za elektroprivredu pri Jugoslavenskoj vojnoj misiji u Berlinu. Nakon povratka u Beograd radio je u Ministarstvu za elektroprivredu. U travnju 1949. premješten je u Elektroinstitut “Milan Vidmar” u Ljubljani. U rujnu 1949. ponovno je u Beogradu u Saveznoj upravi za unapređenje proizvodnje, gdje radi na stručnoj dokumentaciji. Po nalogu Predsjedništva Vlade NR Hrvatske preuzeo je u veljači 1951. rukovođenje gradnjom Instituta “Ruđer Bošković” u Zagrebu, pa je na dužnosti tehničkog direktora bio do rujna 1953. godine. Na traženje Elektroprivrede Hrvatske preuzeo je dužnost direktora novoosnovanog Instituta za elektroprivredu u Zagrebu. Na toj je dužnosti ostao do lipnja 1965. godine kada odlazi u mirovinu. I nakon toga vrlo je aktivno radio kao glavni urednik časopisa “Elektrotehnika”, glavni tajnik JUNAKA-CIGRE i predsjednik Društva za širenje znanstvenih saznanja “Nikola Tesla” u Zagrebu. Objavio je niz stručnih članaka u stručnim časopisima “Elektroprivreda”, “Elektrotehnika”, “Energija” i “Tehnika”. Za svoj rad dobio je mnoga priznanja od Republike, Grada Zagreba, stručnih društava i udruženja. Dr. sc. Vladimir Muljević

13

ABC_502_prelom.qxd

22.1.2007

10:39

Page 14

SAMOGRADNJA

Model čamca za vađenje šljunka (Nacrt u prilogu) Čamac za prjevoz šljunka na Kupi

Šljunak, pijesak odnosno usitnjeni kamen važni su graditeljski i građevni materijali. Upotrebaljvaju se od samih početaka građenja kamenom. U graditeljstvu važni su za pripremu temelja kuće, za izradu žbuke za zidanje, žbuke za izravnavanje kamenih površina. U građevinarstvu se gradnja cesta, pruga, mostova ne može izvesti bez tih materijala. Posebnu važnost ti materijali dobivaju upotrebom cementa i pijeska za izradu betona. Beton i armirani beton danas su najvažniji konstrukcijski građevni materijali. Gradnju današnjih cesta i autocesta ne možemo zamisliti bez asfaltnog sloja. Za izradu asfaltne mase potrebne su uz velike količine bitumenske smole i velike količine usitnjenoga kamena. Do toga važnoga građevnoga materijala dolazi se na različite načine. Danas ljudi raspolažu privrednim eksplozivima za lomljenje stijena i moćnim stojevima za njihovo usitnjavanje. Sto-

14

ga se velike količine materijala proizvode u kamenolomima, gdje se kamen usitnjava i prosijava u mlinovima na željenu veličinu. Drugi je način upotreba prirodnog “mlina” i uzimanje iz prirode gotovih materijala. Milijunima godina led i sunce lome stijene a rijeke ih kotrljaju svojim tokom i usitnjavaju u riječni šljunak. Njega treba samo pokupiti i prosijavanjem odvojiti krupnije i sitnije sastojke, prema potrebi ih upotrebljavati u gradnji. Jedna od djelatnosti u poizvodnji građevnog materijala je vađenje pijeska iz riječnoga korita. U nedavnoj prošlosti to je bio naporan posao koji se često obavljao ručno, iz čamaca i manjih brodova. Najjedostavnije se vadio ručno, tada se šljunak iz čamca zahvatao lijevkom i sličnim alatom na dugoj motki i ubacivao u čamac. Taj teški rad zamijenjen je danas radom snažnih strojeva. Model takva stroja za vađenje pi-

ABC_502_prelom.qxd

Br. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

22.1.2007

Pozicija Riječni čamac Postolje Nosač elevatora Remenice Ručni granik Elektromotor i reduktor Traka elevatora Košara elevatora Sito za šljunak Ograda Mikrosklopka Baterije 1,5 V Vodiči Vijci i matice

10:39

Kom. 1 1 2 1 1 1 6 1 2 1 2 3 20

Page 15

Materijal Drvo Elem. konstr. kutije Elem. konstr. kutije Elem. konstr. kutije Elem. konstr. kutije Iz dječje igračke (auto) Gumirano platno Tanki lim Lim Žica i drvo

Dimenzije (mm) 600x100x40

300x10 10x40 150x50

Izol. bakr. žica Elem. konstr. kutije

M4

jeska možete i sami načiniti i poigrati se vađenjem pijeska iz neke kutije u svoj čamac. Model je načinjen prema većem čamcu koji je upotrebljavan na rijeci Kupi nizvodno od Karlovca. Dizelski motor pokretao je traku s košarama koje su zahvatale šljunak sa dna rijeke i ubacivale ga u čamac. Naš prvi posao je izrada čamca. Za izradu upotrijebite deblji furnir za korito čamca, bočnice i dno. Pregrade i ostale dijelove načinite od letvica debljine tri milimetra. Dijelove spojite lijepljenjem ljepilom za drvo ili univerzalnim ljepilom (UHU-hart).

Prema nacrtu izradite rezbarskim alatom bočnice i druge dijelove čamca. Čamcu možete dati oblik jednostavno tako da u modelarsku meku dasku na izmjerenim dimenzijama zabijete kose čavle na krmi i pramcu, a u sredini sa svake strane po dva kosa čavla. U taj kalup savinete bočne strane čamca pa zalijepite pramčane i krmene dijelove te pregrade i klupe. Kada je ljepilo čvrsto, izvadite čavle, oslobodite čamac i zalijepite podnice palube. Okrenite model dnom prema gore i zalijepite poprečno podnice dna. Time je korito čamca završeno, spremno za brušenje i završnu obradu. Slijedi konstrukcija stroja. Za izradu postolja za pogonski dio upotrijebite elemente iz konstruktorske kutije; odabrane elemente spojite vijcima i maticama. Za pogonski motor može vam poslužiti elektromotor i reduktor okretaja

Elementi iz konstruktorske kutije

Skica ručnog graničnika

15

ABC_502_prelom.qxd

22.1.2007

10:39

Page 16

REDUKTOR

Pogonski komplet iz elektroautomobilèiæa

M

Korpa elevatora A

B SITO

C

A - nosaè B - gumirana traka C - korpa za zahvat

Shema elevatora

Mikrosklopka

Elementi iz konstruktorske kutije

Skica nosive konstrukcije naprave za vađenje pijeska

16

ABC_502_prelom.qxd

22.1.2007

10:39

Page 17

M

150

1,5 V

Električna shema

5

40

5

50 Prihvatno sito za pijesak

iz oštećenog električnog automobila ili iz neke druge igračke. Elektromotoru dodajte strujni krug s baterijom od 1,5 V kao izvorom energije, izoliranim vodičima i mikrosklopkom za uključivanje i isključivanje uređaja. Bateriju možete ugraditi i sakriti ispod poklopca pramčane klupe. Postolje stroja s pogonskim dijelom pričvrstite vijcima za drvo na pod palube. Sada pristupite izradi radnog dijela stroja: postavite nosač elevatora tako da je pomičan i da može zahvatiti pijesak s različitih dubina. Nosač sastavite od dijelova konstruktorske kutije.

Od dijelova konstruktorske kutije - gumene cijevi izradite dvije remenice širine 10 milimetara. Pogonsku remenicu učvrstite na gornje, pogonosko vratilo. Donja remenica može biti većeg promjera. Traku elevatora širine 10 mm izrežite od gumiranog platna. Na nju spojnicama za papir pričvrstite košare za pijesak. Njih izradite od tankog lima, koji izrežete i savijete u željeni oblik. Rubove možete zalemiti da budu čvršći. Traku elevatora s košarama stavite na remenice i određenom dužinom osigurajte njezinu napetost. Kada uključite elektromotor sklopkom, traka će se pokrenuti. Košare će u donjem dijelu zahvatiti pijesak, podizati ga i ubacivati na koso postavljeno sito kojim će pijesak kliziti u čamac i usput se prosijati u sitniji i krupniji. Za pretovarivanje pijeska možete sastaviti i mali ručni graničnik. Dijelove graničnika možete pronaći u konstruktorskoj kutiji i uz malo mašte sastaviti ih u napravu kojom ćete prazniti čamac. (Vidi skicu u nacrtu.) Sada se možete igrati modelom. Prijateljima se možete hvaliti da ste u njegovoj izradi obavili poslove graditelja drvenih plovila, bili ste kontruktor metalnih konstrukcija, obavili ste poslove stojara, strojarskog elektičara i drugih majstora, a to nije mala stvar. Josip Tomas

17

ABC_502_prelom.qxd

22.1.2007

10:39

Page 18

ASTRONAUTIKA

Ponovno na Mjesec

Raketa ARES V. dobiva potisak za zemaljsku orbitu od dvije rakete sa čvrstim gorivom (sivo) i glavnom s tekućim gorivom (crveno). Ispod štita: Mjesečev modul.

NASA je objavila plan: u 2020. godini počet će jednotjedna misija na Mjesec, s ljudskom posadom. Za to će se izgraditi dva sustava raketa - za teret i posadu. Potisak za to preuzet će raketa ARES V. dugačka 355 metara, nosivosti 70 tona. Dvije dodatne “buster” rakete sa čvrstim gorivom i glavna s tekućim gorivom dovest će sustav u orbitu, odakle će startali vitka 280 metara duga raketa ARES I. s orbitalnom stanicom ORION na vrhu, koja je sljednik problematičnog sustava “Space shuttle”, s raketom za spašavanje. ORION će biti iskušan u misiji orbitalne stanice ISS koja počinje 2014. godine. Cijeli postupak teći će ovako: u Zemljinoj putanji ORION će se spojiti s ARES-om I., koji će tada

18

aktiviranjem drugog stupnja potiska krenuti k Mjesecu. Posada će se spustiti na Mjesečevu površinu Mjesečevim modulom, s raketom za kočenje, a ORION će kružiti u Mjesečevoj putanji. Astronauti će se spustiti u blizini južnog pola Mjeseca, gdje se možda nalazi voda iz koje se može dobiti kisik. Tamo će posada izgraditi Mjesečevu stanicu, iz koje će poslije krenuti trogodišnja misija na Mars s ljudskom posadom. Nakon obavljenog posla posada će se s dijelom modula vratiti na ORION i krenuti na povratak Zemlji. Taj projekt, koji stoji 100 milijardi dolara, predviđen je da prevozi astronaute dvaput u godini. Izvor: www.nasa.gov

ABC_502_prelom.qxd

22.1.2007

10:39

Page 19

19

ABC_502_prelom.qxd

22.1.2007

10:39

Page 20

SAMOGRADNJA

Konjić - ljuljačka (Nacrt u prilogu)

Tradicionalna igračka a danas pomalo zaboravljena bio je konjić-ljuljačka. Izrađivao se od različitih materijala i različitim načinom gradnje - već prema vremenu i mogućnostima. Oživimo lijepe uspomene i uvijek radosno njihanje mlađih članova obitelji. Prionite izradi ove igračke koja se u pravilu nasljeđivala i darivala unutar obiteljskih veza i na kraju postala ukras u domu. U radu neka vam pomognu i mališani kojima će konjić biti namijenjen. Osnovnih je veličina: visine oko 85 cm dužine 110 cm i širine oko 25 centimetara. Alat je stolarski uz dodatak ubodne - povratne električne pile. Dakako, dobro će doći i različita druga električna pomagala. No ako ih nema, uz malo više strpljivog rada i vremena uspjeh neće izostati. Uz nekoliko snimaka koje proučite neće biti poteškoća.

Za točniju i bržu izradu načinite odgovarajuće uzorke, mustre ili šablone. Izrezujte po konturi električnom ubodnom - povratnom pilom ...

20

Tradicionalna dječja igračka bio je konjić-ljuljačka. Izrađivan je na različite načine a prema mogućnosti nabave materijala. Naš model izrađen je od laminirane pločevine debljine 18 milimetara. Visok je oko 85 cm, dugačak 110 cm i širok oko 25 centimetara.

Materijal je laminirana ploča, panel-ploča ili daska debljine 18 milimetara. Crtež je nacrtan u mjerilu 1 : 5. Nacrt je na kvadratnoj mrežici čija stranica iznosi 100 milimetara te u tlocrtu. Veličinu možete i promijeniti i prilagoditi ju svojim željama. Za lakše uočavanje pojedinih dijelova i načina ugradnje proučite sastavnicu. Načinite uzorke, mustre ili šablone pojedinog dijela konjića. Tako će rad biti uredniji i brži, uz manje dorada pa i popravaka koji nisu nikada poželjni. Na tvrđem kartonu ili na što tanjoj šperploči odnosno lesonitu nacrtajte kvadratnu mrežicu veličine stranice kvadrata 100 mm (10 cm). U nju ucrtajte dijelove konjića. Krenite od tijela, koje je najveće.... Uzorke uskladite jedan prema drugom, pogotovo na mjestima spajanja

ABC_502_prelom.qxd

22.1.2007

10:39

Page 21

unutarnjih umetaka nogu. Označite mjesta središta poprečnih uvrta za ručke drške i oslonce nogu. Uzorke izrežite alatom koji je primjeren materijalu. Brusnim papirom doradite bridove. Napišite oznake dijela da se kasnije u radu lakše snalazite jer su neki dijelovi “zrcalnih” oblika. Na materijal ocrtajte konture - oblik pojedinog dijela. Obrada tijela pomoću električne brusilice. Vidljivi sasTijelo čine četiri jednaka ditavni dijelovi. jela - komada na koji se lijepe bokovi: po dva sa svake naročito pri oblikovanju nogu i oslonaca - “smustrane. Noge su sastavljene kova”. Uha su načinjena od punog materijala, od tri dijela: vanjskog umetka opet strpljivom obradom, brušenjem i dorađivai dvaju unutarnjih umetaka. Svaki oslonac - “smuk” sastavljen je od dva jednaka dijela. Spone su dvije. Dijelovi se izrezuju ubodnom - povratnom pilom. Odaberite pravilan list pile i brzinu rada prema tvrdoći i debljini materijala. Pažljivo vodite pilu, pogotovo pri oblikovanju glave i vrata konjića. Izrezivanje je moguće i tračnom pilom - kod onih snažnijih odjednom i dva komada. Dijelove zalijepite “bijelim - vodenim” ljepilom. Višak ljepila odstranite vlažnom krpom. Bočna obrada noge pomoću električne ručne glodalice Ljepilo nanosite kistom. Rabite stege dok se ljepilo na osuši. KONJIĆ - LJULJAČKA Prema mogućnosti i veličini Kom. Naziv Materijal stega odredite broj komada 4 Tijelo koji će biti odjednom lijepljeni 4 Bokovi tijela te kasnije zalijepljeni u cjelinu. 2 Prednja noga Na stezna mjesta podmetnite 4 Umetak – unutarnji, prednje noge Laminirana ploča (daska) komadić daščice ili šperploče debljine 18 mm 2 Stražnja noga da se ne ošteti površina. U ne4 Umetak – unutarnji, stražnje noge dostatku velikih stega poslužit 4 Oslonac - «smuk» će i prikladno odabran teret. 2 Spone Krajnje oblikovanje dijelova Okrugla letvica promjera 4 Ručke i oslonci za noge izvedite rašpom pa doradite 18 mm brusilicama s različitim gradaUže za grivu i rep, drveni zatici promjera 8 milimetara za spajanje spona, cijama brusnog papira. Dobro oslonaca i nogu, komad daščice za uha, «bijelo – vodeno» ljepilo, boje, kit za će poslužiti ručna glodalica, drvo, brusni papir različitih gradacija

21

ABC_502_prelom.qxd

22.1.2007

10:39

Page 22

njem na oblik i veličinu. Zaoblite ih na svim mjestima, i to podosta da ne bude neželjenih ozljeda. Zalijepite sve dijelove u cjelinu. Spone su izrezane kružnom pilom. Predviđene su dužine od 180 milimetara, no moguće su i duže, što će povećavati stabilnost konjića od bočnog prevrtanja. Na tijelu zabušite uvrte kako je vidljivo iz crteža: za umetanje pramenova grive promjera 12 mm, za ručku i oslonce 18 mm, a za umetanje repa 30 milimetara. Rabite glodala navedenih promjera. Bušilicu tijekom rada držite čvrsto, ali ne suvišnim pritiskom. Sam zahvat glodala odrediti će mogućnosti rada. Uvrti za grivu i rep ne trebaju biti duboki a za ručku i oslonce neka budu oko 30 milimetara. Doradite spojna mjesta na nogama (donji dio kopita) da sastav sa sponama bude točan. Što tanjim - kolarskim - čavlićima spojite noge i spone. Tako ste označili i središta uvrta za spojne zatike. Ocrtajte mjesta sastava spona i oslonaca - “smukova”. Za lakši i točniji rad poslužite se stegama kojima spojite dijelove u cjelinu. Pažljivo i točno zabušite provrte i uvrte kod spona i oslonaca. Veličinu svrdla odaberite prema promjeru spojnih zatika. Poslužite se čavlićima kojima ste odrezali glave ili posebnim označivačima središta koji se rabe za takve namjene. Dakle, središta uvrta s jednog oslonca moraju biti prenesena na drugi a poslije i na spone. Čavliće poslije prijenosa oznake izvadite i spremite za iduću uporabu. Iskustvom ćete doći do veličina koje vire iz materijala a dovoljne su za prijenos oznake na drugi dio “u paru”.

Lijepljenje prednjih nogu na tijelo. Rabite stege.

22

Griva i rep načinjeni su od tanjeg užeta ili vune

Ispilite ručke i oslonce od okrugle letvice promjera 18 milimetara. Sastavite konjića. Ljepilo nanosite po stvarnoj potrebi a eventualni višak obrišite mokrom krpom, kako je već spomenuto. Iz sigurnosnih razloga spojeve oslonaca, spona i nogu pričvrstite još i vijcima. Kada je ljepilo suho i sastavi čvrsti, prionite završnoj obradi i pripremi za bojenje. Ako je potrebno, pojedina mjesta prijeđite kitom te poslije obradite brusnim papirom. Između pojedinog brušenja prašinu odstranite vlažnom krpom ili spužvom pa ćete ujedno osloboditi i vlakna, koja odstranite naknadnim brušenjem. Nanesite kistom sloj razrijeđene temeljne boje. Površine doradite za bojenje te kasnije za lakiranje. Najljepši sjaj postiže se prskanjem boje. Boje i njihov raspored na konjiću prepuštamo vašem ukusu i željama. No i o tome porazgovarajte s mališanom, budućim vlasnikom konjića. Nacrtajte detalje. Za završan rad ostaju griva i rep. Izradite ih od užeta ili vune, što po želji i obojite. Ulijepite ih u uvrt te pričvrstite U-spojnicama koje načinite od žice za zavarivanje. Na oslonce zalijepite gumenu vrpcu da se ne oštećuje pod. Pomognite mališanima pri svladavanju vještine ljuljanja. Želimo vam veselje u radu a još više u igri! Ilustracije: Selbst VI./95. Pripremio Miljenko Ožura, prof.

ABC_501_prelom.qxd

22.1.2007

8:46

Page 11

SAMOGRADNJA ROBOTA

Školski didaktički robotići MIKROKONTROLERSKI MODUL ABC KIT - R1 Služi za vođenje robotića mikrokontrolerom AT89S8252. Pomoću ugrađenog programatora moguće je programiranje mikrokontrolera u sistemu. Veza s računalom potrebna je samo za vrijeme programiranja i ostvaruje se petožilnim kabelom. Na kartici su ugrađena dva drivera, svaki za pogon po jednog DC motora. Omogućeno je jednostavno spajanje velikog broja senzora izravno na priključnice mikrokontrolera, kao i drugih sklopova za dogradnju i povećanje broja funkcija školskog robotića. Za vrijeme kretanja robotiću nije potrebna žičana veza s računalom. 180,00 kn PRIMOODAŠILJAČKI VF MODULI ABC KIT - R2 Omogućuje daljinsko upravljanje robotićem. Kit sadržava tri modula: VF-odašiljač, VF-prijamnik i malu tipkovnicu. Robotićem se može upravljati pomoću male tipkovnice koja se priključuje na VF odašiljač.

Odašiljač se može i izravno priključiti na priključak za pisač osobnog računala, pa se tako robotić može voditi i programom iz memorije računala. Nije potrebna žičana veza s računalom. 430,00 kn IZLAZNO SUČELJE ZA PC ABC KIT - R3 Priključuje se izravno na pisač osobnog računala i omogućuje upravljanje robotićem programom iz računala. Na pločici su dva tranzistorska drivera u “H-mostu”, kojima je moguće pokretanje dvaju DC motora ili jednoga koračnog motora, kad je sučelje spojeno s računalom. U kitu se isporučuje i mala tipkovnica, koja spojena s izlaznim sučeljem omogućuje ručno vođenje robotića s dva DC motora bez priključka na računalo. Robotić se spaja sa sučeljem pomoću četverožilnoga kabela potrebne duljine. 110,00 kn ULAZNO-IZLAZNO SUČELJE ZA PC ABC KIT - R4 Priključuje se izravno na priključak za pisač osobnog računala i omogućuje povratnu vezu od robotića prema računalu, te tako samostalno vođenje robotića programom iz računala. Na pločici su ugrađena dva integrirana kruga. Jedan služi kao driver za dva DC motora ili za jedan koračni motor. Drugi omogućuje spajanje do četiri senzora, npr. dva senzora dodira i dva svjetlosna senzora. Robotić se spaja sa sučeljem pomoću desetožilnoga plosnatog kabela potrebne duljine. 130,00 kn

23

ABC_501_prelom.qxd

22.1.2007

8:46

Page 12

 ŠKOLSKI KOMPLET ROBOTIĆA “ABC tehnike” ABC KOMPLET - K1 Školski komplet robotića “ABC tehnike” sadržava tri donja postroja (robotska kolica), svaki sa po dva motora s redukcijom i sve potrebne module za njihovo vođenje: mikrokontrolerski modul (ABC KIT - R1), primoodašiljački VF-moduli (ABC KIT - R2), izlazno sučelje (ABC KIT -R3) i ulazno-izlazno sučelje (ABC KIT - R4). 1800,00 kn

24

ABC_502_prelom.qxd

22.1.2007

10:39

Page 25

KOMUNIKACIJE

Telefoniranje internetom Mnogi strepe iščekujući telefonski račun na kraju mjeseca. Za one koji često zovu inozemstvo, iznenađenje je veće i neugodnije. Može li jeftinije? ŠTO JE SKYPE? Skype je računalni program koji omogućuje pozivanje drugih Skype-korisnika bilo gdje u svijetu, potpuno besplatno, a ako preko njega zovete fiksne ili mobilne mreže platit ćete mnogo manju cijenu od one koju biste platili da se služite svojim fiksnim priključkom. Da se radi o vrlo profitabilnom projektu shvatili su njegovi osnivači, prodavši ga eBayu za 1,5 milijarde dolara. Iako se u posljednjih godinu dana na hrvatskom tržištu pojavilo nekoliko novih fiksnih operatora, i cijene telefoniranja su objektivno snižene 20-ak posto, svi ti operatori ovise o infrastrukturi (do)sadašnjeg monopolista - T-Coma, koji tu infrastrukturu svojata, iako je to zapravo državna imovina. Prema tome, svi bi se pod jednakim uvjetima trebali služiti tom infrastrukturom. Nažalost, to još uvijek nije riješeno, o čemu ćemo pisati neki drugi put. Upravo je ovo jedan od razloga zašto novi fiksni operatori ne mogu drastičnije sniziti cijene, jer u sadašnjim uvjetima kada plaćaju previsoku cijenu interkonekcije T-Comu, to naprosto nije moguće. Za običnoga korisnika koji rijetko zove inozemstvo, trenutačne cijene se možda i neće či-

niti previsokima, ali za sve ostale, poput poslovnih ljudi, ili onih koji imaju rodbinu u drugim zemljama, te su cijene zaista previsoke. Internet No postoji alternativa postojećim telekomoperatorima koja se zove Skype, da se uspješno služite tom uslugom treba posjedovati računalo i internetsku vezu. Skype je računalni program koji omogućuje pozivanje drugih Skype-korisnika bilo gdje u svijetu potpuno besplatno, a ako preko njega zovete fiksne ili mobilne mreže, platit ćete mnogo manju cijenu od one koju biste platili da ste upotrijebili svoj fiksni priključak. Od 2003. godine kada je pokrenut, broj registriranih Skype-korisnika dosegao je brojku od impresivnih 113 milijuna, a u prvom tromjesečju 2006. ukupno su razgovarali 6,9 milijardi minuta. Skype sada ostvaruje više od 7 posto svjetskih međunarodnih telefonskih razgovora, a prosječan broj korisnika koji razgovaraju u istom trenutku iznosi oko sedam milijuna. Osim Skype to Skype-razgovora, taj program nudi videofunkcionalnost, konferencijske razgovore, pozivanje fiksnih i mobilnih telefona, slanje SMS poruka, chat, razmjenu datoteka, govornu poštu i još mnogo toga. Danas postoji verzija za pametne mobilne telefone, gdje se glas prenosi putem GPRS-a ili EDGE-a, čime se štedi novac i u mobilnoj telefoniji. Bitno je napomenuti da je sam program besplatan i može se skinuti sa službenih stranica.

25

ABC_502_prelom.qxd

22.1.2007

Destinacija Hrvatska (fiksna) Hrvatska (mobilna) BiH (fiksna) BiH (mobilna) Austrija Italija Njemačka Švedska Francuska SAD Kanada

10:39

T-Com (kn/min) 0,28 1,50 2,26 2,56 2,26 2,26 2,26 2,75 2,75 4,27 4,27

Page 26

Skype Besplatno Besplatno Besplatno Besplatno Besplatno Besplatno Besplatno Besplatno Besplatno Besplatno Besplatno

SkypeOut (kn/min) 0,36 1,52 1,41 2,10 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15

Usporedba cijena za najčeće pozivane zemlje. Sve su cijene izražene u kunama (kn). PDV je uključen.

Zarada Da se radi o vrlo profitabilnom projektu, shvatili su njegovi osnivači prodavši ga eBayu za 1,5 milijarde dolara. Poslovni ljudi će posebno cijeniti mogućnost da se na poslovnom putu sa svojim prijenosnim računalom povežu na internet i besplatno razgovaraju sa svojom tvrtkom ili s obitelji. Također mogu pozivati i inozemstvo. Iako nije jedini program za internetsku telefoniju, Skype je zasigurno najpopularniji te je dobra alternativa koja omogućuje postizanje značajnih ušteda na telefonskom računu pa ga svakako preporučujemo. Instalacija programa Za početak idite na adresu www.skype.com i kliknite na Download Skype, a zatim odaberite

koju verziju programa želite; za Windows, Linux ili Mac operativni sustav, odnosno mobilne telefone. Nakon instalacije programa na računalo odaberite opciju Create New Skype Account te upišite svoje podatke. Potrebno je da ste čitavo vrijeme povezani na internet. Najbolja kvaliteta razgovora može se ostvariti isključivo preko brzog ADSL ili kabelskog pristupa, dok dial-up veza uzrokuje značajna kašnjenja zvuka, što može biti iritantno. Također morate imati slušalice s mikrofonom za obavljanje razgovora. Ostvarivanje poziva Nakon što ste se prijavili, spremni ste besplatno razgovarati s drugim Skype-korisnicima. Jednostavno unesite korisničko ime osobe koju želite pozvati i pritisnite veliku zelenu tipku za uspostavu poziva. Po završetku razgovora, pritisnite crvenu tipku za prekid. Također je moguće povezati do četiri osobe u konferencijsku vezu. Ako želite pozivati fiksne ili mobilne telefone, kliknite na opciju Tools, a zatim SkypeOut. Ta opcija se naplaćuje, a cijene poziva za pojedine zemlje pogledajte u tablici. Tek nakon što uplatite kredit od 10 ili 25 eura, možete birati broj koji želite. Korištenje Skypa bez upotrebe računala Ako nemate računalo, možete se poslužiti telefonom koji podržava Skype. Jedan od mnogih na tržištu je Siemens Gigaset C450 IP, a riječ je o klasičnom bežičnom telefonu koji podržava klasične i internetske razgovore. Za ove posljednje potrebno je telefon povezati routerom koji spaja vaš telefon s internetom. Drugim riječima, ‘’glumi računalo’’. Lista preporučenih routera može se pronaći na stranici http://siemens.com/gigaset. Tamo se mogu pronaći i detaljne upute za konfiguraciju tog uređaja. Cijena Gigaseta C450 IP je oko 900 kuna. Router košta od 250 do 400 kuna, dok je cijena brzog internetskog pristupa od 70 do 300 kuna na mjesec. Naravno, ako imate računalo, onda je internet zapravo jedini trošak koji plaćate za neograničene razgovore. Ivica Milun

26

ABC_502_prelom.qxd

22.1.2007

10:39

Page 27

ENERGETIKA

Podmornica se služi Sunčevom energijom

Podmornica-robot na Sunčevu energiju

Male pokretne mjerne stanice pomažu podvodnim robotima u mjerenju i praćenju promjena kakvoće vode mora, rijeka i vodenih ekosustava. No ti uređaji nisu jako praktični - znanstvenici ih često moraju dizati na površinu kako bi napunili akumulatore. Zato su tehničari instituta Rensselaer Polytechnic u New Yorku razvili potpuno novi tip robota-podmornice. Podvodno njuškalo teško je kao dva čovjeka, može zaroniti do 500 m dubine i komunicirati mrežom s mnoštvom sličnih uređaja. Najveća mu je prednost što se može jednostavno i jeftino opskrbljivati energijom: svako malo izlazi na površinu i puni se preko solarnih ćelija. S obzirom na rastuće cijene nafte u SAD-u, ne čudi što se tamo već intereiraju za te uređaje. (hm) Izvornik: Der Spiegel

OPTIKA

3-D skulptura od svjetlosnih točaka U filmu “Ratovi zvijezda” to je uobičajeni oblik komunikacije: pri telefonskom razgovoru subesjednik stoji na stolu u obliku skulpture. Japanski fizičari oko Tatsumi Kimura u Nacionalnom znanstvenom i tehnološkom institutu AIST-u u Tsukubiju još nisu došli do toga, ali već mogu pomoću svjetlosnih točaka proizvesti jednostavna ustrojstva. Ona su zaista trodimenzionalna, samo se ne smiju dodirivati rukom, jer bi se mogle zadobiti opekotine. Fizičari rade s infracrvenim laserima koji proizvode toplinske zrake. Lasersko svjetlo se uz pomoć više zrcala usmjerava u pojedine točke u prostoru, tako da se na tim mjestima zrak pretvara u (ioniziranu) svjetleću plazmu. Doduše, samo na trenutak, jer se zrak mora neprekidno iznova pobuđivati. Upravljanje laserima i zrcalima uspjelo je ipak toliko precizno da se figure mogu ostvariti već od oko 100 točaka; nedostatno za oblikovanje lica, ali dovoljno za prikaz jednostavnog tijela. (žm) Izvornik: Die Welt, 21. II. 2006.

Na fotografiji je prikazana spiralna struktura od svjetlosnih točaka. One su istovremeno “gorući” zrak koji je laserom s infracrvenim zrakama doveden u krajnje vruće, plazmatično stanje. Brojna zrcala i leće skrbe se za to da se lasersko svjetlo zgušnjava u određenim točkama.

27

ABC_502_prelom.qxd

22.1.2007

10:39

Page 28

RADIONICA

Svjećica za paljenje Otto motora navoj za priključak kabela zapreka pužućoj struji šesterokutni dio

navoj za priključak kabela

navoj svjećice

priključni svornjak

keramički izolator

staklena brtva

opružna brtva bakrena jezgra dno izolatora

slobodni prostor masa

srednja elektroda putanja iskre

28

Nakon usisavanja mješavine goriva i zraka klip svojim kretanjem nagore zbija mješavinu. Ventili su zatvoreni, klip postiže gornju mrtvu točku i trenutak prije svjećica iskrom pali smjesu. Energiju za iskru daje akumulator, čiji se napon od 12 volti transformira u kratki impuls od 30 kilovolti. Svjećica ima vrlo zahtjevnu ulogu: iskra mora nastati na točno određenom mjestu, mora biti sigurno izolirana od stijenke cilindra i mora zadovoljiti brtvljenje uz promjenljiv visoki tlak. Tvrtka “Bosch” te je zahtjeve ispunila još 1902. godine, zajedno s patentom za magnetsko paljenje. Svjećica se sastoji od izolatora, koji se dobije pečenjem aluminijskog oksida pod visokom temperaturom i tlakom, a površina je veoma glatka, da se ne hvata nečistoća. U sredini je provodna elektroda koja na gornjoj strani ima navoj za priključak visokonaponskoga kabela. Temperatura na gornjem kraju je ispod 100 stupnjeva, a na donjem kraju 3000 stupnjeva, pa se za brtvljenje upotrebljava posebno staklo. Svjećica se uvija u glavu cilindra pomoću navoja i opružne brtve i treba izdržati tlak od 50 hektopaskala. Tijelo svjećice je od hladno tlačenog čelika, sa šesterokutnim dijelom za uvijanje u glavu cilindra. Priredio Mišo Dlouhy, dipl. ing.

ABC_502_prelom.qxd

22.1.2007

10:39

Page 29

MOJE PRVO RAČUNALO (10)

Odabir dodataka za stolno računalo Dodaci za računala služe u dvije svrhe: jednima je primarna zadaća uljepšavanje računala, a drugi imaju uporabnu svrhu. Na početku ćemo govoriti o korisnim dodacima za računala. Naime, često puta u trgovinama informatičkom opremom znaju biti izloženi razni dodaci za računala, a većina na sebi ima potenciometar. Neki noviji modeli imaju čak i LCD, a umjesto ručnih potenciometara imaju digitalne kontrole. O kakvim dodacima se radi? Snažnija računala, računala s više tvrdih diskova, optičkih uređaja, snažnijim grafičkim karticama i sl., imaju veću

Zeleno modificirano kućište, kompletno mijenjanje

USB- stick

potrebu za hlađenjem, a rješenje tog problema leži u postavljanju dodatnih ventilatora u kućištu koji će stvoriti cirkulaciju zraka, a time omogućiti optimalno hlađenje komponenata. Kako bi cirkulacija zraka bila veća, ventilator se mora okretati brže, ali onda je i buka veća. Ako ventilator nema termoregulaciju uputno je ugraditi uređaj poput ovog s potenciometrom o kojemu govorimo. Kada se ventilator ugradi u računalo, njegov konektor za struju ne prikopčava se izravno na napajanje, nego se spaja na taj uređaj te se potenciometrom može regulirati vrtnja ventilatora. Tako računalo može raditi tiše i omogućiti optimalan protok zraka. Kada se radi o digitalnim uređajima, na LCD ekranu osim brzine vrtnje ventilatora često se ispisuje i trenutačna temperatura unutar kućišta. Od dodataka za računala spominjemo i vrlo koristan dodatak koji služi za čitanje multimedijalnih kartica. Naime, danas su u upotrebi sve više digitalni fotoaparati, a svaki proizvođač služi se drugom vrstom kartica. Mnogi od vas čuli su za SmartMedia, XD card, SD card, CompactFlash, MemoryStick i sl. kartice. Kada posjedujete čitač multimedijalnih kartica (koji u zadnje vrijeme imaju oznake 15in1, 25in1, 35in1 - prva oznaka govori o broju kartica koju uređaj može pročitati, a druga govori da se radi o jednom uređaju), čitanje multimedijalnih kartica više nije nikakav problem. Postoji još jedan simpatičan uređaj koji se također ugrađuje u 5.25” utor, a radi se o priključcima “front panel USB”. Nerijetko takvi uređaji na prednju stranu kućišta mogu dovesti konektor za slušalice, mikrofon, line in, više USB-a, barem dvije vrste FireWire konektora, jedan potenciometar za ventilator, neki čak imaju i čitač za manji broj kartica. Sada kada ste stekli uvid u vrste korisnih dodataka za računala, govorit ćemo o uređajima koji su manje korisni.

29

ABC_502_prelom.qxd

22.1.2007

10:39

Page 30

FireWire-USB HUB

Manje korisni uređaji većinom imaju svrhu uljepšavanja računala, a neke od njih ukratko ćemo opisati. Za početak govorit ćemo o neonskim lampama. Neonske lampe služe da iz računala izlazi svjetlost. Svjetlost je najčešće u tri boje - crvenoj, zelenoj i plavoj, a druge boje su rjeđe. Kao što postoje svjetleće neonske lampe, tako postoje i svjetleći ventilatori u tim bojama (to su isti oni koji prave buku, ali ovi osim buke proizvode i svjetlo). Od dodataka sličnih ovima ne smijemo nikako zaboraviti uređaj koji se s jedne strane spoji na USB, a s druge strane ima malo kuhalo, koje nema svrhu da kuha, već da tekućinu u šalici drži podgrijanom. Od dodataka za računala život čine zanimljivim i kabeli unutar računala koji reagiraju na UV svjetlost, pa tako i oni svijetle u mraku. Postoje još i kabeli koji su obloženi pletenom žicom, pa izgledaju kao da je plinska instalacija unutar računala. Ovo o čemu govorimo, zapravo je tema koja prelazi u modificiranje, mijenjanje (“modding”). Oni koji posjeduju računala, većinom mlađa populacija, odlučuju se na modificiranje računala. Modificiranje računala nema pravila, a ocjenjuju se izgled, kvaliteta izvedbe i naravno krajnji do-

Card Reader

30

jam. Gotovo sva računala imat će bočnu stranicu djelomično izrađenu od pleksistakla kako bi do izražaja došla UV neonska lampa i UV osjetljivi IDE kabeli. No to nije dovoljno, pa će se tako s prednje strane često puta naći uređaji kojima je svrha da svijetle, mijenjaju boje i samo troše struju. Takvi korisnici često puta će se odlučiti na oslikavanje računala (“airbrush”) te će na bok računala ili preko cijelog računala nacrtati ono što najviše vole igrati. Tako će se na moding-skupovima naći maskirnih kućišta, kućišta s likovima iz igara, kućišta u duginim bojama, kućišta s likovima dinosaura itd. Zaključak: Ako vam računalo služi za rad, igru i zabavu ni jedan od tih dodataka nema smisla. Ni jedan od tih dodataka ne ubrzava računalo niti ga čini pametnijim. Neki dodaci imaju svrhu, a neki nemaju ni svrhe ni koristi. No danas, kada je i dizajn bitan i kada se računalo češće kupuje zbog izgleda nego radi performansi, složit ćete se da je to ipak bitno. Ugodnije je imati nešto lijepo nego nešto ružno. Svako će računalo bolje izgledati ako na sebi ima dodatak za čitanje multimedijalnih kartica. Zbog dodatnog ventilatora u nekoj od boja, računalo će poprimiti bolji izgled, pogotovu ako isijava boju sa stražnje odnosno s bočne strane. Uvjeren sam da bi se roditelji sigurno ljutili kada biste počeli crtati flomasterima po kućištu, pa moja poruka glasi: prije svakog otvaranja računala i modificiranja zatražite njihovo dopuštenje. Igor Francuz Dodatke, ali i sve druge komponente možete pronaći u IQ prodajnim centrima: IQ centar Zagreb, Slavonska avenija 26/9, tel.: 01/2455-950 IQ centar Split, Matice hrvatske 1, centar Koteks, tel.: 021/456-043 IQ centar Dubrovnik, Ive Vojnovića 11a, tel.: 020/333-453 IQ centar Šibenik, Stjepana Radića 107a, tel.: 022/310-699 IQ centar Grubišno Polje, 77. samostalnog bataljuna ZNG 1, tel.: 043/486-196 IQ centar Bjelovar, Matice hrvatske 14d, tel.: 043/246-692 IQ centar Rovinj, Trg na križu 4, tel.: 052/818-033 IQ centar Rijeka, Franje Čandeka 36b, tel.: 051/641-223

ABC_502_prelom.qxd

22.1.2007

10:39

Page 31

ROBOTIKA

Staleško druženje na japanski način Candy-05 mogao bi od 2020. godine raditi u golfskom klubu kao osobni trener

Na svjetskoj izložbi u Aichiju inženjeri su jedanaest dana prikazivali kako roboti mogu plesati, igrati golf ...

Student Takahiro Takeda pleše s robotom PBDR, koji je razvijen na njegovu sveučilištu

Zahvaljujući mišićima od stlačenog zraka, pokreti robota “Replice” su meki

Ona diše, trepće očima i govori, njezini pokreti slični su ljudskima i njezina koža je silikonski nježna: “Replice Q1Expo” nedvojbeno je veliki napredak na putu postajanja čovjekom. Jednom će “Replice” u svakodnevnim situacijama komunicirati s ljudima na prirodan način, na primjer na hotelskim recepcijama. Njezini stvaratelji sa Sveučilišta u Osaki izbrojili su 41 stupanj slobode, doduše samo gornjim dijelom tijela, jer se ta vitka dama ne može samostalno kretati. Tijekom posjeta izložbi Prototype Robot Exposition, koja je održana sredinom 2005. ona je bila upućena na pomoć svojih stvaralaca. Više od 60 drugih robota pravilo je privremeno društvo lutki “Replice” na prostoru svjetske izložbe. I to sjajno, jer mnogi aktualni japanski prototipovi razvijaju hobije, koji se ne očekuju od mehaničkih bića. “Partner Ballroom Dance Robot” (PBDR), razvijen na Tokoku University, na primjer, lebdi na tri kotača iznad plesnog parketa i može čak naslutiti pokrete svojeg partnera. “Candy-05” igra golf, a u prostoru se orijentira pomoću satelita i u njemu samom pohranjenim topografskim podatcima važnijih golfskih igrališta. “Batting Robot”, ustrojen na Sveučilištu u Hiroshimi, može reketom pogoditi bejzbolsku loptu koja leti brzinom do 160 km/h. “Papero”, sagrađen u tvrtki NEC, jelo je pretvorio u svoju strast: mali, zaobljeni robot uz pomoć infracrvenog spektrometra daje stručno mišljenje o sadržaju hranjivih tvari u hrani. (žm) Izvor: Focus, 25/2005.

31

ABC_502_prelom.qxd

22.1.2007

10:39

Page 32

(simbolističke) paradigme uma i potiskivanja koncepcije “konektivizma” vezanog uz računala sasvim drugačije strukture od von Neumannovih: umjetne neuronske mreže (UNN). To objašnjava dublje razloge povećanog zanimanja istraživača UI za robotiku. Kako su se umjetne neuralne mreže uopće razvijale i čime je njihov razvoj inspiriran? Već iz imena je jasno da su UNN tehnički analog biološkim živčanim organima, posebice mozgu. Razumljivo je stoga da je njihov razvoj jako povezan sa znanjem iz neurofiziologije i psihologije. Biološke mozgove prProfesor Rodney Brooks sa M.I.T., jedan od venstveno karakterizira masovna paralelna obrapokretača novog smjera u umjetnoj inteligenciji da podataka, oni nemaju centralne procesorske (UI), napisao je ovo: “Općenito je prihvaćeno jedinice ni izoliranih memorijskih jedinica. Osda je rad na UI u proteklih trideset godina imao novna gradbena jedinica mozgova je neuron jak utjecaj na oblik arhitekture računala. Isto tapovezan s drugim neuronima sinaptičkim čvoroko je arhitektura računala imala jak utjecaj na vima. Unatoč milijun puta manjoj brzini širenja naše modele mišljenja. Von Neumannov model signala po neuronima, zbog specifične građe i računanja odveo je UI u određenom smjeru. Innačina rada mozak je i na početku XXI. stoljeća teligencija bioloških sustava je potpuno različifunkcionalno superioran računalima. Proces ta.” S obzirom na tu konstataciju, s povijesnoga mišljenja nije simbolički eksplicitan već implicitan: uči se iskustvom ili vježbanjem. Jedna od gledišta razvoja robotike važno je odrediti ključbitnih osobina biološkog mozga jest i plastičnone događaje koji su doveli do prevlasti klasične st ili sposobnost promjene veze među pojedinim neuronima. To se događa tako da se dendritski trnovi na mjestu sinaptičkih čvorova povlače i izrastaju na drugim mjestima. Tim mehanizmom tumače se procesi pamćenja. Prva ispravna shema neurona nacrtana je 1865. (Deiters), no neuron je dobio ime tek 1890. godine (Waldeyer). Elektronski mikroskop omogućio je nakon 1950. godine Građa i funkcionalna shema biološkog neurona točniji uvid u građu neurona, U prirodi ne postoji jedinstveni (kanonički) neuron, ali je u osnovi građa neurona ali se i danas drži da je funslična. Biološki neuron je stanica koju čine zvjezdoliko tijelo (soma) te vlakna ak- kcionalni model neurona nesona i dendrita. Dendrit je ulazno vlakno. U tijelu stanice sumiraju se ulazni popotpun. Prvi teoretski model datci koji se šire na izlazna vlakna aksona kojima se obavlja spajanje s drugim neuronima. Mijelinska ovojnica izolira rasipanje električnog signala u okolinu. Neuro- rada neuronske mreže dan je ni se međusobno spajaju u čvorovima sinapsi, čija stanja su regulirana kemijskim u knjizi “Mind and Body: The neurotransmiterima. Binarno stanje neurona vidljivo je iz mehanizma rada zvanog Theories of Their Relation” A. “sve ili ništa”. Ako je količina elektriciteta u tijelu stanice ispod određenog praga, Baina iz 1873. godine a funstruja se pasivno širi po aksonu. Ako količina prijeđe prag, generira se akcijski skok kcionalni model akcijskog po(potencijal) koji omogućuje prijenos struje kroz sinapsu. Stanje sinapse odražava karakter (čvrstoću, težinu) povezanosti između neurona. Grupe neurona tvore tencijala neurona bio je predložen između 1890. i 1910. neuronske krugove čija je povezanost uvjetovana namjenom.

POVIJEST ROBOTIKE (75)

Robotika i umjetne neuronske mreže (1)

32

ABC_502_prelom.qxd

22.1.2007

10:39

Page 33

kacijskom vezom (engl. connections-veza iz čega se izvodi pojam connectivism u hrvatskom značenju “povezanost”) koja prenosi podatke bez ikakva simboličnog značenja. Tehnološki su umjetne neuralne mreže uređaj za obradu podataka, ali i algoritam kojima se može učiti metodom vježbanja po određenim pravilima. Sredinom XX. st. model paralelnih računala bio je po zanimanju znanstvenika gotovo ravnopravan sekvencijskom modelu: von Neumann je predlagao izvedbu neurona s relejima i vakuumskim cijevima, Turing je teoretski istraživao neuronska računala, IBM je izvodio prve pokuse s neuronskim mrežama. Adaptivne neuronske filtre ADALINE i MADALINE za uklanjanje telefonske jeke izveli su 1959. godine B. Widrow i M. Hoff. Konfrontacija simbolističke i konektivističke

Evolucijski razvoj mozga Složenost mozga ovisi o evolucijskoj razvijenosti vrsta. Mozak nižih vrsta beskralježnjaka tek je nakupina stanica, mozak insekata broji stotinjak tisuća neurona a kod žaba on se procjenjuje na 16 milijuna. U ljudskom mozgu taj se broj procjenjuje na sto milijardi (1011) čineći po građi i funkcionalnim svojstvima najsloženiji poznati nam sklop u svemiru. Svaki neuron povezan je sa susjednim neuronima sa do 10 000 sinapsi, što rezulitra s ukupno oko 1014 međuneuronskih veza.

godine. Pretpostavku da bi mozak mogao biti organiziran na binarnoj logici predložio je N. Rashevsky (1938.), što će biti široko prihvaćeno s radovima McCouloha i Pitta. Teoriju Donalda Hebba (1947.) o učenju neuronskih mreža provjeravat će 1954. godine Farley i Clark na simuliranom modelu prvih digitalnih računala na M.I.T. U sljedećem razdoblju do 1960. godine bit će napravljeno više računalnih modela kojima će se pokušavati dokazati ispravnost Hebbova pravila. Umjetne neuronske mreže (engl. Artificial Neural Network - ANN) sastoje se od mnoštva procesora (neurona) s malom količinom lokalne memorije. Umjetni neuron je elementarni procesor signala (tzv. diskriminator po vrijednosti visine signalnog praga), a s drugim neuronima povezan je jednosmjernom komuni-

Hebbovo pravilo učenja (treninga) neuralnih mreža (1947.) Donald. Hebb opisao je 1949. u knjizi “The Organisation of Behaviour” (Organizacija ponašanja) načelo rada neurona poznato i kao “Hebbovo učenje”: neuroni koji se učestalo aktiviraju zajedno povezuju se čvršće. Orignalni Hebbov iskaz glasi: “Kada je akson stanice A dovoljno blizu da pobudi stanicu B i učestalo ili postojano sudjeluje u njenom paljenju, u jednoj ili obje stanice događa se proces rasta ili metabolične promjene tako da se učinkovitost paljenja stanice A pri paljenju stanice B povećava”. Hebbovo pravilo je i jedno od osnovnih mehanizama programiranja umjetnih neuronskih mreža.

33

ABC_502_prelom.qxd

22.1.2007

10:39

Page 34

ZANIMLJIVOSTI

Minijaturni player Shema jednoslojnog Perceptrona (1960.) Frank Rosenblatt, američki neurobiolog, inspiriran građom oka muhe u kojemu se izvodi velik dio obrade vizualnih podataka potreban za letenje, izveo je uređaj za prepoznavanje oblika. Perceptron je najstarija hardverski izvedena umjetna neuronska mreža koja je izračunavala zbroj težinske sume ulaza, oduzimala vrijednost praga i propuštala jednu od dvije moguće veličine kao izlaz.

paradigme uma vidljiva je u šezdesetim godinama kada cvjeta entuzijazam simbolista a vrhunac je dosegla kritikom rada Franka Rosenblatta, koji je 1958. uveo formalni neuronski model računala u obliku jednoslojne neuronske mreže MARK 1, poznatije kao “Perceptron”. Predstavnici simbolističke škole Marvin Minsky i Seymour Papert dokazali su 1969. godine u monografiji “Perceptroni” da ta mreža ne može naučiti XOR logičku operaciju, ali su, pogrešno, poopćili zaključak i na mreže s tri i više slojeva. Stav utjecajnog M. Minskog oslabio je zanimanje ali i financiranje projekata neuronskih mreža za cijelo desetljeće. Uskrsnuće područja dogodilo se 1982. godine radovima J. Hopfielda koji je pokazao da mreže sa četiri i više slojeva nemaju probleme jednoslojnog perceptrona. Hopfield je usmjerio razvoj prema praktičnim uređajima pa se od tada neuronske mreže rabe sve češće u obliku “silicijskih neurona” ili hardverskih sklopova. Prevlast simbolističke nad konektivističkom paradigmom izazvana je dakle umjetno u doba kad se o UNN ali i o biologiji mozga znalo premalo. U robotici neuronskih mreža neće biti primjetnije sve do pred kraj XX. stoljeća, no upravo će upoznavanje prirode neuronskih mreža dovesti postupno do spoznaje zašto se umjetna inteligencija treba istraživati i u okviru robotike, a ne samo primjenjivati na nju. Igor Ratković

34

“Apple” je proizveo minijaturni “Musikbox” iPod shuffle, veličine kutije za šibice, mase 15 grama. Memorija od 1 GB sprema oko 240 pjesama. Cijena 79 eura. Info: www.apple.de

Punjenje akumulatorskih baterija Ova baterija puni se pomoću USB utikača u USB utoru na računalu. Nakon pet sati baterija je puna. Cijena za dvije baterije oko 20 eura.

www.usbcell.com

ABC_502_prelom.qxd

22.1.2007

9:52

Page 35

RADIONICA

Spajanje cijevi Brzo, koji put interventno spajanje vodovodnih cijevi izvest ćete kvalitetno i samostalno uz veliku ponudu dijelova koji služe za te namjene. Naime, na tržištu se pojavljuju cijevi promjera 10, 12, 14, 16 ... milimetara s pripadajućim dijelovima za posebna spajanja: produživanje. umetanje dijela za novi priključak, spoj pod pravim kutom. Sastavi su načinjeni kvalitetno uz pomoć matica i konusnih metalnih brtvi odnosno gumenih brtvi s prikladnim prstenom. Kao sigurnost služe brtvene masti i paste. Na ilustracijama pogledajte način spajanja. Za svoje zahtjeve odredite rješenje te uz savjet trgovca odaberite dijelove.

Kojiput su takvi zahvati jedino rješenje da se ne upuštate u razbijanje zida. Tada predvidite i obujmice koje se učvršćuju kao nosači instalacije. Pazite, takav površinski vodovod mora u zimi biti ispušten zbog smrzavice i pucanja. (o)

35

ABC_502_prelom.qxd

22.1.2007

9:52

Page 36

ZANIMLJIVOSTI

Čovjek lebdi pomoću raketnog potiska Već godinama iskušavaju zanesenjaci, s manje ili više uspjeha, let pomoću raketnog pogona. Astronauti se uspješno služe tim sustavom, zbog pomanjkanja gravitacije, nazvanim ROCKETBELT. Njegovo djelovanje prikazano je na slici. U srednjem spremniku (žuto) nalazi se visokostlačeni dušik (1). On potiskuje vodikov superoksid H2O2 iz oba spremnika bočno (plavo) (2),

preko ventila (3) u katalizator (4). Tu se vodik razlaže u vodenu paru, koja pod visokim tlakom izlazi iz bočnih sapnica (5). Pilot pomoću ručki (6) upravlja količinom potiska i pomoću malih krilaca na sapnici sprečava okretanje oko okomite osi. Razvoj tih sustava i uspješni letovi mogu se vidjeti na www.rocketbelt.nl Mišo Dlouhy, dipl. ing.