Časopis ABC tehnike broj 643 za ožujak 2021. godine

I Kodiranje - BBC micro:bitI I Shield-A, učilo za programiranje I I Mala škola fotografije I

ISBN 0400-0315

Rubrike

Izbor

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

I Roboti u rudnicima I I Histrioni 107 i 109 vratili se kući I I Dronovi lete ravno u vulkane zbog znanosti koja spašava živote I

Prilog

IR obotski modeli za učenje kroz igru

u STEM-nastavi - Fischertechnik (37) I

www.hztk.hr ČASOPIS ZA MODELARSTVO I SAMOGRADNJU

Broj 643 I Ožujak / March 2021. I Godina LXV.

KAKO SE ZAŠTITITI?

Pametna osobna zaštitna maska

U OVOM BROJU Pametna osobna zaštitna maska. . . . . . . . . . . 2 Istraživanje Marsa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Inspirirani prirodom. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Histrioni 107 i 109 vratili se kući. . . . . . . . . . . . 8 BBC micro:bit [17]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Mala škola fotografije. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Pogled unatrag. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Analiza fotografija. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Pogledajte što smo donijeli na stol! . . . . . . . . 21 Dronovi lete ravno u vulkane zbog znanosti koja spašava živote . . . . . . . . . . . . . 22 Shield-A, učilo za programiranje mikroupravljača (13). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

Možda je 2020. godina iza nas, ali s obzirom Optički uređaji (2). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 da koronavirus još uvijek hara planetom, osobne Roboti u rudnicima . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 zaštitne maske i dalje su neophodnost. Iz tvrtke Razer dolazi inovativni projekt Hazel, prototip Flying-V. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 novih visokotehnoloških maski N95. Ova tvrtka najpoznatija je po svojoj vrhunskoj gamerskoj opremi, a njen prototip pametne maske Hazel Nacrt u prilogu: najinteligentnija je maska ikad osmišljena, s dizajnom koji osigurava najviši stupanj sigurRobotski modeli za učenje kroz igru nosti i s najboljim poboljšanjima kvalitete života. Koncept ove inovativne maske sadrži aktivni u STEM-nastavi - Fischertechnik (37) sustav ventilacije, ugrađen mikrofon i pojačalo, poluprozirnu ploču (tako da ljudi mogu vidjeti vaše usne) i Nakladnik: Hrvatska zajednica tehničke kulture, telefon (01) 48 48 762 i faks (01) 48 46 979; živopisna LED-svjetla koja pokaDalmatinska 12, P. p. 149, 10002 Zagreb, Hrvat­ www.hztk.hr; e-pošta: abc-tehnike@hztk.hr ska/Croatia zuju status napajanja. Uz masku “ABC tehnike” na adresi www.hztk.hr Glavni urednik: Zoran Kušan dolazi i dvostruki brzi punjač Izlazi jedanput na mjesec u školskoj godini Uredništvo: Ivan Jurić – Zagrebačka zajednica koji je istovremeno sterilizira.

(10 brojeva godišnje) tehničke kulture, Sanja Kovačević – Društvo Sandra Knežević Rukopisi, crteži i fotografije se ne vraćaju 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 7 (643), ožujak 2021. Školska godina 2020./2021.

Naslovna stranica: Vulkan Manam koji se nalazi uz sjeveroistočnu obalu Papue Nove Gvineje Uredništvo i administracija: Dalmatinska 12, P.p.

149, 10002 Za­greb, Hrvatska

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

TEHNIČKE POŠTANSKE MARKE

Istraživanje Marsa Najnovija istraživanja planeta Marsa, četvrtog planeta po udaljenosti od Sunca, zbog mogućih ostataka nekadašnjih oblika života te slijetanja ljudi na njega, ponovo su zainteresirala javnost.

Premda istraživanje Crvenog planeta, kako se još naziva Mars zbog crvene boje, traje još od izuma teleskopa u XVII. stoljeću, ovo je do sada najsloženija misija u kojoj sudjeluje veliki međunarodni tim stručnjaka.

Planet Mars vidljiv je sa Zemlje golim okom, pa su ga poznavali i stari narodi. Dobio je ime po rimskom bogu rata Marsu. Od Zemlje je udaljen 60-ak milijuna kilometara (radi usporedbe Mjesec je od Zemlje udaljen oko 384.400 km).

Sa 6792 km ima skoro dva puta manji promjer od Zemlje, dok mu je masa svega 0,107 Zemljine mase. Prosječna temperatura na Marsu je -65°C, ali može biti i 0°C. Za razliku od Zemlje koja ima jedan prirodni satelit (Mjesec), Mars ih ima dva: Deimos i Phobos. Oko Sunca obiđe za 687 zemaljskih dana.

Aktualna misija Mars 2020. pokrenuta je u srpnju prošle godine, a cijena se mjeri u nekoliko milijardi američkih dolara. Prvi rezultati ove operacije bili su vidljivi sredinom veljače ove godine kada je terensko vozilo Državne civilne uprave SAD-a za zrakoplovna i svemirska istraživanja i razvoj (engl. National Aeronautics and Space Administration, NASA) rover Perseverance (engl.

Ustrajnost) zajedno s robotskim helikopterom (dronom), nakon sedam mjeseci putovanja sletje-

Slika 1. Planet Mars od Zemlje je udaljen 60-ak milijuna kilometara, odnosno više od šest mjeseci leta svemirske letjelice

Slika 2. Za istraživanje Sunčeva sustava izvan Zemljine orbite koriste se međuplanetarne letjelice

lo na Mars. Osim videosnimke spuštanja na Mars, prvi put su snimljeni i zvukovi s nekog drugog planeta. Krater na koji je sletio NASA-in rover nazvan je Jezero, prema mjestu kod Jajca u BiH, koje ima reljef koji sliči ovom na Marsu (rijeka se ulijeva u jezero, a zatim se opet izlijeva iz njega).

Potaknuto znanstvenim pretpostavkama o mogućnosti da je na Marsu nekada postojao život, istraživanje Marsa međuplanetarnim letjelicama započelo je prije pedesetak godina. U posljednje su se vrijeme istraživanja iz orbite i na površini intenzivirala. U njima najviše sudjeluje SAD, ali su također zabilježena i istraživanja Rusije, Indije, Kine i Ujedinjenih Arapskih Emirata (UAE), npr. program Mariner (SAD, lansiranja od 1964. do 1971.), Mars (SSSR, od 1971. do 1973.), Viking (SAD, 1975.), Phobos (SSSR, 1988.) i dr.

Provodile su ih letjelice kao što su Mars Global Surveyor i Mars Pathfinder (SAD, 1996.), Mars Odyssey (SAD, 2001.), Mars Exploration Rovers s automatskim vozilima Spirit i Opportunity (SAD, 2003.), Mars Express (Europa, 2003.) i dr.

Ove godine spušten je peti rover koji je uspješno završio putovanje od Zemlje do Marsa.

Prvi je sletio 1997., a zadnji je još ondje od 2012.

Trenutačno se u orbiti oko Marsa nalazi više satelita: tri NASA-ina, dva Europske svemirske agencije (engl. The European Space Agency, ESA) te po jedan UAE-a, Indije te Kine.

3

Slika 3. NASA je vodeća agencija za svemirska istraživanja, osnovana 1958. godine

Poštanske marke na temu svemira i astronomije vrlo su popularne među njihovim sakupljačima. Istraživanje i proučavanje Marsa može se pratiti po brojnim takvim izdanjima: planet sunčevog sustava (Australija, 2015.), talijansko sudjelovanje u programu istraživanja Marsa (Italija, 2005.), izviđanje orbite planeta Marsa (Tanzanija, 2006.), 50 godina od osnivanja ruskog državnog satelitskog operatora (Rusija, 2017.), lansiranje međunarodne svemirske postaje 25. rujna 2019. (UAE, 2019.), 50. obljetnica NASA-e (Monako, 2008.), Grčka svemirska agencija (Grčka, 2018.), regionalni svemirski centar (Armenija, 2017.) i dr.

Izviđači ‒ najmasovniji pokret mladih u svijetu Područje koje obuhvaća Savez izviđača Hrvatske, članica Hrvatske zajednice tehničke kulture, zasigurno je jedno od najpokrivenijih na poštanskim markama. Gotovo da i ne postoji država koja nije izdala jednu ili više maraka povezanih s izviđaštvom. Neke od takvih maraka izdale su: Litva, 2018. (100 godina litvanskog izviđačkog društva), Malezija, 2014. (svečano otvorenje Svjetskog izviđačkog ureda u Kuala Lumpuru), Bangladeš, 2012. (24. azijsko-pacifička regionalna konferencija izviđača), Belgija, 2007. (lord Baden Powell, utemeljitelj izviđaštva) i dr.

Povijest izviđaštva veže se za 1907.

Slika 4. Izviđači su najprepoznatljiviji po rupcu svezanom u čvor oko vrata

4

godinu kada je dvadesetak dječaka na otoku Brownsea u Velikoj Britaniji, zajedno sa svojim voditeljem, osnivačem izviđaštva lordom Robertom Badenom Powellom, organiziralo prvo izviđačko logorovanje. Ovim činom željelo se pridonijeti odgoju djece i mladih izvan škole, radom i životom u prirodi u kojem svi sudjeluju, međusobno surađuju i pomažu jedni drugima.

Izviđački pokret proširio se vrlo brzo među mladima u svijetu. Tako se i u Hrvatskoj tijekom 1913. po gimnazijama osnivaju đačke izletne družbe čiji su članovi nazivani skauti (izviđači).

Hrvatsko izviđačko udruženje osnovano je u Zagrebu 1914. godine. 1922. osnovana je Svjetska organizacija izviđačkog pokreta (engl. World Organization of the Scout Movement – WOSM).

Savez izviđača Hrvatske danas okuplja preko 4500 članova i tako predstavlja najveću nacionalnu organizaciju civilnog društva koja se bavi izvaninstitucionalnim odgojem i izobrazbom djece i mladih, a svojim djelovanjem nastoji pomoći u njihovu uključivanju u procese odlučivanja na svim poljima suvremenog drušSlika 5. Signalizacija uz pomoć tva.

Sukladno uzra- zastavica karakteristična je i stu, članstvo se među izviđačima dijeli na poletarce i pčelice (od 8 do 11 god.), izviđače i planinke (od 12 do 15) izviđače i planinke – istraživače (16 do 20), te brđane i brđanke (stariji od 21 godine). Izviđački se program ostvaruje na sastancima, izletima, logorovanjima, putovanjima, tečajevima, smotrama i drugim zajedničkim aktivnostima, na kojima se kroz praktičan rad, ispunjavanje određenih zadaća, igru, zabavu i natjecanje stječu različita znanja i sposobnosti kao što su izletništvo, orijentacija i kretanje u prirodi, izviđanje i traganje, signalizacija, higijena i prva pomoć, boravak pod šatorima, prehrana i preživljavanje u prirodi, meteorologija i zaštita od prirodnih nepogoda, poznavanje biljnog i životinjskog svijeta, zaštita prirode, kulturne, sportske i zabavne djelatnosti.

Ivo Aščić

ARHITEKTURA I TEHNOLOGIJA

Inspirirani prirodom ZET-ov autobus grabio je iz Gornje Bistre prema Zagrebu brzinom koja mi se u tom umornom momentu doimala gotovo puževom, a pun se mjesec natjecao sa snenim svjetlima naše metropole koja se, smanjenjem broja kilometara, naizgled sve više povećavala...

Ulaskom u predgrađe i mjesec i zvijezde počinju gubiti bitku nadglasani kričavim neonom s reklama čija je jedina svrha privući pažnju potencijalnih kupaca. Čitave palete nevjerojatnih boja snube našu maštu, no stručnjaci za marketing današnjih megabrandova zasigurno nisu prvi koji su osmislili ovu taktiku.

Razmišljajući o svijetu kakvog poznajemo danas, zaključujem da je teško ostati išta manje do li impresioniran tehnološkim i graditeljskim postignućima vlastite vrste. Pa ipak, premda su ljudi zasigurno preuzeli titulu najvećih graditelja Svijeta, svaki je izum ljudske vrste realiziran još davno, davno prije u samoj prirodi, samo u daleko elegantnijim formama i sa znatno manjom štetom po okoliš!

Uzmimo samo kotače na kojima se kotrlja ovaj “moj” umorni autobus! Iako su nas učili u školi da je kotač jedinstvena kreacija s ljudskim copyrightom, on je otkriven i u malom rotacionom motoru koji pogoni tzv. flagelu, odnosno,

najstariji organ za kretanje mikroskopskih organizama na svijetu!

Prije više od deset godina, Mark Miles bavio se pitanjima s polja mikroelektromehaničke obrade i obrade materijala. Dok je pregledavao znanstveni časopis, pažnju mu je zaokupio članak o tome kako leptiri stvaraju boju u krilima. Sjajna iridescentna plava boja raznih vrsta iz roda Morpho, na primjer, ne dolazi iz pigmenta, već iz “strukturne boje”. Ta krila sadrže nanos skala sa specifičnim pločicama, čiji su oblik i udaljenost jedni od drugih raspoređeni u preciznom uzorku koji remeti valne duljine reflektirajuće svjetlosti, dajući leptirovim krilima iznimnu briljantno plavu nijansu. Kako bi se stvorila takva ista plava nijansa od pigmenta, bilo bi potrebno mnogo više energije ‒ energije koja je daleko potrebnija leptiru za letenje, hranjenje i razmnožavanje!

Vratimo se sada malo našem neonskom i inom marketingu: gdje biste drugdje mogli poželjeti nevjerojatno živopisne boje u tankom pakiranju?!

Naravno, na zaslonima elektroničkih uređaja!

Ukoliko, dakle, uz posudbu leptirove taktike, iskoristimo pojavu optičkih smetnji te prilagodimo zaslon, kao što je to slučaj s Mirasolom, na dvostrukom smo dobitku! Naime, za razliku

5

od uobičajenih LCD-zaslona, ​​Mirasol ne mora stvarati vlastito svjetlo, već koristi ambijentalno bijelo ili sunčevo svjetlo oko nas. Svjetlina zaslona jednostavno se automatski prilagođava ambijentalnom svjetlu, a, kao rezultat optičkih smetnji, vratit će nam sliku u boji! Ujedno, Mirasol pritom troši svega desetinu snage prosječnog LCD-čitača!

Zaista, stvorili smo mnoge genijalne stvari, no to se desilo samo u trenu evolucijskog oka.

Usprkos ostvarenom napretku, pred nama je dug put na kojem moramo naučiti još puno toga iz dugih procesa prirodne selekcije, bilo da se radi o tome kako učiniti avionsko krilo aerodinamičnijim, zgradu otpornijom ili elektronički zaslon živahnijim!

A što je sa samim gradovima, kao svojevrsnim “prirodnim habitatom” većine svjetske ljudske populacije?

Gledano unazad, razdoblje industrijskog “procvata” doprinijelo je i nagloj urbanizaciji te formiranju gradova i naselja čiji urbanistički planovi baš i nisu bili bazirani na ekološkim, energetski efikasnim ili održivim principima. Arhitektura XX. stoljeća, primjerice, nipošto nije bila ekološki orijentirana već se odlikovala neracionalnošću i potpunim zanemarivanjem koncepata gradnje u skladu s okolišem.

Pa ipak, usprkos prošlostoljetnom ekološkom fijasku na mnogim razinama, danas se upravo u

6

tehnologiji, arhitekturi i građevinarstvu ogleda najveći potencijal za oblikovanje održivog okruženja u skladu s prirodom!

A priroda je neraskidivi dio čovjeka, i vice versa.

Stoga i ne čudi što je oduvijek služila kao vrelo inspiracije i znanstvenicima i umjetnicima te, proučavajući njezine elemente, ne učimo samo kako stvarati i graditi – već učimo kako živjeti i preživjeti!

I ovdje dolazimo do jednog čarobnog termina: biomimikrija.

Biomimikrija je tehnološki orijentiran pristup koji se u rješavanju tehničkih problema koristi poukama iz prirode. Biomimetičko proučavanje temelji se na rješenjima prirodnog dizajna, odgonetanjem njegove geometrije i funkcioniranja u potrazi za boljim iskorištavanjem i nižim utroškom energije. Projektiranje i planiranje u skladu s načelima biomimikrije mogu nam itekako pomoći da štedljivije koristimo resurse, podignemo razinu kvalitete te produžimo vijek trajanja objekata, kao i da smanjimo negativne utjecaje na okolinu.

Iako je biomimikrija relativno nov pojam, ona je zapravo stoljećima nadahnjivala ljudske inovacije. Možda je jedan od najpoznatijih primjera biomimikrije “čičak”, koji je švicarski inženjer Georges de Mestral patentirao 1955. godine, nakon proučavanja principa po kojem se čičci lijepe po odjeći, dok su poslije bolja tehnologija

i nijansiranija istraživanja omogućili sve složenije prilagodbe. Nadalje, dizajn softvera koji se koristi u automobilima Opel i Mercedes, a koji je stvorio njemački istraživač Claus Mattheck, odražava načine na koje, primjerice, drveće ili kosti u ekstremitetima raspodjeljuju snagu prilikom opterećenja.

Zatim, staklenik navodnjavan slanom vodom u katarskoj pustinji koristi mehanizme kondenzacije i isparavanja poput onih koje nalazimo u nosu deve!

Naposljetku, danas se, posebice s porastom svijesti o važnosti ekologije i očuvanja prirodnog svijeta oko nas, jako puno govori o potencijalnim načinima kako smanjiti ljudski utjecaj na prirodu, odnosno, kako se što više približiti idealu utjecaja svojevrsne “neto nule”.

I, što ako bismo mogli graditi i gradove na isti način?!

Neki primjeri u dizajnu, umjetnosti, inženjerstvu i arhitekturi neposredne su primjene rješenja utemeljenih na načelima prirode. Ta načela mogu biti izražena matematičkim obrascima, geometrijskim oblicima ili funkcionalnim prijedlozima koji sliče ili pak traže inspiraciju u prirodi.

Jedan od divnih primjera takve ekološki prihvatljive arhitekture je centar East Gate u Harareu, Zimbabve. Autor zgrade je Mick Pearce, jedan od prvih arhitekata koji je adaptirao rješenja posuđena iz prirode u graditeljstvu.

Naime, sustav hlađenja/grijanja East Gatea oponaša prirodnu ventilaciju kakvu su znanstvenici otkrili u termitnjacima, budući da termiti uspijevaju u svojim staništima održati konstantnu temperaturu i vlažnost, iako vanjska temperatura može varirati od 0 do 40°C! Na ovaj način, unutrašnjost zgrade zadržava svježinu bez

klimatizacije, čime je znatno smanjena potrošnja energije.

Usprkos činjenici da ljudski rod ima podugačak popis zaista ingenioznih i, na prvu, krajnje praktičnih rješenja za mnoge probleme, iz svega navedenog proizlalzi da zapravo ni ne možemo izgraditi ili dizajnirati zaista dobru zgradu ili dobar proizvod bez razumijevanja njihovog odnosa s prirodnim sustavima i okolnim okolišem!

Tzv. zelene zgrade (ili “zelena arhitektura”) danas su trend pozitivnog utjecaja na okoliš jer vode računa ne samo o njegovu uređenju, već primarno i očuvanju!

Naposljetku, u prirodi apsolutno ništa nije suvišno. Svaki ogranizam, od najvećeg do najmanjeg, kao i svaki element koji nas okružuje, ima svoju svrhu i funkciju i neraskidivo je povezan s ostatkom najčarobnijeg tkanja kojem ćemo ikada svjedočiti: mreži Života!

Ne zaboravimo da smo i mi njen dio, a kada se referiramo na “nas” kao čovječanstvo, što god radili i čime god se bavili kao pojedinci, bitno je držati na umu da “nas” čine i nusprodukti našeg postojanja ‒ proizvodi koje koristimo na ovaj ili onaj način u svakodnevnom životu!

Svi primjeri navedni u ovome članku nisu niti vrh ledenog brijega i mogli bismo napisati čitavu knjigu da ih sve pobrojimo! Pa ipak, rezime one krajnje mudrosti, kao prapočela svega, jest da priroda odavno ima odgovore na sva naša pitanja...

No, kako bismo ih čuli, prvo moramo naučiti slušati!

Ivana Janković, Croatian Wildlife Research and Conservation Society

7

Histrioni 107 i 109 vratili se kući ASTRONOMIJA Nakon četrnaest mjeseci i sedamnaest dana obje misije uspješno završene Jedan od pet ključnih zadataka Istarskog svemirskog programa Astronomske udruge Vidulini predstavljaju letovi bespilotnih letjelica u stratosferu, područje bliskog svemira koje obuhvaća stratosferu i donji dio mezosfere na visinama od 20 000 m do 100 000 m iznad razine mora.

Autonomne bespilotne letjelice Astronomske udruge Vidulini HISTRION 107 i HISTRION 109 lansirane su 23. kolovoza 2019. u 14:13:20 sa Svemirske luke Herman Potočnik, Pula, uzletjevši pomoću velikog specijalnog balona napunjenog helijem. Maksimalnu visinu od 35 948,90 m dosegnule su u 15:51:22. Slijetanje se dogodilo u 16:23:22 nedaleko naselja Mihelići na području Poreča. Let je trajao 2 h 10 m 2 s, od toga u penjanju 1 h 38 m 2 s, a pri slijetanju 0 h 32 m 0 s. Letjelice su praćene u realnom vremenu radiokomunikacijom do 12 034 m (nmv) nakon čega je telemetrija prestala. Ponovo je uhvaćena cjelovita radiotelemetrija na gotovo identičnoj visini, ali ovaj put u slijetanju i održavana je sve do visine od 3 706 m. Rezervni sustavi lociranja (dva modula, po jedan u svakoj letjelici!) nisu odradili svoj posao, pa iako su spasilački timovi nekoliko dana pretraživali predviđeno područje slijetanja (poslije će se ispostaviti da se tražilo na krivom području ‒ u obzir tada nisu uzeti

Histrion 107 i 109, putanja leta

Histrion tip 101

vjetrovi koji su vladali na području slijetanja) letjelicama se gubi svaki trag. Četrnaest mjeseci i sedamnaest dana poslije, dana 9.11.2020. zaprimili smo dojavu Vesne i Marija iz Mihelića o pronalasku H107 i H109 na čemu smo im iznimno zahvalni. Samo dva dana prije načinjene su nove simulacije uračunavajući vjetrove, a lokacija pronalaska bila je u radijusu od 100 m naspram računalne projekcije. Bilo je pitanje dana ili sata kada bi timovi nove potrage i sami pronašli letjelice.

Nekoliko sati nakon dojave spasilački tim nalazi se na lokaciji slijetanja letjelica koje su u dobrom stanju, iako su u prirodi, na kiši, mrazu, snijegu, vjetru, suncu provele gotovo 450 dana.

Djelomično oštećene od leta i udaranja o drveće i tlo, ipak su ostale hermetične i kompletna elektronika ostala je u ispravnom stanju, osim komunikacijske antene i senzora UVA/UVB koji su ispali iz konektora, ali su pronađeni. Ispadanje konektora komunikacijske antene onemogućilo

Lansiranje

8

Dio tima H107 i H109

je njihovo lociranje tijekom potrage radiouređajima u danima nakon lansiranja, odnosno slijetanja. Veći dio astrobiološkog tereta je zbog protoka vremena postao neupotrebljiv, no pojedini moduli su “preživjeli” i danas se taj materijal nalazi na obradi i brižljivoj paski radi idućih istraživanja. H107 i H109 istog su dana po pro-

nalasku prebačeni u laboratorij E4 TECHNOLOGY u Žminju gdje su podaci s memorijskih kartica očitani sa svih senzora. Glavna računala letjelica po priključenju na napajanje i laptop potpuno su ispravno proradila! Svi su podaci obrađeni i predstavljeni ovdje kao grafički prikazi. Iz podataka se iščitavaju zanimljive informacije, poput onih da se u dva slučaja prilikom slijetanja dogodilo da se letjelice (bez vlastitog pogona) uzdižu uvis!? Daljnju evaluaciju podataka napravit će članovi i suradnici Istarskog svemirskog programa.

Obje letjelice (H107 i H109) sada su konzervirane i spremljene da tijekom 2021. postanu izložbeni artefakti iz bliskog svemira u sklopu Centra za istraživanje svemira Pula na kojem rade Astronomska udruga Vidulini i Industrijsko obrtnička škola u Puli. HISTRION 107 i HISTRION 109 vode se kao uspješne misije u bliskom svemiru Istarskog svemirskog programa ‒ Prvog hrvatskog svemirskog programa Astronomske udruge Vidulini.

ABC tehnike pratio je lansiranja i objavljivao podatke s letjelica počevši od 2009. godine.

U tom vremenu je lansirano ukupno dvanaest letjelica (I., II. i III. generacije) od čega se kao potpuno uspješno ili uspješno vodi jedanaest misija, dok je samo jedna tek djelomično uspješna misija.

AUV Marino Tumpić

9

BBC micro:bit [17] Poštovani čitatelji, u prošlom ste nastavku, radi proučavanja kodiranja analognih izlaza BBC micro:bita sastavili sklop s tranzistorom za upravljanje elektromotora. Na kraju teksta postavljeno je nekoliko intrigantnih pitanja, a ovdje možete pronaći odgovore i moguća praktična rješenja.

Prvo pitanje. Razmislite i odgovorite, zašto vratilo elektromotora staje kad klizač na zaslonu mobitela ugodite na vrijednost 20 (ili nešto manje), a trebalo bi se usporeno vrtjeti sve do broja 1?

Otprije znate da je brzinu vrtnje rotora istosmjernog elektromotora moguće ugađati izazivanjem pada napona. Pritom je snaga manja što je napon niži (P = U × I), radi toga u određenom trenutku raspoloživa snaga više nije dovoljna da se savlada, na primjer, trenje koje se javlja u ležajevima rotora elektromotora. Situacija se pogoršava kada je na vratilo rotora priključen teret, na primjer kotač koji gura robotska kolica.

Za rješavanje tog problema potreban je sklop koji neće snižavati priključeni napon, ali će ipak usporavati vrtnju. U elektronici postoji sklop koji se u stručnoj literaturi naziva sklop za pulsnoširinsku modulaciju od engleskog pulse-width modulation (PWM). Na Slici 17.1. prikazan je strujni krug koji opisuje načelo djelovanja PWM-sklopa.

Za vrijeme intervala ΔtOFF, prekidač SW1 otvoren je pa na izvodima elektromotora nema napona napajanja. Za vrijeme intervala ΔtON, prekidač SW1 zatvoren je pa do izvoda elektromotora

KODIRANJE

dolazi maksimalan napon napajanja. Pod ovim uvjetima prosječna vrijednost napona na izvodima elektromotora određena je odnosom ΔtON / (ΔtOFF + ΔtON). Na taj se način dobiva regulacija brzine rotora koja ne ovisi o naponu napajanja (Umaks), već o intervalu vremena napajanja elektromotora.

Kako biste provjerili valjanost rečenog sagradite sklop prema elektroničkoj shemi sa Slike 17.2. kod kojeg ulogu prekidača SW1 preuzima tranzistor BC337 i BBC micro:bit.

U ovom sklopu ispravljačka dioda D1 ima dvojaku funkciju. Prvo, štiti tranzistor T1 od induciranog napona koji nastaje prilikom isključivanja zavojnice rotora elektromotora. Taj inducirani napon može doseći vrijednosti koje su tri do pet puta više od vrijednosti napona napajanja elektromotora. Drugo, u trenucima intervala ΔtOFF, dioda se koristi kao šant (premosnica) jer se tada elektromotor ponaša kao generator struje.

Radi svega navedenoga valja izabrati diodu koja će podnijeti barem polovinu struje koju treba elektromotor i koja će podnijeti reverzni (obrnuti) napon koji je barem pet puta viši od napona napajanja elektromotora. Dobro će poslužiti dioda 1N4007 jer podnosi struje do 1 A i reverzne napone do 1000 V. Nakon gradnje sklopa prijeđite na kodiranje BBC micro:bita. U MC E pokrenite novi projekt te ga imenujte, na primjer PWM te prepišite programski kôd sa Slike 17.3.

Slika 17.1. Kod ovog strujnog kruga treba uzastopno preklapati prekidač SW1 kako bi se na priključcima elektromotora dobili impulsi. Iz ponuđene formule da se zaključiti da će srednja vrijednost napona na priključcima elektromotora biti niža što je vrijeme ΔtON kraće

10

Slika 17.2. Ovaj sklop isti je kao onaj koji ste koristili u prošlom nastavku serije, s tom razlikom što je paralelno elektromotoru dodana ispravljačka dioda D1 spojena u zapornom smjeru

Slika 17.3. Umjesto uobičajenog bloka “pause (ms)” za vrlo kratka vremena precizniji je blok “wait (µs)”. Pronaći ćete ga kod “Advanced > Control”

Kako se elektromotorom upravlja brzim paljenjem i gašenjem praktičnije je koristiti blokove “digital write pin …” nego “analog write pin…”.

Program isprobajte. Rotor elektromotora trebao bi se okretati vrlo sporo. Izračunate li srednju vrijednost napona, uvrštavanjem predloženih vremena i maksimalnog napona dobit ćete da je srednja vrijednost napona na priključcima elektromotora približno 0,82 V (za napon baterije od 9 V). To je nešto manje od 10%. Odmah valja napomenuti da to nije točno. Najme, sam blok “forever” unosi kašnjenje u izvođenju programa.

Prema autoru ovih redaka procjena je da je kašnjenje približno 10 ms (10 000 µs) pa je stoga ukupno ΔtOFF = 20 000 µs. Radi toga ne treba vam blok “wait (µs) 10000”. Uklonite ga i izračun će biti točan.

Eksperimentirajte s vrijednostima za ΔtON. Kod bloka “wait (µs)” umjesto 1000 upišite 10 000, a potom 100 000. Morali biste doći do zaključka da

se kod svakog produljenja vremena ΔtON vratilo okreće sve brže i brže.

Drugo pitanje. Razmislite, kako biste s tranzistorima riješili obrnuti polaritet napajanja elektromotora radi dobivanja suprotnog smjera vrtnje vratila?

Trebate sklop s četiri tranzistora u mosnom spoju. U stručnoj literaturi taj se sklop naziva H-bridge, Slika 17.4.

Funkcionalnost sklopa trebala bi biti jasna.

Kad je priključak P0 BBC micro:bita na logičkoj razini 1 do baza tranzistora T1 i T3 dovodi se napon pa se tranzistori otkoče te propuštaju struju kroz elektromotor u smjeru koji je na slici označen plavim strelicama. Rotor se vrti ulijevo.

U tom trenutku priključak P1 BBC micro:bita mora biti na logičkoj razini 0. Kad je pak priključak P1 BBC micro:bita na logičkoj razini 1 do baza tranzistora T2 i T4 dovodi se napon pa se tranzistori otkoče te propuštaju struju kroz elektromotor u smjeru koji je na slici označen crvenim strelicama. Rotor se vrti udesno. U tom trenutku priključak P0 BBC micro:bita mora biti na logičkoj razini 0. Odmah je jasno da se na

Slika 17.4. H-bridge s četiri tranzistora tipa NPN

11

Slika 17.5. Shema takozvanog “dual full bridge motor drivera” koji uključuje: H-bridge s dva para komplementarnih tranzistora, četiri sklopa za invertiranje i sklop za “ENABLE” (od engl. omogućiti). Tranzistori T3 i T4 su BC327, a svi ostali su BC337.

Sve diode su 1N4007

priključcima elektromotora s tim načinom upravljanja dobivaju traženi polariteti napajanja. Što se dešava kad su priključci P0 i P1 BBC micro:bita na istoj logičkoj razini, na 0 ili na 1? Kad su oba na nuli tranzistori su zakočeni, vratilo elektromotora miruje. Kad su oba priključka na jedinici svi su tranzistori otkočeni, a to je problem jer bi tako svi tranzistori mogli stradati. Naime struja ne bi prolazila kroz elektromotor, već bi parovi tranzistora T1–T4 i T2–T3 bili u neposrednom spoju s plusom i minusom baterije. Potekla bi struja spoja ukratko koja bi mogla biti mnogostruko jača od maksimalne dozvoljene struje tranzistora. U elektronici treba spojeve ukratko izbjegavati jer izazivaju nemale probleme!

Ima još nešto važno. Tranzistor se uobičajeno koristi u takozvanom spoju sa zajedničkim emiterom, Slika 17.2. primjer je takvog spoja. Kod takvog je načina spajanja teret (u ovom slučaju elektromotor) u kolektorskoj grani. Taj je slučaj vidljiv i na Slici 17.4. kod tranzistora T1 i T2, no tranzistori T3 i T4 na toj su slici u takozvanom spoju sa zajedničkim kolektorom. Kod zajedničkog kolektora teret je u emiterskoj grani. To izaziva pregrijavanje tranzistora. Ako tranzistori nisu prikladno hlađeni mogli bi pregorjeti.

12

Radi izbjegavanja navedenih problema najbolje rješenje je da se u mostu koriste komplementarni parovi tranzistora. Što su komplementarni parovi tranzistora? To su dva tranzistora jednakih električkih svojstava, ali jedan je NPN, a drugi PNP. Na primjer, PNP tranzistor BC327 je komplementaran s NPN tranzistorom BC337 (na internetu potražite podatkovne tablice za oba tranzistora pa ih usporedite). Na Slici 17.5. prikazana je elektronička shema sklopa s navedenim tranzistorima.

Ako odlučite sagraditi sklop krajnji će rezultat sličiti ovome na Slici 17.6.

Postavlja se pitanje, zašto se koristi toliko sklopova? Zato jer treba riješiti dva dodatna problema. Prvo, radi izbjegavanja spojeva ukratko, koji se javljaju kad su logičke razine P0 i P1 na 1 (kao na Slici 17.4.), zamijenjeni su priključci koji s BBC micro:bita dolaze do baza tranzistora H-bridge. Sada je priključak P0 u vezi s bazama tranzistora T1 i T4, a priključak P1 je u vezi s bazama tranzistora T2 i T3 (Slika 17.5.). Kako T1 i T4 ne smiju biti istovremeno otkočeni, dodan je sklop za invertiranje logičke razine (tranzistor T6) u strujni krug baze tranzistora T1. Isto važi i za tranzistore T2 i T3 pa je stoga dodan sklop za invertiranje logičke razine (tranzistor T7) i

Slika 17.6. Fotografija sklopa sastavljenog na eksperimentalnoj pločici prema shemi sa Slike 17.5.

u strujni krug baze tranzistora T2. Što je sklop za invertiranje? Sklop za invertiranje pretvara logičku razinu 0 u logičku razinu 1 i obrnuto, logičku razinu 1 u logičku razinu 0.

Drugo, kod PNP-tranzistora T3 i T4 baze treba polarizirati naponom koji je u odnosu na masu (GND) negativan. BBC micro:bit ne radi s naponom koji je negativan u odnosu na masu.

Najbolje što može dati je 0 V pa su dodana još dva sklopa za invertiranje kako bi i taj problem bio riješen.

Radi boljeg razumijevanja evo objašnjenja za dva moguća stanja izvoda P0: - Na izvodu P0 BBC micro:bita vlada logička razina 1. Preko otpornika R7 polarizira se baza

tranzistora T6. Tranzistor se otkoči pa preko otpornika R5 spaja bazu NPN-tranzistora T1 prema masi. Pod ovim je okolnostima tranzistor T1 zakočen. Istovremeno se preko otpornika R3 polarizira baza tranzistora T5. Tranzistor se otkoči pa se preko otpornika R1 spaja baza PNP-tranzistora T4 prema masi. Pod ovim je okolnostima tranzistor T4 otkočen.

- Na izvodu P0 BBC micro:bita vlada logička razina 0. Baza tranzistora T6 nije polarizirana. Tranzistor T6 je zakočen pa se baza NPN-tranzistora T1 polarizira preko otpornika R5 i R6. Pod ovim je okolnostima tranzistor T1 otkočen. Istovremeno i baza tranzistora T5 nije polarizirana. Tranzistor T5 zakočen je pa se preko otpornika R1 i R2 spaja baza PNP-tranzistora T4 prema plusu napajanja. Pod ovim je okolnostima tranzistor T4 zakočen.

Situacija je istovjetna i za tranzistore u spoju s izvodom P1 BBC micro:bita.

Na kraju, dodan je tranzistor T9 koji radi kao prekidač kako bi se omogućio (ENABLED) nadzor brzine vrtnje vratila elektromotora preko izvoda P2 BBC micro:bita. Napomena! Nemojte zaboraviti spojiti GND BBC micro:bita s masom opisanog sklopa.

Na Slici 17.7. vidljiv je programski kôd koji trebate.

Mnogi će od vas vjerojatno odustati od sastavljanja opisanog sklopa, i to s razlogom. Naime, u elektronici postoji jednostavnije rješenje, a to

Slika 17.7. Upravljački program omogućava promjenu smjera vrtnje rotora elektromotora pritiskom na tipke A ili B BBC micro:bita. Kada se istovremeno pritisnu obje tipke vrtnja rotora se zaustavlja. U bloku “forever” PWM je ugođen na 60%

13

je upotreba specifičnog integriranog sklopa. Na tržištu postoji nekoliko raznih integriranih sklopova koji obavljaju maloprije opisane funkcije. U nastavku ćete upoznati integrirani sklop L293D proizvođača TEXAS INSTRUMENTS.

Integrirani sklop L293D

To je takozvani “quadruple half-H drivers”. Na njegove izlazne izvode moguće je priključiti jedan koračni motor (step motor) ili dva istosmjerna elektromotora ili četiri releja.

Blok-dijagram i raspored izvoda prikazani su na Slici 17.8. i Slici 17.9.

Slika 17.9. Raspored izvoda integriranog sklopa L293D, pogled sa strane natpisa (odozgo)

U podatkovnoj tablici piše da integrirani sklop treba hladilo. U ovom eksperimentu hladilo nije predviđeno jer na vratilu elektromotora nema tereta te se koristi samo jedan elektromotor, no poželite li sklopom upravljati robotska kolica,

Slika 17.8. Blok-dijagram koji prikazuje unutrašnju arhitekturu integriranog sklopa L293D

Elektronička shema spajanja vidljiva je na Slici 17.10., a montažna shema na Slici 17.11.

Slika 17.11. Montažna shema sklopa. Vrijednosti otpornika su R1 = 100 Ω, a R2 = 330 Ω

Slika 17.10. Elektronička shema spajanja sklopa za upravljanje elektromotora. U ovom su primjeru korištene dvije grane sklopa za upravljanje samo jednim elektromotorom. Preostale dvije grane ostaju slobodne, a moguće ih je koristiti za možebitni drugi elektromotor

14

tada obavezno proučite proizvođačke upute i ugradite odgovarajuće hladilo.

Radi ispitivanja funkcionalnosti bit će dobar program sa Slike 17.7.

Mobilna aplikacija

Pokrenite MIT AI te imenujte aplikaciju, na primjer “ELEKTROMOTOR”. U svojstvima za Screen1 kod Title upišite “ELEKTROMOTOR”. Do virtualnog mobitela dovucite, preimenujte i ugodite svojstva za uobičajene elemente za Bluetooth.

Nemojte zaboraviti ekstenzije “BluetoothLE1” i “Microbit_Io_Pin_Simple1”. Ako niste sigurni što vam sve treba, onda prelistajte prethodne brojeve ABC tehnike. Osim navedenih umetnite još neke elemente, dva “HorizontalArrangement”, četiri “Button” i jedan “Notifier” te im ugodite svojstva. Pogledajte Sliku 17.12.

Button3SPOJI. Click do…”, “when Button4ODVOJI. Click do…”, “when BluetoothLE1. DeviceFound do…” i “when BlueoothLE1 .Disconnected do…”, .

Nakon toga, iz “Blocks” dovucite blokove prema Slici 17.13., Slici 17.14., Slici 17.15., Slici 17.16. i Slici 17.17.

Slika 17.13. Blokovi koji određuju početna stanja izvoda BBC micro:bita

Slika 17.14. Kôd za virtualnu tipku za pokretanje vrtnje rotora elektromotora ulijevo

Slika 17.12. Izgled virtualnog mobitela nakon umetanja svih potrebnih elemenata

Kodiranje

Iz ruksaka izvucite potrebne blokove, “when Button1SKENIRAJ. Click do…”, “when Button2ZAUSTAVI. Click do…”, “when

Slika 17.15. Kôd za virtualnu tipku za zaustavljanje vrtnje vratila elektromotora

15

Slika 17.16. Kôd za virtualnu tipku za pokretanje vrtnje rotora elektromotora udesno

BBC micro:bita. Izvedite “Bluetooth” uparivanje mobitela i BBC micro:bita. Na mobitelu pokrenite aplikaciju “ELEKTROMOTOR” te skenirajte, a potom se spojite s BBC micro:bitom. Ako je sve kako valja, vratilo elektromotora miruje. U mobilnoj aplikaciji tapkajte po virtualnoj tipki za smjer ulijevo.

Vratilo elektromotora trebalo bi se vrtjeti punom brzinom ulijevo. Tapkajte po virtualnoj tipki “STOP”. Vratilo elektromotora trebalo bi se zaustaviti. Tapkajte po virtualnoj tipki za smjer udesno. Vratilo elektromotora trebalo bi se vrtjeti punom brzinom udesno. Tapkajte po virtualnoj tipki “Izlaz iz aplikacije”. Vratilo elektromotora trebalo bi se zaustaviti, a na zaslonu mobitela trebao bi se pojaviti skočni prozor s porukom. Tapkajte po virtualnoj tipki “OK”. Mobilna aplikacija trebala bi se zatvoriti.

Zadatak za samostalan rad.

Mobilnoj aplikaciji dodajte potrebne elemente i blokove kako biste dobili mogućnost mijenjanja brzine vrtnje vratila elektromotora.

Slika 17.17. Kôd za virtualnu tipku za napuštanje aplikacije s pripadajućim skočnim prozorom upozorenja

To je sve. Otpremite i instalirajte aplikaciju na vaš mobitel te krenite s kodiranjem BBC micro:bita.

Pokrenite MC E te imenujte projekt, na primjer “ELEKTROMOTOR”. Učitajte ekstenziju za “BluetoothLE”. Napišite uobičajeni program za “bluetooth io pin service”. Ako ste ga zaboravili pronađite ga u pretprošlom nastavku serije na Slici 15.14. Program preuzmite i otpremite do

16

Za ove ste vježbe trebali: • BBC micro:bit, • USB-kabel, • baterije za BBC micro:bit, • mobitel (dlanovnik, tablet) sa sustavom Android, • eksperimentalnu pločicu na ubadanje, • spojne žice raznih boja s krokodil-štipaljkama i muškim nastavcima, 4 komada, • priključak za bateriju 9 V (ili ležište za drugačije baterije), • baterije prilagođene elektromotoru (na primjer blok 9 V/200 mA), • DC-elektromotor 9 V/200 mA (ili nekih drugačijih vrijednosti, ali neka je napon do 12 V), • integrirani sklop L293D, • otpornik 100 Ω (SMEĐA-CRNA-SMEĐA-ZLATNA), • otpornik 330 Ω (NARANČASTA-NARANČASTA-SMEĐA-ZLATNA), • dvije crne i jednu crvenu premosnicu.

Marino Čikeš, prof.

MALA ŠKOLA FOTOGRAFIJE Piše: Borislav Božić, prof.

SOLARIZACIJA U PHOTOSHOPU Solarizacija (prema solarni < lat. solaris: sunčani) ima dvojako značenje. Jedno je u botanici i označava usporavanje fotosinteze ugljikohidrata sunčanim svjetlom vrlo velikog intenziteta, a drugo je značenje u fotografiji i označava tehniku kojom se u procesu razvijanja negativa ili pozitiva još jednom osvjetljava predložak, te se time dobiva slika na granici negativa i pozitiva.

Ova tehnika može se simulirati i u programu Phoroshopa kao i mnoge druge tehnike i postupci svojstveni analognoj fotografiji.

Solarizacija je ustvari “greška” koja podrazumijeva da se na fotografskom pozitivu pojavljuju i plohe u negativu. To je neka vrsta hibrida pozitiva i negativa, neovisno radimo li simulaciju u Photoshopu ili klasičnu analognu fotografiju o čemu ću nešto reći u rubrici Pogled unatrag. Desno od ovoga teksta originalna je fotografija, a ispod je ta ista fotografija solarizirana u Photoshopu. Gledajući ovu solariziranu

fotografiju, primjećujemo da su bjeline zagušene. Ustvari, to su elementi slike koji su solarizirani, tj. pretvoreni u svoju suprotnost. Nema više tako snažnog kontrasta između bjelina i tamnih dijelova, već je naglašeniji crtež slike. Više je došao do izražaja grafizam samoga motiva. Za ovaj postupak važno je da fotografija bude besprijekorne oštrine i s naglašenim kontrastom

kao što su ovi primjeri.

Postupak je jednostavan.

Kada smo otvorili fotografiju u Photoshopu, idemo u izbornik Filter, zatim Stylize i na kraju Solarize kako to pokazuje slika lijevo od ovoga teksta. Ako kojim slučajem nismo zadovoljni rezultatom, onda idemo u izbornik Image, zatim Adjustmens (prilagodba) pa Curve (krivulja).

Alatom krivulje možemo mijenjati tonalitet fotografije te kontrast.

Primjer lijevo pokazuje u koliko je točaka aktivirana krivulja kako bi autor dobio zadovoljavajući rezultat. Upotreba krivulje je osobna stvar i autor je upotrebljava temeljem vlastitoga estetskog osjećaja.

Fotografija iznad ovoga teksta dobar je predložak za manipulaciju pseudosolarizacije u Photoshopu. Na desnoj strani je solarizirana fotografija bez dodatne intervencije krivuljom. Dakle, u prvom koraku dobiven je zadovoljavajući rezultat.

POGLED UNATRAG SOLARIZACIJA U ANALOGNOJ THNOLOGIJI Premda je na samom početku konstituiranja fotografije kao medija istražen i objašnjen postupak, mnogim autorima ovaj se efekt sasvim slučajno dešavao u laboratoriju. Postupak se zasniva na reekspoziciji, tj. ponovnom eksponiranju već eksponiranoga materijala. Ako želimo raditi solarizaciju u procesu razvijanja negativa ili pozitiva, onda na pola predviđenoga vremena razvijanja ponovno osvijetlimo bijelom svjetlošću negativ ili pozitiv.

Ponovnim osvjetljavanjem već eksponiranog materijala aktiviramo neaktivno, neosvijetljeno srebro čime ono tamni, što znači da se gubi kontrast, ali se pojačava crtež. Pod crtežom se u fotografiji podrazumijevaju linije koje nastaju na spoju dviju

Solarizaciju ili Sabattierov efekt otkrio je i opisao francuski znanstvenik Armando Sabattier 1862. godine. Dakle, ovaj postupak otkriven je na samom početku fotografske povijesti i do danas se zadržao kao vrlo omiljen postupak i eksperiment kreativne fotografije. Najpoznatiji autor koji je koristio solarizaciju bio je Man Ray.

ploha različitoga tonaliteta. Ako smo solarizirali negativ, onda će krajnji rezultat biti kao ovaj portret iznad ovog teksta. Solariziramo li pozitiv, dobit ćemo tamnu sliku s bijelim linijama, tj. crtežom.

ANALIZA FOTOGRAFIJA Silvestar Kolbas

Rođen je u Petrovcima u Slavoniji 12. travnja 1956. godine, a odrastao u Vinkovcima. Diplomirao je filmsko i televizijsko snimanje 1982. godine na Akademiji dramske umjetnosti u Zagrebu. Danas je redoviti profesor na toj školi. Bio je zaposlen kao snimatelj na Televiziji Zagreb/Hrvatskoj radioteleviziji od 1985. do 1996. Tijekom karijere snimio je više igranih i TV-filmova, serija i dokumentarnih filmova, izlagao fotografije te objavljivao i uređivao stručne radove iz područja snimanja.

Zadnji fotografski projekt mu je Fotokemika i ja. Fotokemika je bila jedna od većih tvornica koja je proizvodila fotografski materijal i u tranzicijskim je vremenima propala. Silvestar je nekoliko godina obilazio razrušene i devastirane tvorničke prostore te ih fotografirao filmovima koje je našao odbačene u krugu tvornice. Isto je tako izrađivao fotografije na fotopapirima pronađenima u proizvodnim halama. To je svojevrsna posveta i lijepo sjećanje na jednu tvornicu koja je opskrbljivala mnoge fotografske autore bivše države, a i mnogo šire.

VRIJEME JE ZA IGRU!

Pogledajte što smo donijeli na stol!

Puno igara i beskrajna zabava, a sve to na jednom mjestu. To je Arcade1Up Infinity Game Table koji sadrži digitalne verzije klasičnih svima znanih društvenih igara kao što su: Monopoly™, Scrabble™, Trivial Pursuit™, Chutes and Ladders ™, Candy Land ™, Yahtzee ™, puzzle, kartaške igre, bojanke, miniigre, stripovi i još mnogo licenciranih igara koje se očekuju u bliskoj budućnosti!

Uz dostupne dvije veličine HD-zaslona osjetljivog na dodir, 24” i 32”, Arcade1Up Infinity Game Table omogućuje i personalizirano dinamičko zumiranje, reaktivne taktilne povratne informacije, Wi-Fi povezivost, igranje na mreži i sve širi izbor za preuzimanje igara i interaktivnog sadržaja pomoću aplikacija.

Značajke:

• zaslon visoke rezolucije osjetljiv na dodir, • dinamički prikaz zuma, • taktilne povratne informacije, • društvena igra +: povežite se s ostalim igračima širom svijeta, uz Safe Connect koji omogućuje povezivanje do šest igrača,

• slagalica ‒ odaberite broj komada slagalice ovisno o vlastitim vještinama, stvarajte slagalice od vlastitih fotografija i podijelite svoje ideje s prijateljima, • dostupne su i digitalne bojanke i stripovi, • mogućnost spremanja igre i nastavljanja od mjesta gdje su stali, • uključuje se u utičnicu za naizmjeničnu struju, • odvojive noge omogućuju postavljanje na čvrstu ravnu površinu, • dolazi s besplatnim pristupom izboru klasičnih igara Hasbro.

Sandra Knežević

21

ZRAKOPLOVSTVO

Dronovi lete ravno u vulkane zbog znanosti koja spašava živote S procijenjenih 300 aktivnih vulkana na Zemlji, izazov je kako ih sve nadgledati da bi se mogla odaslati rana upozorenja prije nego što eruptiraju. Također, mjerenje emisije vulkanskih plinova nije lak zadatak.

Sada su istraživači dizajnirali posebno prilagođene dronove koji pomažu u prikupljanju podataka s aktivnog vulkana u Papui Novoj Gvineji.

Bespilotne letjelice, dronovi, mogle bi pomoći lokalnim zajednicama u praćenju obližnjih vulkana i predviđanju budućih erupcija. Njihova mjerenja također bi mogla dati više informacija o najnepristupačnijim, visokoaktivnim vulkanima na planetu i o tome kako vulkani doprinose globalnom ciklusu ugljika.

Vulkan Manam nalazi se na otoku širokom samo 10 kilometara koji se nalazi uz sjeveroistočnu obalu Papue Nove Gvineje. Na otoku živi više od 9000 ljudi, a Manam Motu, kako ga lokalno stanovništvo naziva, jedan je od najaktivnijih vulkana u zemlji. Godine 2004. velika erupcija iz Manama prisilila je čitav otok na evakuaciju na kopno i opustošila usjeve i domove ljudi.

Znanstvenici imaju nekoliko načina predviđanja kada će vulkan eruptirati. Mogu nadzirati potresne aktivnosti na tom području kako bi otkrili podrhtavanje tla koje gotovo uvijek prethodi erupcijama i pratiti izbočine u kosim zidovima vulkana dok se ispod njih nakuplja magma.

Kada vedro nebo to dopušta, sateliti također mogu brzo otkriti i izmjeriti vulkanske emisije plinova poput sumpornog dioksida (SO2).

Promjene ovih emisija plinova mogu signalizirati pojačanu aktivnost vulkana.

“Manam nije detaljno proučen, ali iz satelitskih podataka mogli smo vidjeti da stvara jake emisije”, rekla je vulkanologinja Emma Liu sa Sveučilišnog koledža u Londonu, koja je vodila istraživački tim zemaljskih znanstvenika i zrakoplovnih inženjera.

“Htjeli smo također kvantificirati emisiju ugljika iz ovog vrlo velikog odašiljatelja ugljičnog

22

dioksida,” dodao je geokemičar Tobias Fischer sa Sveučilišta Novi Meksiko.

Iako vulkani emitiraju samo djelić emisije ugljika koju stvaraju ljudi, istraživači i dalje žele biti u mogućnosti procijeniti koliki dio ugljičnog dioksida (CO2) emitiraju, kako bi to uvrstili u ukupan proračun ugljika da bi se ograničili učinci klimatskih promjena.

U Papui Novoj Gvineji međunarodni tim započeo je testiranje dviju vrsta bespilotnih letjelica opremljenih plinskim senzorima, kamerama i drugim uređajima tijekom dvije terenske kampanje na otoku Manam, u listopadu 2018. i svibnju 2019. godine. Zbog strmih padina Manama izuzetno je opasno čak i razmišljati o sakupljanju uzoraka plina pješice, dok bi dronovi mogli sigurno letjeti ravno iznad vulkanskih perjanica pomažući istraživačkom timu da točnije mjeri emisije vulkanskih plinova.

Bespilotne letjelice preletjele su više od 2000 metara u visoko turbulentne vulkanske perjanice Manama i nekih 6 kilometara od njihove lansirne rampe, daleko od pogleda njihovih pilota. Na svakom letu dronovi su snimali Manam i njego-

Vulkan Manam koji se nalazi uz sjeveroistočnu obalu Papue Nove Gvineje, pogled iz svemira, 16. lipnja 2010.

va dva kratera, mjerili sastav plina točno iznad vulkanskih perjanica i sakupili četiri vreće pune dodatnog plina za brzu analizu kad se zrakoplov spustio.

Zračne snimke preleta dronova pokazale su da se otplinjavanje u južnom krateru Manama pojačalo između listopada 2018. i svibnja 2019.

Zapravo, vulkan je ubrzo eruptirao u lipnju, samo mjesec dana nakon drugog izleta istraživača.

Ali porast vulkanskih emisija, sam po sebi, nije pouzdan pokazatelj neizbježnosti erupcije ili vjerojatnosti, pa su istraživači također promatrali omjer između različitih plinova, točnije CO2 i SO2, u perjanicama Manama. To može pomoći u otkrivanju uzdizanja vruće magme na površinu i protjerivanja emisija bogatih CO2 koje navodno prethode velikim erupcijama. Međutim, istraživači su otkrili da je smjesa plinova koja se emitirala iz Manama bila približno ista tijekom oba izleta.

Integrirajući mjerenja dronova sa satelitskim podacima, istraživači su uspjeli pokazati da se Manam svrstava među 10 najjačih svjetskih otplinjavajućih vulkana, emitirajući procijenjenih

3.700 tona CO2 i otprilike 5.100 tona SO2 svaki dan ‒ što je više od prethodnih procjena.

Tim je također zaključio da većina ugljika emitiranog iz Manama vjerojatno potječe iz gornjeg plašta, a ne sedimenata iz pliće zemljine kore, što su utvrdili analizom različitih izotopa ugljika u smjesi plinova.

“Naš novi pristup ‒ to jest operacije na daljinu i velike nadmorske visine koje omogućuju mjerenja na licu mjesta ‒ trenutno je jedino sredstvo pomoću kojeg možemo okarakterizirati kemiju plina na strmim, opasnim i visoko aktivnim vulkanima poput Manama”, zaključio je istraživački tim.

Buduća istraživanja zahtijevat će marljiviji rad znanstvenika i više letova dronova, budući da su mjerenja iz ove studije trajala samo 10 dana. Uz dovoljno sredstava za opremu i obuku lokalnih znanstvenika, ova strategija bi se mogla koristiti i drugdje za praćenje drugih opasnih i nepristupačnih vulkana, poput Mayona na Filipinima i Sinabunga u Indoneziji.

Izvor: www.livescience.com © Jesse Allen/NASA Earth Observatory Snježana Krčmar

23

ELEKTRONIKA

Shield-A, učilo za programiranje mikroupravljača (13) Nastavljamo proučavati višebojne (RGB) svjetleće diode koje u razvojnom sustavu Shield-A nose oznake D8-D11 (Slika 36. iz prošlog nastavka). Razmatrali smo kako povezati njihovih 16 izvoda na optimalan način, a da bi se sačuvala mogućnost nezavisnog upravljanja crvenim, zelenim i plavim čipovima unutar tih dioda sa što manjim brojem izvoda mikroupravljača i ukazati na poteškoće koje pritom nastaju.

Kada razvojni sustav Shield-A postavimo na pločicu Arduino Uno, izvodi svjetlećih dioda D8-D11 povežu se s izvodima mikroupravljača ATmega328P kao na shemi sa Slike 39.

Prepoznajemo da se radi o spoju koji punu funkcionalnost postiže tek u multipleksiranom načinu rada. Izvodi PB0-PB3 mikroupravljača (8-11 u notaciji Arduino) služe za izbor diode, a PD5-PD7 (5-7 u notaciji Arduino) za izbor boje. Otpornici otpora 560 Ω ograničavaju struju kroz pojedini čip RGB-dioda na oko 6 mA. Ovdje još moramo prodiskutirati izbor vrijednosti tih otpornika. Na prvu bi se reklo, kako za najbolji balans između boja oni trebaju imati iste vrijednosti. Pod balansom smatramo da niti jedna boja nije primjetno većeg intenziteta od ostalih. Nažalost, to nije uvijek slučaj. Prvi je problem u tome što padovi napona na crvenom, zelenom i plavom čipu nisu jednaki: pad napona na crvenom čipu je oko 2 V, na plavom oko 2,8 V, a na zelenom negdje između tih vrijednosti.

Zbog toga će, pri naponu napajanja od 5 V, struja kroz crveni čip biti 36% jača od struje kroz plavi čip. Pa čak i da su te struje jednake, postoji i drugi, još veći problem: intenziteti svjetlosti koje kod iste struje emitiraju crveni, zeleni i plavi čip nisu jednaki; kod jeftinih “no-name” RGB-dioda mogu se i jako razlikovati. Zato ćemo optimalne vrijednosti otpornika najbolje odabrati eksperimentalno, pomoću jednostavnog sklopa sa Slike 40.

Diode na razvojnom sustavu najčešće ćemo promatrati iz male udaljenosti, pa ne želimo da prejako svijetle. Zato ćemo za početak odabrati za Rr-, Rg- i Rb-otpornike otpora 2,2 kΩ, kod kojih je struja kroz čipove oko 1 mA. Uključimo

24

sve tri sklopke i, ako smo dobili (približno) bijelu svjetlost željenog intenziteta, postigli smo što tražimo. Češći će slučaj biti da je neka boja jače izražena i onda treba povećati otpor njenog otpornika. U mom slučaju, crvena i plava bile su dobro izbalansirane od samog početka, ali je zelena bila toliko intenzivna da sam njen otpornik morao povećati na 11 kΩ! Ovo se ne smije shvatiti kao generalna preporuka, nego se treba malo potruditi oko optimalnog izbora: moramo postići da su sve tri boje, kada ih uključujemo jednu po jednu, “na oko” približno istog intenziteta, da se kombinacijama dviju boja dobiju lijepa narančasta, ljubičasta i modrozelena te da je, kad se uključe sve tri boje, svjetlost što sličnija bijeloj. Kada smo odabrali optimalne vrijednosti otpornika, podijelimo ih s četiri (zbog multipleksiranja srednja vrijednost struje kroz pojedinu diodu je četvrtina maksimalne struje!) i ugradimo na Shield-A. Na originalnoj tiskanoj pločici, Rr ima oznaku R11, Rb = R12, a Rg = R13. U mom konkretnom slučaju, za R11 i R12 odabrao sam otpornike otpora 470 Ω, dok sam za R13 ugradio 2,7 kΩ. Kod drugog tipa RGB-diode zelena boja bila je manje naglašena pa je kod nje optimalna vrijednost “zelenog” otpornika R13 bila 1 kΩ. Vrijedi se potruditi oko izbora vrijednosti ovih otpornika, jer o dobrom balansu boja ovisi konačni doživljaj!

Slika 39. Ovako su izvodi svjetlećih dioda D8-D11 povezani s izvodima mikroupravljača ATmega328P

Nakon što smo odabrali i ugradili optimalne otpornike za RGB-diode, napisat ćemo prvi program kojim ćemo ih “oživjeti”.

13. programski zadatak: Na RGB-diodi D8 treba redom upaliti svjetlo crvene, zelene i plave boje, isto ponoviti na D9, D10 i D11 i zatim na sve četiri diode istovremeno. Dodatno, istim redoslijedom treba na diodama upaliti i kombinacije boja: ljubičastu (= crvena + plava), narančastu (= crvena + zelena), modrozelenu (= plava + zelena) i bijelu (= crvena + zelena + plava).

Rješenje Bascom-AVR-a (program ShieldA_13a.bas) Najprije ćemo sve pinove mikroupravljača na koje su spojeni izvodi RGB-dioda konfigurirati kao izlazne: Config Portd.5 = Output Config Portd.6 = Output Config Portd.7 = Output Config Portb.0 = Output Config Portb.1 = Output Config Portb.2 = Output Config Portb.3 = Output Podsjetimo se, to smo mogli učiniti i sa samo dvije naredbe: Config Portd = &B11100000 Config Portb = &B00001111

Slika 40. Ovakvom provjerom možemo izabrati optimalne vrijednosti otpornika za RGB-diode

Zatim ćemo sve pinove na koje su spojene katode RGB-dioda postaviti u stanje logičke jedinice: Portb = &B00001111 Ostali pinovi su u stanju logičke nule (standardno, ako ne konfiguriramo drukčije), pa će sve RGB-diode biti inverzno polarizirane i niti jedna neće svijetliti. Efekt je isti, kao da smo priključke ostavili “u zraku”, taj termin smo pojasnili u prethodnom nastavku.

Bascom-AVR nudi mogućnost dodjele alternativnih naziva pojedinim dijelovima mikroupravljača, pa ćemo pinove PB0 do PB3 nazvati prema oznakama dioda koje su na njih spojene: Led8 Alias Portb.0 Led9 Alias Portb.1 Led10 Alias Portb.2 Led11 Alias Portb.3 Isto tako, pinove PD5 do PD7 nazvat ćemo prema bojama koje uključuju: Crvena Alias Portd.5 Plava Alias Portd.6 Zelena Alias Portd.7 Ovo nije nužno, ali nam program čini čitljivijim. Boje ćemo mijenjati u potprogramu Boje, smještenom na kraju programa. Najprije ćemo uključiti crveni čip, pričekati jednu sekundu i onda ga isključiti:

25

Boje: Crvena = 1 Wait 1 Crvena = 0 Isto ćemo ponoviti sa zelenim, a zatim i s plavim čipom: Zelena = 1 Wait 1 Zelena = 0 Plava = 1 Wait 1 Plava = 0 Return Naredba Return vraća nas u glavni program gdje uključujemo jednu po jednu RGB-diodu.

Najprije ćemo uključiti diodu D8, pozvati potprogram Boje koji će na njoj “izredati” crvenu, zelenu i plavu boju i odmah zatim isključiti D8: Do Led8 = 0 Gosub Boje Led8 = 1 Isto ćemo ponoviti s diodama D9-D11: Led9 = 0 Gosub Boje Led9 = 1 Led10 = 0 Gosub Boje Led10 = 1 Led11 = 0 Gosub Boje Led11 = 1 Konačno, uključit ćemo sve LED-ice, pozvati Boje i zatim ih isključiti: Portb = Portb And &B11110000 Gosub Boje Portb = Portb Or &B00001111 Loop Kako se glavni program nalazi unutar beskonačne Do-Loop-petlje, ponavljat će se dokle god ne obrišemo program ili dok ne isključimo napajanje.

Rješenje Bascom-AVR-a za dodatni zadatak (program Shield-A_13b.bas): Želimo li prikazati kombinacije boja na RGB-diodi, morat ćemo uključiti po dva ili sva tri čipa istovremeno. Drugim riječima, na pinove D7, D6 i D5 trebat ćemo dovesti sve binarne kombinacije od 001 do 111 (isključujemo kombinaciju 000 jer bi tada dioda bila ugašena). Za ovo će nam

26

u potprogramu Boje dostajati samo jedna petlja For-Next: Boje: For Portd = &B00100000 To &B11100000 Step &B00100000 Waitms 500 Next Return Ostatak programa istovjetan je programu Shield-A_13a.bas!

Rješenje Arduina (program Shield-A_13a.ino) Kako u programskom jeziku C ne postoji naredba alias, za potrebe jednostavnijeg čitanja programskog koda koristit ćemo varijable sa samoobjašnjavajućim nazivima. Njihova će vrjednost biti broj pina: byte led8 = 8; byte led9 = 9; byte led10 = 10; byte led11 = 11; byte crvena = 5; byte plava = 6; byte zelena = 7; Nakon toga ćemo u funkciji setup() sve pinove mikroupravljača, na koje su spojeni izvodi RGB-dioda, konfigurirati kao izlazne: pinMode(crvena, OUTPUT); pinMode(plava, OUTPUT); pinMode(zelena, OUTPUT); pinMode(led8, OUTPUT); pinMode(led9, OUTPUT); pinMode(led10, OUTPUT); pinMode(led11, OUTPUT); Isto to možemo učiniti i s funkcijama DDRB i DDRD (DDR je kratica od Data Direction Register): DDRB (za registar B, odnosno pinove PB0-PB5) i DDRD (za registar D, odnosno pinove PD0-PD7).

Pomoću tih funkcija direktno upravljamo pinovima. Vrijednost 0 označava da je pin konfiguriran kao ulazni pin, a vrijednost 1 označava da je pin konfiguriran kao izlazni pin. Binarni prikaz vrijednosti koji dodjeljujemo registru koristimo zbog jednostavnije vizualizacije konfiguracije koja će biti dodijeljena pojedinom pinu. Na primjer, konfiguraciju pina D0, odnosno PD0 definiramo pomoću funkcije DDRD i krajnjom desnom znamenkom binarnog broja. Također, konfiguraciju pina D7, odnosno PD7 definiramo pomoću funkcije DDRD i krajnjom lijevom znamenkom binarnog broja.

DDRD = B11100000;

DDRB = B00001111; Zatim ćemo sve pinove na koje su spojene katode RGB-dioda postaviti u stanje logičke jedinice: digitalWrite(led8, HIGH); digitalWrite(led9, HIGH); digitalWrite(led10, HIGH); digitalWrite(led11, HIGH); Isto to možemo učiniti i s funkcijom PORTB (PORT je oznaka za Port Data Register, a B je oznaka registra): PORTB = B00001111; Pomoću ove funkcije direktno upravljamo stanjem pinova. Vrijednost 0 označava da je pin u stanju logičke nule, a vrijednost 1 označava da je pin u stanju logičke jedinice. Binarni prikaz vrijednosti koji dodjeljujemo registru koristimo zbog jednostavnije vizualizacije vrijednosti koja će biti dodijeljena pojedinom pinu. Na primjer, vrijednost pina D8, odnosno PB0 definiramo pomoću funkcije PORTB i krajnjom desnom znamenkom binarnog broja. Također, konfiguraciju pina D11, odnosno PB3 definiramo pomoću funkcije PORTB i četvrtom znamenkom zdesna ulijevo binarnog broja.

Boje ćemo mijenjati u funkciji boje(), smještenoj na kraju programa. Najprije ćemo uključiti crveni čip, pričekati jednu sekundu i onda ga isključiti: void boje(){ digitalWrite(crvena, HIGH); delay(1000); Isto ćemo ponoviti sa zelenim, a zatim i s plavim čipom: digitalWrite(crvena, LOW); digitalWrite(zelena, HIGH); delay(1000); digitalWrite(zelena, LOW); digitalWrite(plava, HIGH); delay(1000); digitalWrite(plava, LOW); } Zatim ćemo u funkciji loop() uključivati jednu po jednu RGB-diodu. Najprije ćemo uključiti diodu D8, pozvati funkciju boje() koja će na njoj “izredati” crvenu, zelenu i plavu boju i odmah zatim isključiti D8: void loop() { digitalWrite(led8, LOW); boje(); digitalWrite(led8, HIGH);

Isto ćemo ponoviti s diodama D9-D11: digitalWrite(led9, LOW); boje(); digitalWrite(led9, HIGH); digitalWrite(led10, LOW); boje(); digitalWrite(led10, HIGH); digitalWrite(led11, LOW); boje(); Konačno, uključit ćemo sve LED-ice, pozvati funkciju boje() i zatim ih isključiti: PORTB &= B11110000; boje(); PORTB |= B00001111; } Kako se glavni program nalazi unutar funkcije loop(), ponavljat će se dokle god ne obrišemo program ili dok ne isključimo napajanje.

Rješenje Arduina za dodatni zadatak (program Shield-A_13b.ino) Kao i u rešenju s Bascom-AVR-om, napravit ćemo izmjenu samo u funkciji boje() koristeći petlju for, dok će ostatak programa ostati isti.

Primijetite da prvo mijenjamo vrijednost varijable i, a zatim vrijednost varijable prosljeđujemo u podatkovni registar porta D pomoću funkcije PORTD. Ovo je preporučeni način rada s registrima zbog lakšeg praćenja programske logike i načina rada funkcije for u odnosu na vrstu varijable. O detaljnim primjerima možda ćemo pisati u zasebnom članku. void boje(){ for (int i = B00100000; i <= B11100000; i += B00100000){ PORTD = i; delay(1000); } } *** Ako pažljivo gledate, primijetit ćete kako je intenzitet svjetlosti pojedine diode slabiji kada su uključene sve četiri diode. To je u skladu s našim očekivanjem, jer ovaj postupak ne koristi postupak multipleksiranja. S njim ćemo se upoznati u sljedećem nastavku!

Napomena: Programi Shield-A_13a.bas, Shield-A_13a.ino, Shield-A_13b.bas i ShieldA_13b.ino mogu se besplatno dobiti od uredništva časopisa ABC tehnike.

Vladimir Mitrović i Robert Sedak

27

OPTIČKE NAPRAVE

Optički uređaji (2) Optičke naprave razna su pomagala, instrumenti i uređaji koji primjenjujući optičke pojave imaju vrlo široku primjenu. Sastavljene su od optičkih sastavnica (zrcala, leća, prizmi, svjetlovoda i dr.). Obično se razvrstavaju na optička pomagala kao jednostavnije naprave, optičke instrumente za promatranje predmeta, optičke mjerne instrumente za mjerenje svjetlosnih pojava i posredno optičkih svojstva tvari, optičke uređaje ili aparate za obrađivanje optičkih slika (prikazivanje, prenošenje, oblikovanje, pohranjivanje) te svjetlila kao izvore svjetlosti za osvjetljavanje i rasvjetu. Važni dijelovi mnogih suvremenih optičkih naprava su optoelektroničke sastavnice i uređaji (fotodiode, fototranzistori, svjetleće diode, pokaznici, kamere, laseri i dr.).

Kamere Filmska kamera, kinematografska kamera, kinokamera ili videokamera optički su uređaji za snimanje pokretnih slika, tzv. kinematografskog filma, kraće filma, videa (lat. videre: vidjeti)1 ili televizijske slike, na vrpcu fotografskog filma ili na optoelektronički osjetnik. Od fotoaparata načelno se razlikuje samo po tome što ima mehanizam za pokretanje filmske vrpce ili računalni program za organizirano pospremanje uzastopnih digitalnih snimaka optoelektroničkim osjetnikom.

Kao i kod fotoaparata primjenjuju se potpuno različite tehnike: snimanje na vrpci fotografskog filma, tzv. klasična ili filmska kinematografija te digitalna kinematografija, razgovorno videotehnika.

Snimanje i reproduciranje pokreta zasniva se na ustrajnosti ili perzistenciji (lat. persistere: ustrajati) ljudskoga oka, koju je 1824. godine opazio Peter Mark Roget (1779.–1869.), britanski liječnik i leksikograf, i ustanovio kao tzv. beta-gibanje. Pri 1 U hrvatskom, kao i u drugim jezicima, povijesno su se rabili brojni nazivi za razne primjene “pokretnih slika”. Danas, osobito za elektroničku primjenu, prevladavaju kovanice s predmetkom video.

28

prijmu svjetlosnoga impulsa osjet vida nešto kasni, ali i pri prestanku impulsa nešto se produljuje, i to više nego što kasni. Ljudsko oko pri prijmu dvadesetak uzastopnih svjetlosnih impulsa u sekundi daje privid ili iluziju da se radi o neprekinutom slijedu. Smatra se kako je za postizanje privida neskokovitih pokreta potrebno snimiti i reproducirati 24 uzastopne snimke u sekundi.

Tu su pojavu proučavali mnogi znanstvenici tijekom prve polovine XIX. stoljeća, a kao posljedica konstruirano je niz igračaka koje su od pojedinačnih slika davale dojam pokreta.

Tu je pojavu primijenio 1874. godine za kronofotografiju (grč. kronos: vrijeme), fotografsko snimanje u pravilnim vremenskim razmacima, Pierre Jules César Janssen (1824.–1907.), francuski astronom. Konstruirao je tzv. Janssenov fotorevolver ili kronofotografski revolver (lat. revolvere: ponovno obrtati) za snimanje niza od 48 uzastopnih fotografija, koji je primijenio u astronomiji.

Klasična filmska kamera optički je uređaj za snimanje pokretnih slika, tzv. filma u tzv. kemijskoj ili klasičnoj kinematografiji.

Sustav uzastopnog snimanja pokreta s nizom fotografskih aparata, razvio je Eadweard Muybridge (1830.–1904.), englesko-američki fotograf. Snimke je projicirao pomoću konstruiranog projektora, tzv. zoopraksiskopa, za projiciranje niza uzastopnih slika. Tako je, snimajući nizom od 50 fotografskih aparata, koje su konji u trku uzastopno okidali, snimao snimke iz kojih je proučavao njihovo kretanje i dokazao da postoje trenutci kada su sve četiri noge konja u zraku.

Na temelju njegovih uređaja Thomas Alva Edison (1847.–1931.), glasoviti izumitelj, i njegov suradnik William Kennedy-Laurie Dickson (1860.–1935.), škotski izumitelj, konstruirali su kameru za snimanje pokretnih slika na celuloidni film, širine 35 mm, s nizom otvora za zupčanik uz oba ruba, tzv. perforacijom. Snimljene slike projicirale su se na posebnom uređaju za promatranje za jednu osobu, patentiranom 1889. godine pod nazivom kinetoskop. Edison je 1895. godine objavio konstruiranu kameru za snimanje pokretnih slika, pod nazivom kinetograf.

Klasična kinematografija pojavila se izumom koji su ostvarila braća Lumière, Auguste Marie Louis Nicolas (1862.–1954.) i Louis Jean (1864.– 1948.), francuski tvorničari fotografskih ploča2 2U svojoj su tvornici 1894. godine zapošljavali oko 300 radnika i proizveli 15 milijuna fotografskih ploča.

Amaterska filmska kamera Bolex iz 1930-ih godina

Filmska kamera, model Suvremena digitalna videokamera SONY Arriflex za 16-mm film (1972. godina)

i izumitelji. U njihovoj tvrtki konstruirana je i 12. veljače 1892. godine patentirana kamera pod nazivom Kinetoscope de projection (franc., kinetoskop za projekciju). Patent je potpisao Léon Guillaume Bouly (1872.–1932.), francuski izumitelj i njihov suradnik. Kamera je radila s papirnatim smotkom filma, pokretanim stezaljkama.

Potom je promijenjen naziv u Cinématographe (franc., kinematografija), koji je općenito prihvaćen i ostao do danas. Patent je prijavljen 13. veljače, a dodijeljen 27. prosinca 1893.

Kako nije na vrijeme plaćena godišnja taksa za patent, naziv je od 1895. godine pripao braći Lumière, koji su prijavili uređaj za 35 milimetarsku celuloidnu vrpcu, perforiranu samo uz jedan rub. Uređej je služio ujedno kao kamera za snimanje pokretnih slika, njihovo kopiranje na pozitiv i projektor za projiciranje na veliki zastor.

Ubrzo su odvojili posebne uređaje: kameru za snimanje, uređaj za kopiranje filma te kinoprojektor. Kinematograf su 22. ožujka 1895. prvi put prikazali u uskom krugu, a javno kao tržišnu predstavu 28. prosinca 1895. u Grand Cafeu u Parizu. Time je počela suvremena kinematografija, u nas razgovorno nazivana i filmom. Većina je njihovih prvih filmova sačuvana do danas.

Filmska kamera je fotoaparat kojemu je dodan mehanizam za pokretanje filma i prekidač slike koji omogućava uzastopno snimanje oko 24 snimke u sekundi. Prve su filmske kamere pokretane rukom, ali su se ubrzo razvili pokretni mehanizmi s oprugom za navijanje, elektromotorom ili pneumatskim motorom.

U početku su razni proizvođači rabili filmske vrpce različitih širina i perforacija. Ubrzo je kao međunarodna norma usvojena širina Edisonove

vrpce od 35 mm (1 i 3/8 in = 34,98 mm), perforirane uz oba ruba, na kojoj je svaka pojedina slika izmjera 16 mm × 22 mm. Potom su za amatersku uporabu normirane tzv. uske vrpce, širine 16 mm, 9,5 mm i 8 mm. Njihove inačice su “super 16 mm” i “super 8 mm”, koje imaju perforacije samo uz jedan rub, a time ili veću sliku ili tonski zapis uz drugi rub.

Dijelovi filmske kamere su kućište, objektiv, tražilo, rotirajući sektor, kasete s filmom iz kojih se film odmotava i u koje se namotava, mehanizam za skokovito pomicanje filma zupčanikom i pogon.

Važan dio svake filmske kamere je okretni zaslon, tzv. rotirajući sektor povezan s pogonskim mehanizmom, koji određuje trajanje snimanja pojedinih snimaka, a zasjenjuje film za vrijeme pomicanja.

Digitalna kamera, digitalna videokamera, elektronička kamera ili videokamera je optoelektronički uređaj za snimanje pokretnih slika u tzv. digitalnoj ili elektroničkoj fotografiji, tzv. videotehnici. Za razliku od klasične filmske kamere ona uz optički sustav ima optoelektronički osjetnik (na primjer CCD). Prve videokamere polovicom XX. stoljeća snimale su pokretne slike na magnetsku traku tzv. vidorekorderom. Suvremene videokamere imaju računalni program za memoriranje slika na memorijsku karticu.

Digitalna kamera u boji ima obično tri osjetnika koji snimaju slike u primarnim bojama ‒ crvenoj, zelenoj i plavoj.

Suvremene digitalne kamere imaju računalne programe za određivanje svjetljivosti, prilagođavanje boja i drugih prilagodbi pri snimanju po izboru korisnika. Većinom imaju uključeno i istodobno snimanje zvuka.

29

Opremljeniji digitalni fotoaparati, kao i pametni mobiteli imaju ugrađenu videokameru za snimanje kratkih videa, većinom s mogućnošću snimanja zvuka.

Televizijska kamera je optoelektronički uređaj za snimanje pokretnih slika posebnim elektroničkim cijevima u kojima se optička slika analiziranjem izravno pretvara u elektronički signal za televiziju. Prvu je takvu elektronsku cijev za snimanje izumio i patentirao 1923. godine Vladimir Kosmich Zworykin (1889.–1982.), američki znanstvenik ruskog podrijetla, pod nazivom ikonoskop. Potom su slijedili vidikon, ortikon, plumbikon i druge cijevi, a danas cijevi s poluvodičkim optoelektroničkim osjetnicima. Slika se nakon prijenosa i obradbe reproducira na televizijskom monitoru.

Projektori Projektori (prema lat. proicere: staviti ispred, baciti) su optički uređaji za prikazivanje većinom povećanih slika na pasivnom bijelom zaslonu, tzv. ekranu ili na elektroničkom zaslonu, tzv. monitoru.

Razlikuju se s obzirom na sliku dijaprojektori za projiciranje slika (crteža ili fotografija) na prozirnoj podlozi i episkopi za projiciranje slika s neprozirne podloge te elektronički monitori.

Prema broju slika razlikuju se projektori za pojedinačne slike te projektori za uzastopni niz pojedinačnih slika za postizanje dojma pokreta, odnosno za neprekinuti niz slika što se primjenjuje u kinematografiji, videotehnici i televiziji (filmski projektori ili videoprojektori te televizijski i računalni monitori).

Prema obliku slike razlikuju se projektori za projiciranje optičkih slika i projektori za projici-

Laterna magica s dimnjakom zbog uporabe plamene svjetiljke (XIX. stoljeće)

ranje slika iz elektroničkog oblika, tzv. računalni projektori.

Projektor je već bila poveća kamera opskura u kojoj se kroz mali otvor projicirala na suprotnu stranicu slika vanjskih osvjetljenih predmeta.

Prvi projektor za projiciranje slika na zaslon bila je tzv. laterna magica (prema lat. laterna: svjetiljka; + magicus: čaroban, vračarski) ili skioptikon (grč. skia: sjena; + optikon: viđenje).

Prvi poznati opis takvoga uređaja dao je oko 1570. godine Giambattista della Porta (1535.– 1615.), napuljski liječnik i prirodoznanstvenik, u djelu Magiae Naturalis sive miraculis rerum naturalium (Prirodne čarolije ili čudesa prirode) iz 1588./1589. godine. Sredinom XVII. stoljeća nekoliko je izumitelja konstruiralo inačice takva uređaja. Spominju se Christiaan Huygens (1629.– 1695.), nizozemski fizičar, koji ju je konstruirao 1659. godine, Thomas Walgenstein (1627.– 1681.), danski fizičar, koji je prvi upotrijebio naziv laterna magica, Athanasius Kircher (1602.–1680.), isusovac i njemački svestrani znanstvenik, koji ju je 1671. godine opisao u djelu Ars magna luci set umbre (lat., Visoka umjetnost svjetla i sjene) i dr.

Bila je to kutija s plamenom svjetiljkom, okvir sa slikom za projiciranje na prozirnoj podlozi i objektiv za projiciranje slike na zaslon. Tijekom sljedeća dva stoljeća konstruirane su brojne inačice laterne magice, često kao zanimljive igračke.

Potonji konstruktori projektora za fotografije vjerojatno su znali za te izume.

Dijaprojektor za automatsko mijenjanje dijapozitiva

30

Grafoskop s kraja XX. stoljeća

Dijaprojektor (prema grč. dia: kroz, preko) u užem smislu je projektor za projiciranje pozitivnih slika (fotografija, teksta ili crteža) na prozirnoj podlozi. Stoga su se takve slike, obično formata lajka-snimke, smještene u normirane okvire, nazivale dijapozitivima. U savršenijim modelima dijaprojektora se iz spremnika s dvadesetak dijapozitiva automatski stavljalo i vadilo dijapozitive. Rabio se tijekom XX. stoljeća, nakon čega su ga zamijenili računalni projektori i računalni programi (kao što je PowerPoint).

Grafoskop (prema grč. grafein: pisati, crtati) je posebna izvedba dijaprojektora koji preko zrcala i velike leće projicira slike, crteže ili tekst s relativno velike prozirne folije (obično formata A4). Folija je na vodoravnom stalku, u jednom listu ili na smotku iz kojega se premještaju slike.

Na foliji se može pokazivati, pisati ili crtati i za vrijeme projiciranja. Rabio se kao pomagalo na predavanjima i predstavljanjima tijekom zadnjih desetljeća XX. stoljeća, nakon čega su ga zamijenili računalni projektori.

Episkop (grč. epi: iznad; skopein: gledati: od tuda episkopos: nadzornik, upravitelj; potom episkop: biskup) je projektor za projiciranje slika ili teksta s neprozirne podloge (fotografija, crtež, stranica knjige i sl.). Sliku osvjetljava jako svjetlilo, a preko zrcala i objektiva projicira se na zaslon.

Rabio se u pokusima s pokretnim slikama prije izuma kinematografije, a poslije kao pomagalo na predavanjima i predstavljanjima.

Zbog dosta loših projekcija tijekom XX. stoljeća pojednostavljenjem fotografije radije se snimalo predloške, od njih izrađivalo dijapozitive za dijaprojektore. Postojali su i složeni uređaji, tzv.

Epidijaskop iz 1930-ih godina

epidijaskopi za projiciranje slika s prozirnih ili neprozirnih podloga.

Fotografski projektor, tzv. aparat za povećavanje poseban je oblik dijaprojektora za projiciranje povećanih slika s fotografskog negativa na fotografski papir, od čega je nakon kemijske obradbe nastala pozitivna slika. Bio je glavni uređaj fotografske tamne komore, laboratorija za kemijsku obradbu fotografskog materijala. Njime se od negativa, često lajka-formata, postizala slika željenih izmjera, od priručnih fotografija, do velikih formata za zidove, reklamne stijene i sl.

Računalni projektor ili LCD-projektor optički je uređaj za projiciranje slika iz računala na zaslon.

Slika se stvara na optoelektroničkoj sastavnici s tekućim kristalima, tzv. LCD (prema engl. Liquid Crystal Display: zaslon s tekućim kristalima), i s nje, kao kod optičkog dijaprojektora, projicira preko objektiva na zaslon.

Na istom je načelu veliki LCD-zaslon, tzv. videozid, na kojem se slika iz računala izravno stvara.

Filmski projektor, kinoprojektor ili videoprojektor optički je uređaj za projiciranje pokretnih slika, jednostavnije rečeno kinematografskoga filma ili videosnimke. Filmski projektor konstruirali su u doba izuma kinematografije neovisno i gotovo istodobno braća Skladanowsky u Berlinu i braća Lumière u Parizu u sastavu svoga izuma kinematografije.

Braća Skladanowsky, Max (1863.–1939.), njemački fotograf i izumitelj, i Emil (1866.–1945.), konstruirali su 1894. godine filmski kameru, a potom patentirali 1895. godine pod nazivom Bioscop (prema grč. bios: život) filmski projektor za projiciranje pokretnih slika na veliki zastor.

Projektor je projicirao s dvije vrpce neperforiranog filma širine 5,4 cm, brzinom od oko 16 sličica u sekundi. Prva je projekcija javno prikazana u srpnju 1895. u gostionici Sello u pred-

Fotografski projektor za Suvremeni računalni videopropovećavanje fotografijektor Canon ja, nekada najvažniji dio Klasični amaterski filmski profotografske tamne komo- jektor re

31

Suvremeni laptopi i pametni telefoni preuzeli su većinu uloga klasičnih optičkih uređaja

građu Berlina, a 1. studenoga 1895., u varijeteu Wintergarten u Berlinu, uz naplatu ulaznica, gotovo dva mjeseca prije braće Lumière. Bili su to kratki filmovi šaljivih scena, u trajanju i manje od minute. Kada su svoje projekcije htjeli u siječnju 1896. godine prikazati u Parizu, najavljena predstava zadnji je čas otkazana, jer je konkurirala braći Lumière, čiji je kinematograf, prikazan 28. prosinca 1895., davao bolje pokretne slike. Max je svoj poboljšani Bioscop prikazivao po Europi još dvije godine, a onda mu je bilo zabranjeno javno prikazivanje. Maxa Skladanowskog smatra se jednim od zanemarenih pionira kinematografije3.

Braća Lumière svoju su prvu kameru rabili i za snimanje i za projekciju, ali su ubrzo konstruirali poseban filmski projektor. Zbog primjene perforiranog filma postizali su ravnomjernije pomicanje, a većim brojem snimaka u sekundi mirniju pokretnu sliku.

Televizijski monitor je optoelektronički uređaj na kojem se televizijska slika iz električnog oblika izravno pretvara u optičku sliku. Dva su bitno različita pretvornika: katodna cijev, u kojoj elektronski mlaz prelazeći preko ekrana cijevi ispisuje optičku sliku, te poluvodički optoelektronički zaslon, na kojem se električni signal izravno pretvara u optičku sliku. Katodna cijev je kao televizijski i računalni projektor napuštena 3 Na stogodišnjicu izuma Bioscopa 1995. godine snimljen je u Njemačkoj dokumentarni film Braća Skladanowsky.

32

prije dvadesetak godina, a zamijenili su ju jednostavniji plosnati plazmeni zasloni ili zasloni s tekućim kristalima.

Zaključak U nekoliko prošlih desetljeća pojavili su se i mnogi drugi uređaji koji nadopunjavaju ono što se moglo raditi s klasičnim optičkim uređajima. To su ponajprije fotokopirni aparati, telefaks, grafički fotoslog i dr. Od prijeloma XX. na XXI. stoljeće klasične optičke uređaje mahom su zamijenili optoelektronički uređaji. Klasični fotoaparati, filmske kamere, dijaprojektori i filmski projektori, pa i klasični monitor s katodnom cijevi, otišli su gotovo trenutačno u muzeje.

Sličnu sudbinu doživljavaju i računalni projektori, jer ih zamjenjuju razni optoelektronički zasloni i tzv. videozidovi.

Još smo samo prije dva desetljeća u kemikalijama “kupali” filmove i fotografije u tamnim komorama i gledali u glomazne katodne cijevi televizijskih i računalnih monitora. Njihovu ulogu su u televizorima preuzeli plosnati zasloni, a u računalima u širokoj primjeni ponajprije laptopi i tableti. Njima su se pridružili računalni pisači (popularni printeri) i konačno tzv. pametni telefoni, koji jedva da još zaslužuju taj naziv, jer je u njima telefon samo jedna od brojnih primjena, tzv. aplikacija. Možemo samo zamišljati što će se događati u sljedećim godinama.

Dr. sc. Zvonimir Jakobović

Roboti u rudnicima Rudarstvo je postupak izdvajanja prirodnih mineralnih sirovina potrebnih za daljnju preradu.

Počeci rudarstva su u paleolitiku, prije 40 000 godina. Zbog težine i opasnosti posla u rudnicima su radili robovi i osuđenici.

U dugoj povijesti u rudnicima se koristio ljudski i životinjski rad. Čak i danas zbog skučenog prostora na iskapanju rijetkih metala za proizvodnju mobitela rade djeca. U suvremenom rudarstvu potrebno je prerađivati ogromne količine materijala na isplativ i siguran način. Zbog navedenoga, ali prije svega zbog isplativosti i sigurnosti zaposlenih, rudarstvo je područje rada u koje je dolazak robota neizbježan.

Potreba za rijetkim metalima sve je veća pa su podzemni rudnici sve dublji, a površinski sve veći. Danas tisuće napuštenih rudnika uz promjenu modernih sredstava za istraživanje i mapiranje postaju ekonomični. Primjer su napušteni rudnici bakra koji postaju izvor rijetkih elemenata isplativih za iskapanje robotima. Strojevi s elementima autonomnosti postupno se uvode u rudarsku industriju. Iako osiguravaju veliku sigurnost i produktivnost, potpuno autonomna rješenja danas najčešće nisu primjenjiva ili učinkovita. Zbog toga u rudarstvu trenutno prevladava način upravljanja teleoperacijom. Osim što je produktivnije, daljinsko upravljanje je i sigurnije

SVIJET ROBOTIKE

Prema izvještaju agencije Međunarodne organizacije rada (International Labor Organisation) UN-a rudarstvo, u kojem je zaposlen 1% globalne radne snage, još uvijek je najopasnije zanimanje na svijetu odgovorno za gotovo 8% smrtnih slučajeva na radnom mjestu. jer su ljudi uklonjeni iz neposredne zone opasnosti i rade u kondicioniranim uvjetima i kada je u rudnicima ekstremna hladnoća ili vrućina.

Strojevi za rudarenje na površini i u podzemlju razlikuju se prije svega po veličini. Površinsko rudarenje zbog širine prostora, pripremljenosti cesta i bolje vidljivosti lakše je robotizirati.

U površinskim kopovima zemljane naslage s rudom usitnjavaju se eksplozivom nakon čega se materijali, poput boksita, mineralnog pijeska, uljnih škriljaca ili salitre mogu skupljati. Zbog ekonomičnosti rada strojevi za lomljenje, utovar i prijevoz rude s vremenom su postajali sve veći.

Posebno su kamioni zbog ekonomičnosti dosegli gigantske razmjere i nosivost od 50 tona. Pratili su ih veliki bageri i utovarivači. Zbog dostupnosti GPS-a na otvorenim prostorima bušilice za rupe za eksploziv kod otvorenih kopova mogu se

RAZMJERI SUVREMENOG RUDARSTVA. Rudarski kopovi, kako površinski (slika lijevo) tako i podzemni (slika desno), postaju sve veći i dublji. Rudarski rovovi poprimaju razmjere tunela, a neki površinski kopovi vidljivi su i s Mjeseca. Podzemni rudnici u obliku su razgranatih tunela, a nadzemni u obliku velikih ljevkastih rupa sa spiralnim cestama. Rudnik zlata Mponeng kraj Johannesburga s oko 4 km dubine najdublji je rudnik na svijetu. Najveći površinski kop je rudnik bakra Bingham pored Salt Lake Cityja u SAD-u, dubok 1,2 km i širok približno četiri kilometra.

33

TRAŽENJE RUDNIH ŽILA I MAPIRANJE OKNA. Dronovima (slika desno) ili vozilima s ispitnom opremom moguće je prikupljati mnoštvo informacija o rudniku. Mogu se brzo i precizno izmjeriti zalihe iskopane rude u skladištima, mogu se ispitati usklađenost izvedbe okana (slika lijevo) s planovima rudnika i donositi odluke o tome gdje nešto promijeniti zbog poboljšanja i sigurnosti ili povećanja produktivnosti.

autonomno pozicionirati jednako kao i kamioni koji su bili prvi rudnički strojevi bez vozača.

U podzemnim rudnicima čak i teleoperacijski roboti još su uvijek rijetki i koriste se samo ondje gdje je razvijena infrastruktura (npr. rudnici soli).

To su uglavnom autonomna vozila koja se koriste u posebno pripremljenim zonama odvojenim od onih u kojima rade ljudi. Ti roboti moraju raditi pri slaboj vidljivosti okruženi preprekama s visokim sadržajem plinova (ugljikov dioksid, metan, ugljikov oksid), visokom temperaturom, vlagom i prašinom.

Korištenje robota u podzemnim rudnicima omogućuje ‒ povećanu sigurnost, istraživanje i mapiranje te pristup nadzora na potencijalno opasnim područjima s ograničenim pristupom ljudima kao i u akcijama spašavanja.

Glavni problemi u radu pod zemljom su skučeni prostor, velika vrućina i vlaga, neugodna atmosfera i loši uvjeti osvjetljenja. Ta iskapanja rude skuplja su od površinskih jer zahtijevaju duboka iskapanja tunela koji su izloženi urušavanju i poplavi. U rudnicima metala nema emisija otrovnih plinova kao u rudnicima ugljena gdje su prisutni otrovni ugljikov monoksid, ugljikov dioksid, zapaljive smjese metana i zraka, sumporovodik itd.

Kako bi se došlo do rude potrebno je razbijati stijene koje ju okružuju. Stijene ugljena lakše se razbijaju i lome od stijena koje okružuju rudu s naslagama metala. Iskapanje najčešće obuhvaća postupak usitnjavanja stavljanjem eksploziva u rupe izbušene u rudi.

Korištenje teleoperacije zahtijeva izolaciju radnog područja strojeva bez vozača kako bi osoblje u okolini bilo sigurno. To poskuplju-

34

je njenu primjenu no postoje prilike kada je tehnika daljinskog upravljanja jedina moguća.

Primjerice, kanadski proizvođač željeza instalirao je teleoperacijski sustav u rudnik željezne rude da bi riješio zdravstvene i sigurnosne probleme u skladištu rude u kojem je za zimskih mjeseci prosječno -22°C pa je neugodno za radnike.

Dodatni problem je velika koncentracija prašine u zraku. Operateri upravljaju strojevima iz kontejnera udaljenog 5 kilometara.

Postoji nekoliko različitih vrsta teleoperacije: u vidokrugu operatera koji je neposredno uz stroj, rad iz udaljene teleoperaterske upravljačke sobe i poluautonomni rad u kojem se teleoperater uključuje po potrebi.

Japanski proizvođač opreme Komatsu prikazao je 2016. godine rad 25-tonskog kipera bez kabine, demonstrirajući kako se posredstvom satelitske navigacije može upravljati tim vozilom nosivosti 40 tona korisnog tereta. To je bio prvi autonomni kiper te veličine na svijetu za rudarstvo. Danas se cijelo radno područje rada bez radnika na lokaciji otvorenog rudnog kopa može povezati na središnje računalne sustave s 3G do 5G bežičnim i optičkim mrežama iznad i ispod zemlje. Stalna poboljšanja mrežnih brzina omogućuju komunikaciju u stvarnom vremenu.

Teleoperacija povećava sigurnost i osigurava udobnost vozača, ali rad na daljinu umara i stvara poteškoće u upravljanju vozilom što rezultira nižom produktivnošću. U takvim slučajevima primjenjuju se, ukoliko su raspoloživi i mogući, modusi autonomnog rada koji se uključuju u slučaju da dođe do pogreške operatera kao automatski zaštitni mehanizam. Niz autonomnih modula omogućava npr. vožnju u konvoju, sigur-

TELEOPERACIJA U VANJSKOM RUDNIKU. Brojni “titanski” kamioni (slika lijevo) prevoze rudu u otvorenim kopovima. Danas je približno 25% tih kamiona potpuno autonomno. Opremljeni vlastitim bežičnim sustavom autonomne vožnje, satelitskim sustavom za pozicioniranje visoke preciznosti, radarom i laserskim senzorima, mogu samostalno voziti cestama dok ih nadziru operateri u kontrolnoj sobi (slika desno). Mogu čak upozoriti osoblje i dijagnosticirati kada stvari krenu po zlu. Autonomni kamioni pokazali su se otprilike 15% jeftiniji za vožnju od vozila s ljudima za volanom ‒ što predstavlja znatnu uštedu jer je prijevoz daleko najveći operativni trošak rudnika.

no manevriranje bez opasnosti od sudara, vožnju kroz prašinu, autonomno zaobilaženje prepreka itd.

Posebna vrsta robota koristi se pri spašavanju u rudnicima. Uvjeti boravka u podzemnom rudniku pogoršavaju se nakon nesreće, što otežava spasilačkom osoblju ulazak u zone nesreće i provođenje akcija spašavanja na vrijeme. Visoka koncentracija prašine i dim onemogućavaju spasilačkim timovima kretanje jer su zaslijepljeni gustim oblakom prašine. U rudnicima ugljena zrak je pun štetnih plinova, a događaju se eksplozije ugljene prašine što situaciju čini još opasnijom. Unatoč tome robot se može aktivirati odmah nakon nesreće. Primjena robota spasila je

preko 800 života diljem svijeta u raznim sektorima rudarstva. Isti robot za spašavanje može se također koristiti i za trodimenzionalno mapiranje rudnika i prikupljanje vrijednih podataka s nepristupačnih mjesta.

Igor Ratković

ROBOTI ZA PODZEMNE KOPOVE. U pravilu su niskog profila i velike mobilnosti (slika lijevo). Rade bez okretanja. Opremljeni su sustavima teleoperacije, ali koriste i SLAM (Simulatan Localisation and Maping) metode pri autonomnom gibanju, koristeći vizualne i taktilne senzore ili se oslanjaju na markere na zidovima ili vodove za navođenje u tlu ili po zidovima. Operateri strojeva u rudnicima (slika desno) posebno su obučeni vozači koji moraju trenirati na trenažerima s virtualnim strojevima prije nego sjednu za teleoperacijski upravljački pult realnog udaljenog stroja.

35

ZRAKOPLOV IZ BUDUĆNOSTI

Flying-V

Flying-V je prototip futurističkog putničkog zrakoplova za duga putovanja nastao kao rezultat suradnje znanstvenika s nizozemskog Delft University of Technology i zrakoplovne tvrtke KLM. Dizajn zrakoplova integrira putničku kabinu, teretni prostor i spremnike goriva u krilima, stvarajući spektakularan V-oblik. Kod njega, naime, krila su ujedno i trup, pa su putničke kabine smještene u taj „leteći V“. Njegov poboljšan aerodinamički oblik i smanjena težina značili bi za 20% manju potrošnju goriva od Airbusa A350, današnjeg najnaprednijeg zrakoplova. Dizajnom nije dug kao Airbus A350, ali ima isti raspon krila.

To omogućuje Flying-V-u korištenje sadašnje infrastrukture u zračnim lukama, kao što su vrata i piste. Flying-V nosi otprilike isti broj putnika ‒ 314 u standardnoj konfiguraciji ‒ i istu količinu tereta, 160 m3.

Voditelj projekta dr. Roelof Vos naglašava kako bi ovaj avion bio nešto manji i lakši od uobičajenih zrakoplova za duga putovanja s istim brojem

putnika. Namjera inženjera je koristiti tekući vodik kao gorivo za turbinske motore.

Prototip zrakoplova Flying-V širine 3 m i težine 22,5 kg s daljinskim upravljanjem uspješno je odradio i svoj probni let u rujnu 2020. godine. Probni let omogućio je izvođenje manevara i mjerenje odziva letjelice, pa su na taj način njegovi konstruktori prikupljali podatke prema kojima dalje usavršavaju oblik ove potpuno nove konfiguracije putničkog zrakoplova budućnosti kako bi zrakoplov mogao letjeti, ali i polijetati bez problema te glatko slijetati.

Flying-V važan je i za održivi razvoj zrakoplovstva. Naime, znanstvenici koji rade na ovom projektu nastoje izraditi zrakoplov koji će u potpunosti biti pogonjen održivom energijom, CO2 neutralan. Cilj im je fokusirati se na električnu i hibridnu električnu pogonsku snagu za pokretanje zrakoplova, klimatske utjecaje zrakoplova, zračnog prometa te zračnih luka.

Sandra Knežević