Astronautičko i raketno društvo Hrvatske koje danas nosi naziv Hrvatski astronautički i raketni savez (član HZTK-a). Zanimljivo je kako je svojevremeno bila popularna tzv. raketna pošta, tj. prigodne dopisnice s propisnom markom i žigovima, koje su se lansirale u amaterskim raketama te su, nakon mekoga prizemljenja dijela u kojem su se nalazile, imale filatelističku vrijednost.
Eurovizija
Slika 2. Modelarstvo kao dio tehničke kulture jednako je zanimljivo i djeci i odraslima
Među najmlađim granama je raketno modelarstvo. Obuhvaća gradnju i natjecanje letećih modela raketa u različitim klasama, npr. za postizanje visina, nošenje tereta, trajanje leta. Intenzivniji razvoj amaterske raketne tehnike u svijetu počeo je u doba prvih svemirskih letova, koje je pratilo osobito zanimanje javnosti. Raketnim modelarstvom uglavnom se bave mlađe dobne skupine. Razvilo se u SAD-u sredinom prošlog stoljeća kao sigurna alternativa amaterskoj raketnoj tehnici, koja je u to doba doživljavala česte havarije. Iz tog su razloga uspostavljeni sigurnosni kodeksi kojima su uvedena ograničenja u pogledu težine, materijala, raketnih motora i dr. 1963. utemeljeno je
Slika 3. Zrakoplovno modelarstvo obuhvaća mnoštvo kategorija modela, od jednostavnih papirnatih do mlaznih te radijski upravljanih modela zrakoplova i helikoptera
4
Na ovogodišnjem Eurosongu, prestižnom glazbenom televizijskom natjecanju za pjesmu Eurovizije natjecalo se 39 zemalja. Glazbena smotra održala se u Rotterdamu u Nizozemskoj, i to zbog pobjede Duncana Laurencea na Eurosongu 2019. u izraelskom Tel Avivu. Zahvaljujući pobjedi na Dori, 22. po redu izboru hrvatske pjesme za Pjesmu Eurovizije, hrvatske boje na Eurosongu branila je Albina Grčić s pjesmom Tick-Tock. Pjesma Eurosonga (engl. Slika 4. Pjesma Eurovizije, godišnji Eurovision Song festival zabavne glazbe natjeca- Contest), održava teljskog karaktera održava se od se svake godine 1956. godine od 1956., osim Eurosonga 2020. koji nije održan zbog pandemijskih okolnosti.
Slika 5. Na dječjem Eurosongu natječu se mladi pjevači do 14 godina starosti iz različitih europskih zemalja
no bilo prijeko potrebno osigurati i posebne dodatne objekte ili prilagoditi mnoge već postojeće, koji služe kao prijelazi preko prometnica. I zaista, postoji jedno rješenje koje je izuzetno učinkovito u cijelom svijetu u smanjenju sudara automobila i životinja koje prelaze cestu ‒ tzv. zeleni mostovi! “Zeleni mostovi” specijalizirani su objekti koji omogućuju sigurno i nesmetano prelaženje životinja preko autocesta. Radi se o umjetnim tunelima nasipanima zemljom, koji se zatim ozelenjuju kako bi se što bolje uklopili u prirodno stanište životinja pa, konkretno, izgledaju poput uobičajenog nadvožnjaka za automobile, ali ukrašenog autohtonom florom. Ovakvi su mostovi i tuneli u Europi popularni negdje još od pedesetih godina prošlog stoljeća ‒ kada je prvi izgrađen u Francuskoj – dok ih danas nalazimo svagdje u Svijetu. Osim zelenih mostova izgrađenih upravo u svrhu sigurnog prijelaza životinja preko prometnica, vrlo su važni i ostali tuneli te vijadukti. Primjerice, mnogi su vijadukti i mostovi dograđivani i produljivani upravo radi osiguravanja što veće propusnosti za divlje životinje. Svaka od navedenih struktura životinjama mora pružati sigurnost prilikom prijelaza s jedne na drugu stranu prometnica, zbog čega prijelazi moraju biti dovoljno široki te se izgledom uklapati u prirodno stanište. Još krajem 2008. godine započelo je u Hrvatskoj i dodatno obilježavanje prijelaza za divlje životinje znakovima koji se postavljaju na samu prometnicu ili na udaljenost od 300
6
m od prijelaza, a koji ujedno služe i kao upozorenje da su na zelenim mostovima zabranjene ljudske aktivnosti koje privremeno ili trajno mijenjaju namjenu prjelaza (npr. lovne, gospodarske, rekreacijske i dr.). No, kako i da li zeleni mostovi preko autocesta čine životinje ‒ i ljude! – sigurnijima? Konkretno, sukladno svjetskoj statistici, smanjenja od čak 85‒95% automobilskih nesreća u kojima su akteri divlje životinje može se postići upravo izgradnjom prijelaza, instalacijom ograda ili tunela koji vode životinje ispod, mimo ili iznad autocesta! Međutim, izuzev mostova, postoji i još jedna podjednako bitna i efikasna nadogradnja autocesta za očuvanje divljeg života, a to su strukture u obliku podvožnjaka, koje prolaze ispod autocesta, a čija je svrha pomoći određenim stidljivijim i manjim vrstama životinja. Iako ovakve strukture vozačima mogu biti praktički nevidljive, pomažu nebrojenim vrstama: od zlatnih majmuna i pumi u Brazilu, preko vodenih voluharica u Londonu do kuna i srni u Hrvatskoj. Vidite, različite vrste životinja ujedno imaju i različite sklonosti kada je riječ o osjećaju sigurnosti pri prelaženju nadvožnjaka ili pak prolaženju podvožnjakom, pri čemu je praćenje afiniteta različitih životinjskih vrsti prije same izgradnje određene zaštitne strukture zaista presudno. Primjerice, smeđi medvjedi diljem svijeta (uključujući i podvrste poput grizlija), losovi i jeleni preferiraju velike, otvorene strukture. S duge strane, kune, divlje mačke, pume i crni medvjedi preferiraju manje, suženije prijelaze, s manje svjetla i više zaklona. Ove se sklonosti temelje na tome kako je svaka životinja evoluirala ‒ prirodni dom divljih mačaka, crnih medvjeda ili puma nalazi se u šumi pa se, primjerice, neće osjećati ugodno na nekoj velikoj otvorenoj strukturi križanja. Stoga, dugoročno praćenje lokalnih divljih životinjskih vrsti kako bi se otkrilo gdje prelaze cestu (ili barem pokušavaju prijeći, a da bi se potom ipak
okrenule natrag) ključno je za uspjeh bilo kojeg od ovakvih hvalevrijednih projekata. Međutim, da stvari baš ne bi bile tako jednostavne, izuzev s obzirom na samu vrstu životinje, izbor preferirane strukture za prelazak može varirati i s obzirom na spol određenih jedinki unutar jedne te iste vrste! Nedavno mi je ruku dopala jedna zanimljiva bihevioristička studija iz 2014. provedena u kanadskom nacionalnom parku Banffu, koja je proučavala DNK dobivenu iz uzoraka dlake crnog medvjeda te podatke s kamera, ukazujući na jednu do tada nepoznatu činjenicu: uzgojne su ženke medvjeda preferirale nadvožnjake, dok su se mužjaci pak redovito koristili podvožnjacima. Što to konkretno znači u praksi? Znači da, ukoliko želimo održati povezanost i osigurati gensku strukturu adekvatnu za opstanak vrste, moramo graditi (i) nadvožnjake kako bi uzgojne ženke mogle prijeći! Nadalje, dok su životinje koje su već navikle na ljudske građevine, poput primjerice naših zlatnih čagljeva/šakala ili američkih kojota te jelena, gotovo odmah koristile prijelaze (pritom čak i neometano zaobilazeći građevinsku opremu), u slučaju nekih drugih vrsti prisutna je duža krivulja učenja. Smeđem i sivom medvjedu, ili pak američkim pumama, trebalo je i po nekoliko godina da se počnu osjećati ugodno koristeći prijelaze; štoviše, praćeni risovi i vukovi “uzeli” su si vremena za adaptaciju u trajanju od pet ili više godina! Da se razumijemo, ove životinje nisu stoga nipošto glupe već su tijekom stotina
godina silnog izlovljavanja, na žalost, preuzele i duboko ukorijenile toliko nepovjerenje spram ikakvih tvorbi koje imaju dodirnih točaka s ljudskom vrstom, da je sada čak i dobronamjerna struktura poput životinjskog prijelaza simbol svojevrsnog “mosta”, ali čak ne toliko mosta preko same ceste, već prije mosta preko otrovnog jezera slomljena povjerenja životinja u ljudski rod općenito, da se tako izrazim... Zeleni most, dakle, nije samo neka betonska, naknadno ozelenjena struktura; i nije samo “njihova” (životinjska) ‒ zeleni most poveznica je s našom vlastitom izgubljenom ljudskošću, baš kao što je poveznica s prirodom u cijelosti! Ipak, kada se jednom među naraštajima životinja uspostave rute preko ili ispod određene ceste, to postaje međugeneracijsko znanje, pa danas svjedočimo sigurnim i neometanim prelascima risova s mačićima, smeđih medvjedica s mladuncima i vukova sa štencima. I neosporno, ti su rani hrabri adapteri iznimno važni. Ne samo da se drže podalje od ceste izravno utječući na smanjenje sudara automobila i životinja, već kreiraju i puteve kojima će ubuduće ići i one povučenije i samozatajnije životinjice. Zaštitne ograde također puno pomažu ‒ vode životinje dalje od opasnih prijelaza autocesta, usmjerujući smjer njihova kretanja prema nadvožnjacima ili podvožnjacima. No, pri svemu ovome navedenom, kroz ovakve projekte ne želimo samo povezati životinje; štoviše, želimo rekonstruirati postojeće ili čak stvoriti i nove ekosustave! Naravno, to znači uzeti u obzir i manje životinjice koje redovito stradavaju na cestama, poput rovki, voluharica ili poljskih miševa. Stoga se danas vrlo intenzivno projektiraju i prijelazi za divlje životinje za autoceste čija je gradnja tek u planu u zemljama u razvoju poput Butana, a kojima su potrebna sigurna mjesta za prelazak, primjerice, azijskih slonova pri njihovim migracijama. Naime, puno je lakše ‒ i jeftinije! ‒ ugraditi Nastavak na 33. stranici
7
Slika 20.3. Period u milisekundama ugađa se isto kao kod akcelerometra, odnosno smije se upisati 1, 2, 5, 10, 20, 80, 160 ili 640
Slika 20.4. Dovucite i ove blokove
Na Slici 20.5. vidljiv je kôd koji trebate za pločicu BBC micro:bita. Programe preuzmite i otpremite te zaigrajte. Ako je sve kako valja, vidjet ćete ikonu koja je jako nemirna. Kod najmanjeg pomaka pločice BBC micro:bita ikona mijenja položaj. Pokušajte ju izravnati! Ovime se zaključuju lekcije posvećene pridruživanju Slika 20.5. Programski kôd za BBC mobitela s micro:bit pločicom BBC micro:bita pa neka vam stečeno znanje posluži za daljnji samostalan rad. Što je još preostalo, a vrijedno je vaše pažnje?
U Microsoft MakeCode Editoru preostao je cijeli niz blokova koji će doći do izražaja ako se koriste svi priključci pločice BBC micro:bita. Za ispravno spajanje možebitne dodatne elektroni-
Slika 20.6. BBC micro:bit umetnut u rubni priključak KITRONIK
9
ke s pločicom trebat ćete pribaviti rubni priključak. Specijalizirane trgovine ga drže, no na webu je znatno veći izbor. Autor ovih redaka odlučio se za KITRONIK Edge Connector breakout board v1.1, Slika 20.6. Uz to ćete za spajanje s eksperimentalnom pločicom na ubadanje trebati i veći broj spojnih žica tipa Arduino male-female u raznim bojama, barem 20 komada, Slika 20.7. Slika 20.9. Montažna shema spajanja igre svjetlosti
Kad sve to nabavite, najbolje je da krenete od gradnje nečeg jednostavnog, na primjer igra svjetlosti s LED-icama. Prema elektroničkoj shemi sa Slike 20.8. sastavite strujni krug na eksperimentalnoj pločici na ubadanje te ga preko rubnog priključka spojite s BBC micro:bitom. Na Slici 20.9. vidljiva je montažna shema spajanja. Trebate 5 zelenih LED-ica, 6 crvenih LED-ica, 11 otpornika od 470 Ω i 13 spojnih žica raznih
boja. Boje LED-ica nisu uvjet jer su otpornici prilagođeni propustiti struju od oko 5 mA što podnose sve LED-ice, bez obzira na njihovu boju. S druge strane, ukupna struja za 11 LED-ica bit će oko 55 mA što je znatno manje od 90 mA koliko je dozvoljeno kod izravnog napajanja iz BBC micro:bita. Ovdje valja napomenuti da je kod nove inačice pločice BBC micro:bit v.2. dozvoljena struja do 270 mA. Slobodne krajeve spojnih žica trebate priključiti za rubni priključak prema redoslijedu kako je vidljivo na slici. Pogledajte Sliku 20.10. koja prikazuje kako bi sve to trebalo izgledati. Vjerojatno ste se zapitali zašto nisu iskorišteni svi izvodi iz BBC micro:bita? Neki izvodi (P3, P4, P6, P7, P9 i P10) koriste se u kombinaciji s LED-matricom pa nisu upotrebljivi. Za rješavanje tog problema trebat ćete softverski isključiti LED-matricu, no o tome poslije. Ovdje valja napome-
Slika 20.8. Elektronička shema igre svjetlosti
Slika 20.10. Fotografija sastavljenog sklopa igre svjetlosti. Dvije crne spojne žice jesu zajednička masa (GND)
Slika 20.7. Spojne žice tipa Arduino male-female dužine 150 mm
10
nuti da se kod nove inačice pločice BBC micro:bit v.2. izvod P9 više ne dijeli s LED-matricom. Ako imate tu pločicu dodajte još jednu LED-icu i jedan otpornik pa isprobajte. Izvodi P19 i P20 rezervirani su za sabirnicu I2C pa nije uputno koristiti ih u bilo koje druge svrhe. Preostali izvodi (P17, P18, P21 i P22) koriste se za napajanje pa programski kôd nema na njih utjecaj. Ako vas zanimaju detalji proučite ovu stranicu https:// tech.microbit.org/hardware/edgeconnector/ ili jednostavno skenirajte QR-kôd sa Slike 20.11.
Kodiranje
U nastavku možete pronaći dva primjera kodiranja. Pokrenite MC E te prepišite program sa Slike 20.12. Kako je vidljivo, moguće je istovremeno izvođenje dvaju Slika 20.11. Preko QR-koda programa. Na LEDvašim mobitelom možete -matrici ispisivat će doći do internetske stranice se poruka “Hello!” koja je navedena u tekstu koja se pokreće u prvoj petlji, a LED-ice s eksperimentalne pločice palit će se i gasiti prema naredbama iz druge petlje.
Slika 20.13. U ovom programu korištene su funkcije koje su iz prostornih razloga prikazane u suženom obliku. Primijetite blok za softversko isključivanje LED-matrice, “led enable false”
Slika 20.12. Programski kôd koji aktivira digitalne izlaze BBC micro:bita
11
Slika 20.14. Ovo je prošireni prikaz jedne od sedamnaest funkcija. Dijelove zaokružene crnim kružnicama valja kod svake pojedine funkcije prilagoditi
Ako vas ne zanimaju poruke na LED-matrici, onda možete na eksperimentalnu pločicu dodati još šest LED-ica i šest otpornika te sve to spojnim žicama povezati s izvodima rubnog priključka P3, P4, P6, P7, P9 i P10. Prilikom kodiranja najprije ćete morati softverski isključiti LED-matricu. Isprobajte ponuđeni program sa Slike 20.13. gdje se LED-ice pale i gase preko analognih blokova. Na Slici 20.14. možete vidjeti koji vam blokovi koriste kako bi se LED-ice postepeno palile i
12
postepeno gasile, a nalaze se unutar svih sedamnaest funkcija. Blokovi koje trebate ponavljaju se u svim funkcijama, jedino što trebate mijenjati jesu brojevi priključaka koji moraju biti isti broju funkcije koju obrađujete. Na slici su ti brojevi za funkciju P0 zaokruženi crnim kružnicama. Vi se pobrinite da u sljedećoj funkciji P1 svagdje piše P1, u onoj sljedećoj funkciji P2 neka svagdje piše P2 i tako dalje. Program isprobajte i uživajte. S obzirom da će uskoro ljetni raspust, imate dovoljno materijala za zabavljanje s BBC micro:bitom. Na primjer, mogli biste izmišljati vlastite igre svjetlosti koje ćete birati i pokretati mobilnom aplikacijom koju ćete također samostalno programirati. Sretno! Za ove ste vježbe trebali: • BBC micro:bit, • USB-kabel, • baterije za BBC micro:bit, • rubni priključak za BBC micro:bit, • spojne žice (barem 20 komada) tipa Arduino male-female dužine 150 mm (ili više), • eksperimentalnu pločicu na ubadanje, • sedamnaest LED-ica u raznim bojama, • sedamnaest otpornika od 470 Ω (ŽUTALJUBIČASTA-SMEĐA-ZLATNA), • mobitel (dlanovnik, tablet) sa sustavom Android. Marino Čikeš, prof.
Izrada algoritama: upravljanje LED-rasvjetom i signalnim lampicama pomoću dodirnih senzora (tipkalima) i svjetlosnim (fototranzistor) senzorima. Sastavljanje građevnih elemenata konstrukcije i provjeru funkcionalnosti modela osigurava popis elemenata Fischertechnika u koracima pri izvođenju radnih postupaka. Slika 2. FT elementi 1 Izrada konstrukcije modela uz uputu i detaljan plan radnih postupaka, odabir konstrukcijskih i električnih elemenata za sastavljanje: četiri lampice (O1), šesnaest LED (O2, O3), dva tipkala (I1, I2) i jedan svjetlosni senzor (I3). Faze izrade konstrukcije automatiziranog robotskog modela: • izrada konstrukcije prometnice i horizontalne signalizacije, • postavljanje nosivih stupova vertikalne svjetlosne signalizacije, • postavljanje LED-rasvjete na nosače i stupove, • postavljanje svjetlosne signalizacije (lampica) na stupove, • postavljanje dodirnih senzora (tipkala), • postavljanje svjetlosnog senzora (fototranzistor), • povezivanje električnih elemenata vodičima s međusklopom, • izrada algoritama i računalnog programa s potprogramima za upravljanje. Napomena: Udaljenost električnih elemenata od međusklopa i izvora napajanja (baterija U= 9 V) definira duljinu vodiča i njihov razmještaj na modelu. Pješački prijelaz – konstrukcija Izradit ćemo automatizirani model pješačkog prjelaza s dodirnim (I1, I2) i svjetlosnim senzorima (I3) te lampicama (O1) i LED (O2, O3) rasvjetom. Inženjerski izazovi: gradivnim elementima izraditi funkcionalnu konstrukciju kolnika s nogostupom i signaliziranim pješačkim prijelazom, električne elemente povezati vodičima, međusklopom (sučeljem), izvorom napajanja i računalom. Slika 3. FT konstrukcija A Slika 4. FT konstrukcija B Slika 5. FT konstrukcija C Model pješačkog prijelaza smješten je na jednoj osnovnoj jedinici (podlozi). Nogostup je konstruiran od tridesetak velikih građevnih
14
elemenata s utorom u sredini (odvod) i jednim spojnikom postavljenim u dva reda cijelom dužinom na krajevima postolja. U petom redu trećeg stupca umetnuti su dugački žuti pokrovni elementi koji označavaju pješački prijelaz na kolniku. Elementi za izradu pješačkog prijelaza su žuti pokrovni veliki spojni elementi umetnuti u utore na podlozi s lijeve strane modela. Slika 6. FT konstrukcija D Slika 7. FT konstrukcija E Slika 8. FT konstrukcija F Nosiva konstrukcija stupa na kojem je smještena rasvjeta za LED s nosivim postoljem i svjetlosna signalizacija (lampice) izrađena je od velikih žutih kutnih gradivnih elemenata kojima je na vrh umetnut mali jednostrani građevni element koji je potrebno provući kroz zadnji otvor na vrhu nosivog stupa i zakrenuti za 90°. Ovime je osigurana stabilnost postolja rasvjete i signalizacije uz potpunu funkcionalnost konstrukcije na koju je postavljena svjetlosna signalizacija s električnim elementima (LED i lampice). Napomena: Raspored elemenata je simetričan uz isti broj gradivnih elemenata s obje strane pješačkog prijelaza. Slika 9. FT elementi 2 Popis gradivnih elemenata olakšava izradu konstrukcije nosivih stupova i nosača rasvjete smještenih na nogostupu dijagonalno s obje strane nogostupa i pješačkog prijelaza. Slika 10. FT konstrukcija G Slika 11. FT konstrukcija H Slika 12. FT konstrukcija I Gornji dio konstrukcije stupa osigurava pozicioniranje nosivog dijela konstrukcije za postolja na koja postavljamo LED-rasvjetu za pješake i bicikliste. Pozicija velikih građevnih elemenata s utorom u sredini i spojnikom omogućava umetanje postolja za LED-rasvjetna tijela koja su nagnuta pod kutom 7,5° u smjeru kolnika. Smjer i intenzitet svjetlosti LED-rasvjete omogućuje bolju vidljivost i sigurnost pješaka tijekom prelaska kolnika. U utor na vrhu nosivog stupa LED-rasvjete umetnut je dugačak žuti pokrovni element okrenut prema kolniku. Na njega je umetnuta velika jednostruka spojnica s utorom u sredini i dva kutna (7,5°) jednostuka spojna elementa. Napomena: Pozicija kutnih elemenata osigurava usmjerenje snopa svjetlosti u smjeru kolnika usporedno s obje strane pješačkog prijelaza.
Slika 13. FT konstrukcija J Slika 14. FT konstrukcija K Slika 15. FT konstrukcija L Slika 16. FT konstrukcija LJ Slika 17. FT konstrukcija M Slika 18. FT konstrukcija N Tri pokrovne pločice s tri utora postavimo okomito na dugačak žuti pokrovni element simetrično s jednim utorom u sredini. Ovime je osigurana ravnomjerna raspodjela masa LED-rasvjetnih elemenata. U dva reda usporedno umetnemo postolja s LED-elementima. Tri kutna (7,5°) jednostruka spojna elementa okrenuta su u smjeru pješačkog prijelaza i umetnuta u pokrovnu pločicu između pješačkog prijelaza i nosivog stupa LED-rasvjete. Napomena: Pozicija i nagib unutarnjih kutnih (7,5°) elemenata osigurava usmjerenje velikog snopa svjetlosti u smjeru označenog pješačkog prijelaza. Slika 19. FT elementi 3 Popis gradivnih elemenata olakšava izradu postolja konstrukcije za električne elemente LED-rasvjete usmjerene svjetlosti smještenoj iznad dijela kolnika i pješačkog prijelaza te položaja dodirnih senzora. Slika 20. FT konstrukcija NJ Slika 21. FT konstrukcija O Slika 22. FT konstrukcija P Slika 23. FT konstrukcija R Bočno kroz treći otvor na nosivoj konstrukciji stupa na kojem je smještena LED-rasvjeta umetnut je mali jednostrani građevni element i zakrenut za 90° čime je osigurana stabilnost konstrukcije postolja za izradu svjetlosne signalizacije vozila. Kutni blok umetnut je lijevo na mali jednostrani građevni element. Ovime je olakšano postavljanje lampica u nizu s postoljem i pokrovnim reflektivnim elementima u boji iznad kutnog elementa. Pokrovna mala četvrtasta ploča umetnuta je na kutni blok u smjeru odvijanja prometa kolnikom. Na njoj je smješten znak obavijesti (Obilježeni pješački prijelaz) koji upozorava vozače na oprez. Napomena: Svjetlosna signalizacija (O1) i LED-rasvjeta (O2, O3) povezani su serijski na izlaze kojima algoritamski upravljamo ovisno o uvjetima na pješačkom prijelazu. Slika 24. FT konstrukcija S Slika 25. FT konstrukcija Š Slika 26. FT konstrukcija T
Slika 27. FT konstrukcija U Četiri lampice umetnemo u kućišta postolja i na njih postavimo ugradbene blokove narančaste boje radi bolje vidljivosti. Napomena: Na nosivom stupu jedan izvod lampice međusobno je povezan vodičem serijski između lampica, a drugi izvod s uzemljenjem (┴) u međusklopu. Izmjenični prekidači (I1 i I2) na međusklopu povezani su vodičima na srednji (1) i prednji utor (3) dodirnog senzora. U donji utor malog jednostranog građevnog elementa smještenog na konstrukciji nosivog stupa umetnut je dodirni senzor (tipkalo) u položaj koji olakšava aktivaciju pješacima. Visina položaja dodirnog senzora definirana je veličinom i pozicijom građevnih elemenata u odnosu na nogostup. Tipkala omogućavaju pješacima i biciklistima uključivanje dodatne LED-rasvjete i pojačanje količine svjetlosti na pješačkom prijelazu radi sigurnog prelaska preko prometnice. Slika 28. FT elementi 4 Slika 29. FT konstrukcija V Slika 30. FT konstrukcija Z Slika 31. FT konstrukcija X Slika 32. FT konstrukcija Y Slika 33. FT konstrukcija W Na postolje modela pješačkog prijelaza smješteni su međusklop i izvor napajanja. Na nogostup umetnemo mali crni građevni element koji ima ulogu osigurati nepomičnost pri transportu modela i jednostavnu izmjenu izvora napajanja (U = 9 V). Nasuprot baterije smješten je međusklop učvršćen s dvije male dvostrane spojnice s donje strane za podlogu. Ovime je osigurana preglednost spojeva između izvora napajanja i međusklopa. Kutni element umetnut je pored crnog jednostrukog građevnog elementa na vrhu nosača. Najviša točka modela pješačkog prijelaza je svjetlosni senzor (I3) koji osigurava dnevni i noćni rad. Napomena: Položaj međusklopa određuju električni elementi smješteni na konstrukciji modela i njihova udaljenost od njega. LED-rasvjeta sastavljena je od šesnaest lampica koje povezujemo vodičima sa spojnicama na međusklop. Raspored i duljina vodiča definirana je udaljenošću semafora od međusklopa. Izmjerite i podesite duljinu vodiča i postavite crvene i zelene spojnice na vodiče. Boje spojnica (crvene i zelene) na ulaznim (I1, I2, I3) i izlaznim
15
(O1, O2, O3) električnim elementima povežite s međusklopom. Napomena: LED-rasvjeta i lampice na modelu imaju jedan zajednički vodič koji je povezan sa susjednom lampicom i zajedničkim uzemljenjem. Svjetlosna signalizacija postavljena je s obje strane kolnika u smjeru kretanja vozila. Slika 34. TXT Spajanja električnih elemenata s TXT-sučeljem: • lampice spajamo u seriju na (O1) izlaze (crveno) i uzemljenje (┴, zeleno), • LED-rasvjetu spajamo u seriju na (O2, O3) izlaze, • tipkala spajamo vodičima na digitalne ulaze (I1 i I2), • fototranzistor spajamo vodičima na digitalni ulaz (I3). • Povezivanje međusklopa s električnim elementima i raspored boja spojnica vodiča osigurava pouzdan rad električnih elemenata uz uredno spajanja vodiča prikladne duljine. Napomena: sve elektroničke elemente povezujemo prije spajanja izvora napajanja (baterije). Slika 35. Smart PP1 Provjera rada elektroničkih elemenata provodi se prije izrade algoritma i programa pomoću alata Test: • povezivanje TXT-sučelja s računalom, ulaznim i izlaznim elementima, • provjera komunikacije TXT-sučelja s računalom (USB, Bluetooth, Wi-Fi) i povezivanje s programom RoboPro, • provjera ispravnog rada električnih elemenata: lampica, tipkala i fototranzistora.
Pokretanjem programa započinje usklađeni neprekidni rad signalnih lampica koje konstantno trepere u periodu t = 0,2 s i daju svjetlosnu signalizaciju vozačima dolaskom na pješački prijelaz. Glavni program neprekidno usklađuje rad LED-rasvjete i signalnih lampica s pritiskom na tipkala (I1, I2) ovisno o vremenskom periodu. Građen je od tri potprograma koja izvršavaju šest manjih potprograma i poziva ih ovisno o ulaznim vrijednostima tipkala i fototranzistora (I3). Potprogram s_pjesaci uključuje četiri signalne lampice (O1) koje su serijski spojene i rade neprekidno 24 sata u godini. Potprogram time_0,2 određuje vremenski period od t = 0,2 sekunde i izvršava se unutar potprograma s_pjesaci. Potprogram dan izvršava tri potprograma: s_pjesaci, LED4_off i LED12_off. Potprogrami LED4_off i LED12_off neprekidno isključuju LED-rasvjetu, ako je dan. Tijekom noći potprogram noć upravlja radom pješačkog prijelaza i neprekidno uključuje i isključuje signalno svjetlo s obje strane pješačkog prijelaza te drži uključenu LED-rasvjetu (O2 = on) koja osvjetljava rubne dijelove pješačkog prijelaza. Kada pješak pritisne tipkalo (I1, I2 = 1), uključi se ostala LED-rasvjeta koja osvjetljava pješački prijelaz u periodu od t = 10 sekundi koliko je potrebno za prelazak preko kolnika.
Izrada algoritama i programskih rješenja Zadatak_1: Izradi algoritam i dijagram tijeka (program) za autonomno upravljanje pješačkim prijelazom. Pokretanjem programa pješački prjelaz osvijetljen je signalnim trpćećim svjetlom (O1) u periodu (t = 0,2 s) i LED-rasvjetom (O2, O3) neprekidno tijekom smanjene vidljivosti (sumrak, noć), ako pješaci pritisnu tipkalo (I1, I2 =1) i prelaze kolnik. LED-rasvjeta se isključi ako je vidljivost velika (dan) ili ako pješaci nisu pritisnuli tipkalo. Proces uključivanja i isključivanja ponavlja se kontinuirano dok ne zaustavimo program. Slika 36. Smart PP
16
Tablica stanja signalne rasvjete FOTOTRANZISTOR (I3)
LAMPICE VRIJEME
0 (noć)
O1
t(s)
TIPKALO1 (I1) TIPKALO2 (I2) off
0,2
0
0
on
0,2
1
1
off
0,2
FOTOTRANZISTOR (I3)
LED
VRIJEME
0 (noć)
O2 O3 t(s)
1 (dan)
Tablica stanja LED-rasvjete 1 (dan)
TIPKALO1 (I1) TIPKALO2 (I2) off off 0
0
on
off
1
1
on
on 10 Petar Dobrić, prof.
MALA ŠKOLA FOTOGRAFIJE Piše: Borislav Božić, prof.
RAZGLEDNICA IZ PHOTOSHOPA Nekada su fotografski postupci prilagođavanja fotografije razglednici bili redoviti i skoro da je to bila mala industrija, a sve na dobrobit i fotografa i kupaca. Danas ovom digitalnom tehnologijom s lakoćom možemo izraditi vlastite razglednice i njima obradovati prijatelje i znance. Fotografijom ispod ovoga teksta završili smo priču o maskiranju u Photoshopu. Dakle, sada imamo našu Gradsku uru u toplom sepia tonu i ovalnom izrezu, a okolni prostor je obojan tamnocrvenom bojom. Time možemo smatrati da je naš rad završen što znači da smo
simulirali ovovremenu snimku kao fotografiju iz nekih davnih prošlih vremena. Sada ovu našu fotografiju u trenu možemo pretvoriti u simpatičnu razglednicu koju možemo printati i slati prijateljima. Na licu razglednice napišimo Pozdrav iz Rijeke. To radimo biranjem u
Photoshopu opcije pisanja teksta, a to je na vertikalnom izborniku ikona velikog slova T, lijeva slika ispod ovoga teksta. Kada smo aktivirali ovu ikonu, onda nam se u horizontalnom izborniku otvara prozor u kojem možemo birati vrstu fonta, tj. vrstu slova, slika
desno ispod ovoga teksta. U ovom slučaju odabran je font Segoa Print koji svojim izgledom malo podsjeća na rukopisno pismo što u ovom slučaju razglednice dobro odgovara. Nakon što smo odabrali željeni font, pišemo odabrani tekst na mjestu gdje to želimo unu-
tar prostora slike kako to pokazuje slika skroz lijevo, ispod ovoga teksta. Isto tako napisani tekst Pozdrav iz Rijeke možemo prilagođavati formi i obliku kao što je npr. ovaj ovalni, elip-
sasti oblik. Obilježimo tekst, idemo u horizontalni izbornik i biramo Edit. Tad nam se otvori padajući izbornik na kojem biramo Transform, a iza njega Warp. Kada smo aktivirali Warp,
u horizontalnom izborniku otvara nam se padajući izbornik u kojem imamo puno različitih formi transformiranja teksta. Mala sličica desno, iznad naličja razglednice, pokazuje kako smo djelomično prilagodili tekst zaobljenoj formi slike. Leđa ili naličje razglednice jednostavno se izradi na bijeloj podlozi izvlačeći nekoliko ravnih linija na kojima se piše adresa primatelja.
POGLED UNATRAG KRATKA POVIJEST RAZGLEDNICE
Razglednica je nešto deblji pravokutni komad papira koji služi za komunikaciju među ljudima. S jedne strane ima sliku, i to je lice razglednice, a s druge strane ili na naličju predviđen je prostor za adresu primatelja, marku i tekst koji piše pošiljatelj. Slika na licu razglednice može biti reprodukcija umjetničkog djela ili fotografija pejzaža ili grada. Razvoj fotografije i tiskarske industrije doprinio je i razvoju i masovnom korištenju razglednica u komunikaciji. Prve razglednice s crno-bijelim fotografijama bile su kolorirane što pokazuje i primjer gore desno od ovoga teksta. Na licu razglednice uz fotografiju je pisalo i mjesto kao na spomenutom primjeru Fiume, Rijeka na talijanskom. Razglednica je mogla biti i
mozaik manjih fotografija značajnih građevina ili spomenika nekoga mjesta ‒ primjer dolje lijevo. Prve razglednice u povijesti napravljene su 1869. godine u Austriji i od tada nije prestala proizvodnja i upotreba ovoga praktičnog i estetski lijepo osmišljenog, a jednostavnog komunikacijskog sredstva. Danas je manje u upotrebi zbog svih drugih digitalnih mogućnosti komunikacije, ali je zato velika kolekcionarska poslastica.
ANALIZA FOTOGRAFIJA
Boris Toman
Rođen je 1951. u Rijeci, a 1977. diplomirao je povijest umjetnosti i filozofiju na Filozofskom fakultetu u Zagrebu. Radio je kao profesor u srednjim školama u Rijeci te na Filozofskom fakultetu u Rijeci gdje je vodio kolegij Umjetnost 19. i 20. stoljeća. Također je radio i kao kustos u Modernoj galeriji Rijeka. Od početka osamdesetih pa sve do danas aktivno sudjeluje u likovnim i drugim srodnim zbivanjima na području Rijeke i šire regije kao likovni kritičar. Objavio je više od sto članaka i recenzija u dnevnim novinama i drugim relevantnim časopisima za kulturu i umjetnost. Bio je stručni voditelj nekoliko likovnih radionica i umjetničkih kolonija te je sudjelovao u radu komisija za niz selektiranih i nagradnih izložbi. Paralelno, radeći drugima izložbe, radi i svoju umjetničku fotografiju s najdubljim osjećanjem i prostora i boje. Skoro svaki odabrani motiv pretvara u praznik boja i oblika. S lakoćom umije odabrati dobru kompoziciju te od “običnoga” motiva načiniti sliku koja mekoćom oblika i svojom akvarelnošću ili pastelnošću boja više podsjeća na nekakav prohujali slikarski stil nego na ovovremenu fotografiju.
Slika 47. Dijagram tijeka postupka multipleksiranja
u onaj OCR-registar koji upravlja intenzitetom navedene boje; 2. uključi D8, D9, D10 ili D11 znači da odgovarajući pin mikroupravljača treba postaviti u stanje logičke nule; 3. generiraj impuls znači da mikroupravljač treba generirati jedan impuls na pinu odgovarajuće boje čije je trajanje određeno vrijednošću varijable Boja; 4. ugasi D8, D9, D10 ili D11 znači da odgovarajući pin mikroupravljača treba postaviti u stanje logičke jedinice. Registrima smo dali prigodna imena Crvena, Zelena i Plava, a i upravljačke pinove mikroupravljača smo preimenovali prema diodama kojima upravljaju, Led8, Led9, Led10 i Led11, pa ovo ne bi trebalo biti teško isprogramirati. Međutim, kako pri izvršenju potprograma trebamo proizvesti samo jedan impuls odgovarajuće boje za svaku od dioda, program treba uskladiti (sinkronizirati) s radom tajmera. Vrijednosti u registrima koje određuju trajanje impulsa smijemo mijenjati samo kada je tajmer postigao najvišu vrijednost, 255, a prije nego li počne brojati unatrag (pogledati Sliku 44. i objašnjenje u prethodnom nastavku). To je ujedno i trenutak kada mijenjamo “aktivnu” diodu. Zato ćemo na početku potprograma pričekati da vrijednost Tajmera0 naraste do 255: D8_d11: While Timer0 < 255 Wend Zatim ćemo, u skladu s postavljenim zadatkom, prenijeti trenutnu vrijednost varijable Boja u registar koji upravlja intenzitetom crvene boje i pričekati trenutak u kojem tajmer počinje brojati unazad:
24
Crvena = Boja While Timer0 = 255 Wend To je pravi trenutak da uključimo diodu D8 i držimo je uključenom dokle god se vrijednost tajmera ne vrati na 255: Led8 = 0 While Timer0 < 255 Wend Tijekom tog vremena, tajmer je brojao od 255 do 0 i nazad do 255 i proizveo jedan impuls čije je trajanje odredila vrijednost varijable Boja, odnosno registra Crvena. Preostaje nam da isključimo diodu D8 i upišemo 0 u registar Crvena, kako bismo do daljnjega spriječili paljenje crvene boje: Led8 = 1 Crvena = 0 U nastavku ćemo istu proceduru ponoviti za zelenu boju na diodi D9 i plavu na diodi D10 te, konačno, na diodi D11 za sve tri boje istovremeno: Crvena = Boja Zelena = Boja Plava = Boja While Timer0 = 255 Wend Led11 = 0 While Timer0 < 255 Wend Led11 = 1 Crvena = 0 Zelena = 0 Plava = 0 Return Napomena: Kako se potprogram D8_d11 izvršava ciklički, jedno izvršenje za drugim, u praksi se pokazalo kako će se “sam od sebe” sinkronizirati s tajmerima nakon prvog izvršenja, pa su u konačnom rješenju naredbe za sinkronizaciju s početka potprograma izbačene. Rješenje dodatnog zadatka Bascom-AVR-a (program Shield-A_16b.bas) Želimo li boje mijenjati u skladu s postavljenim zadatkom, u potprogramu D8_d11 morat ćemo istovremeno mijenjati parametre dviju boja. Za diodu D8 u registre za crvenu i zelenu boju postavit ćemo ovakve vrijednosti: D8_d11: Crvena = 255 - Boja Zelena = Boja
Porastom vrijednosti varijable Boja, vrijednost u registru Crvena smanjivat će se, a vrijednost u registru Zelena rasti, baš kako je u zadatku traženo. Slično ćemo napraviti sa zelenom i plavom bojom na diodi D9 te s plavom i crvenom na D10: ... Zelena = 255 - Boja Plava = Boja ... Plava = 255 - Boja Crvena = Boja ... Ostatak potprograma vrlo je sličan onome iz prethodnog zadatka. Pogledajmo sada, je li i na koji način moguće riješiti postavljene zadatke u programskom jeziku Arduino! Rješenje Arduina (program Shield-A_16a.ino) U početnim postavkama Arduino postavlja tajmere Timer0 i Timer2 u različite načine rada; za rješenje ovog zadatka, moramo ih uskladiti. Kako ćemo koristiti naredbu delay(), ne smijemo mijenjati postavke Tajmera0 pa ćemo prilagoditi način rada Tajmera2. No, ni to nije sasvim jednostavno: Arduino IDE podržava više različitih razvojnih pločica koje ne koriste iste mikroupravljače. Zato je funkcija analogWrite() napisana tako da zadovoljava različite situacije, za što je potrebno daleko više procesorskog vremena nego da koristimo direktno upravljanje registrima kao u Bascom-AVR-u. Ukoliko koristimo funkciju analogWrite(), vrlo lako se može dogoditi da se izgubi sinkronizacija i diode počnu svijetliti drugačije nego što je zadano u programu. Provjerimo ovu tvrdnju! Najprije ćemo definirati varijable koje označavaju pinove na koje su spojene anode RGB-dioda te ih nazvati prema diodama: byte led8 = 8; byte led9 = 9; byte led10 = 10; byte led11 = 11; Zbog jednostavnijeg čitanja programskog koda, koristit ćemo varijable sa samoobjašnjavajućim nazivima za pojedine OC-izlaze ‒ njihova vrijednost bit će broj pina koji je spojen na OC-izlaz timera: byte crvena = 5; byte plava = 6; byte zelena = 3;
Nakon toga ćemo u funkciji setup() sve pinove mikroupravljača na koje su spojeni izvodi RGB-dioda konfigurirati kao izlazne, i još ćemo pinove na koje su spojene katode RGB-dioda postaviti u stanje logičke jedinice, kako bismo jednim potezom isključili sve RGB-diode: void setup() { DDRB = B00001111; DDRD = B01101000; PORTB = B00001111; Primijetite da je pin 7 (PD7) definiran kao ulazni pin (vrijednost nula). Prije bilo kakvih izmjena u registrima koji su povezani s prekidima, moramo zaustaviti izvršavanje prekida: noInterrupts(); Sada možemo postaviti bit WGM21 u registru TCCR2A u stanje logičke jedinice, kako bismo način rada Timera2 izjednačili s načinom rada Timera0, nakon čega ćemo ponovo omogućiti prekide. TCCR2A |= (1 << WGM21); interrupts(); //omogući prekide } U funkciji loop() pomoću petlji for mijenjat ćemo vrijednost varijable boja od 0 do 255 i zatim unatrag, od 255 do 0, i svaku dobivenu vrijednost odmah proslijediti funkciji D8_D11(): void loop() { delay(200); for ( int boja = 0; boja <=255; boja++){ D8_D11(boja); } for ( int boja = 255; boja >= 0; boja--){ D8_D11(boja); } } Funkcija D8_D11() koristi algoritam sa Slike 47. i identična je rješenju Bascom-AVR-a: void D8_D11(int boja) { analogWrite(crvena, boja); while ( TCNT0 == 255 ) {} digitalWrite(led8, LOW); while ( TCNT0 < 255 ) {} digitalWrite(led8, HIGH); digitalWrite(crvena, LOW); analogWrite(zelena, boja); while ( TCNT0 == 255){} digitalWrite(led9, LOW); while ( TCNT0 < 255){} digitalWrite(led9, HIGH); digitalWrite(zelena, LOW);
25
analogWrite(plava, boja); while ( TCNT0 == 255){} digitalWrite(led10, LOW); while ( TCNT0 < 255){} digitalWrite(led10, HIGH); digitalWrite(plava, LOW); analogWrite(crvena, boja); analogWrite(zelena, boja); analogWrite(plava, boja); while ( TCNT0 == 255){} digitalWrite(led11, LOW); while ( TCNT0 < 255){} digitalWrite(led11, HIGH); digitalWrite(crvena, LOW); digitalWrite(zelena, LOW); digitalWrite(plava, LOW);
} TCNT0 je naziv registra koji sadrži trenutnu vrijednost brojača Timera0. Kod izvršavanja programa primijetit ćemo kako crvena svjetleća dioda zabljesne u trenutku kada ne bi trebala svijetliti. To se događa zbog duljine trajanja funkcije analogWrite(). Postupno sam povećavao početnu vrijednost varijable boja i tako metodom pokušaja i pogrešaka uvidio da bljeskovi prestaju ako je početna vrijednost varijable boja 12 ili veća: void loop() { delay(2000); for ( int boja = 12; boja <=255; boja++){ D8_D11(boja); } for ( int boja = 255; boja >= 12; boja--){ D8_D11(boja); } } Rješenje dodatnog zadatka Arduina (program Shield-A_16b.ino) Kao i u rješenju Bascom-AVR-a, istovremeno ćemo mijenjati dvije boje u svakoj RGB-diodi, dok program za D11 nećemo mijenjati: void D8_D11(int boja) { analogWrite(crvena, 255 - boja); analogWrite(zelena, boja); ... analogWrite(zelena, 255 - boja); analogWrite(plava, boja); ... analogWrite(plava, 255 - boja); analogWrite(crvena, boja); ...
26
} Ovdje ćemo primijetiti kako D11 ne svijetli bijelom svjetlošću, nego se boje izmjenjuju... Zaključit ćemo kako je funkcija analogWrite() vrlo praktična, ali nije rješenje za ovakve zadatke, gdje je potrebno izmjene izvršavati u vrlo kratkom roku (radi se o nekoliko desetaka ciklusa oscilatora mikroupravljača). Za kvalitetno rješenje, morat ćemo direktno upravljati registrima mikroupravljača. Kako to izgleda pogledajte u programima Shield-A_16a_SE.ino i ShieldA_16b_SE.ino, koje ovdje nećemo detaljnije obrazlagati. *** U internetskim trgovinama možete pronaći velik broj “Arduino kompatibilnih” modula ‒ ima tu senzora, displeja, LED-prstena i traka, memorija, tipkovnica i modula drugih namjena ‒ Slika 48. prikazuje samo mali dio te ponude. Dobar dio ovih modula ima na sebi “pametne čipove”, koji odrađuju specifični zadatak: očitavaju tipkala, održavaju zadani prikaz na 7-segmentnom, alfanumeričkom ili na grafičkom displeju ili pak na većem broju LE-dioda, mjere temperaturu, tlak ili neku drugu fizikalnu veličinu; neki “pametni čipovi” imaju funkcionalnost složenih uređaja poput radioprijemnika, mjernog uređaja, preciznog sata ili memorije velikog kapaciteta... Iako samostalno obavljaju svoju funkciju, radom takvih modula uvijek upravlja neki mikroupravljač: on im zadaje naredbe i obrađuje iz njih prikupljene podatke. Kako bi mogli međusobno komunicirati, mikroupravljač i “pametni čip” moraju biti povezani na odgovarajući način. Često korišten način povezivanja je dvožilna
Slika 48. Ponuda Arduino-kompatibilnih modula jako je velika
cijevni izvodi za plinske svjetiljke. I na željeznici su stotinjak godina lokomotive i vagoni osvjetljavani plinskim svjetiljkama. U to doba došla je i petrolejska rasvjeta. Zagrebački trgovac Suvremeni zagrebački nažigači plinskih svje- Julio Demetorff donio je tiljki, nostalgični trag nekadašnje plinske 1850-ih godina iz Beča Plinska rasvjeta u Zagrebu početkom XX. st. rasvjete prvu petrolejku i njome osvijetlio svoju trgovinu u Dugoj, današnjoj grad u kojem ih ručno pale i gase nažigači u Radićevoj ulici 37. posebnim odorama, što je turistička atrakcija. Turisti se rado fotografiraju uz stare zagrebačke kandelabere, sačuvane i u pjesmi Vikija Glovackog Stari kandelaber: “Kaj se skrivaš vu toj magli, kak da se bojiš./ Pak već preko stotin leta kandelaber tu stojiš./ Zrušili su tvoju braću tam vu Donjem gradu./Ti si ostal tu na Griču, samo za paradu. (…) Slatke tajne ti si skrival,/Čiz diskretno namigival,/Videl puno lepih stvari,/O moj dragi kandelaber stari.” Plinskom rasvjetom su u drugoj polovici XIX. stoljeća osvjetljavane javne prostorije, trgovine, kavane i stanovi, tako da se i danas u starijim zgradama u Zagrebu mogu na stropovima vidjeti
Stožirova električna rasvjeta 1877. godine na uglu zagrebačke Ilice i Gundulićeve ulice (likovna rekonstrukcija: ak. slikar Ivan Fijan, 1951.–2002.)
Stoga je za razumjeti kako u gradovima, koji su kroz dva-tri desetljeća imali plinsku rasvjetu, nije u prvo doba bilo velikog zanimanja za električnu rasvjetu.
Prvi zatvoreni prikaz električne rasvjete u Hrvatskoj bio je u Narodnom zemaljskom kazalištu u Zagrebu 19. ožujka 1873.
28
Počeci električne rasvjete u svijetu Vijesti o električnim izumima, ponajprije električnoj rasvjeti, tadašnjem “čudu novovjekih izuma”, dolazile su u Hrvatsku u drugoj polovici XIX. stoljeća povremeno, ponajprije od naših studenata i učenika u velikim europskim gradovima, putujućih obrtnika i trgovaca te domaćeg i rijetkog vanjskog tiska. Slijedio je niz knjiga o novovjekim izumima u nakladi Matice Hrvatske. Električna rasvjeta u svijetu ostvarena je prvo električnim Voltinim lukom, u tzv. lučnicama, a
primjenjivana je u kazalištima, izložbenim prostorima, trgovinama i na trgovima. To je vrlo slikovito opisao Oton Kučera1: “Bila je g. 1846. U Pariškoj se operi pjevao Meyerbeerov Prorok i tom su prilikom ishod sunca prikazali električnim svjetlom. Bio je to opisani Voltin luk među šiljcima od ugljena, a struju je Spomen-ploča i stilizirana svjetiljdavala jaka galvanska bate- ka kakva je upaljena 5. studenoga 1907. godine, na zgradi na uglu Ilice rija. Rezultat je bio sjajan i i Gundulićeve ulice u Zagrebu, gdje od onog se vremena rabio je prva zasvijetlila Stožirova svjetiljka Električna rasvjeta lučnicom na londonskom Voltin luk kad je trebalo da davne 1877. godine trgu 1881. godine se u kazalištu postigne svjetlom velik efekt. Jakost je električnoga svjetla uzrokom da si je najprije prokrčilo put k velikim svjetionicima. Prvi je bio već god. 1863. uređeni svjetionik la Héve u francuskoj luci Havre.”2 Električna rasvjeta pomoću lučnica, a ubrzo i pomoću žarulja, bila je prikazana svijetu na elektrotehničkim izložbama u Parizu 1881. godine i u Beču 1883. godine. Kučera o tome piše: “…stalo se električno svjetlo silno širiti po čitavom svijetu: radionice i tvornice, luke i kolodvori, željeznice i brodovi, kazališta i dvorane, ulice i trgovi, svjetionici na moru i čitave četvrti gradova, pače i privatni stanovi zasjaše u elekStrojevi hidroelektrane Krka (tvrtka Ganz iz Budimpešte), tričnom svjetlu.” prve elektrane izmjenične struje u Hrvatskoj i među prvima u svijetu (1895.) Prvo su električne svjetiljke napajane iz galvanskih baterija, što je bilo vrlo skupo i nespretno. Baterije su se morale održavati, povremeno nice elektrike, tzv. elektrane. Prvotno nazivane i električnim centralama. Njihov je napon prilagočistiti i dopunjavati im elektrolit. Trag je priđen kućnim baterijama, pa su isporučivale 110 V, mjene galvanskih elemenata ostao u vrijednosti napona gradske električne mreže. Prve su kućne što je u nekim europskim zemljama, na primjer u susjednoj Italiji, bilo do u drugu polovicu XX. baterije bile obično od stotinu Danijelovih elemenata od po 1,1 V, što je davalo 110 V. stoljeća, a sličan napon je u nekim američkim Električni dinamostroj, popularni dinamo, zemljama. Ubrzo se u većini europskih zemakoji mehaničku energiju pretvara u električnu lja prešlo na dvostruko više nazivni napon od i obratno, konstruirao je 1866. godine Werner 220 V (u trofaznom sustavu 220 V/380 V) koji von Siemens (1816.–1892.)3, njemački izumitelj je prije dva desetljeća normiran na 230 V (tj. i industrijalac. Ubrzo su počele nicati prve tvor230 V/400 V). Prve elektrane bile su građene za rasvjetu 1 Citati su iz knjige: Oton Kučera, Crte o magnetizmu i pojedinih objekata (tvornica, trgova i sl.), a elektricitetu. Matica hrvatska, Zagreb 1891. početkom 1880-ih godina počinju se graditi prve 2 Pokraj luke Le Havre bila su dva jednaka svjetionika, podignuta 1775. godine na obali La Manchea, koji su elektrane za proizvodnju električne energije uništeni u ratu 1944. godine. Novi svjetionik, podignut za tržište. Prva je takva elektrana izgrađena u 1950-ih godina, danas je spomenik kulture. Parizu 1881. godine, a Edison je prve elektrane 3 Po njemu je nazvana SI jedinica električne vodljivosti simens (znak S), a s J. C. Halskeom osnovao je 1847. godine počeo graditi 1882. godine u New Yorku. Te su tvrtku Siemens-Halske, današnju Siemens AG.
29
Munjara, prva zagrebačka termoelektrana (1907.)
elektrane proizvodile istosmjernu struju, koja se zbog gubitaka u vodovima mogla prenositi na udaljenosti do najviše dva kilometra. Stoga su se elektrane morale graditi u svakoj gradskoj četvrti, u blizini potrošača. Velik je doprinos elektrifikaciji dao 1880-ih godina Nikola Tesla primjenom izmjeničnih struja. Njegove patente o izmjeničnoj struji otkupila je američka tvrtka Westinghouse za nezamislivo veliku svotu od milijun dolara, te pripremila gospodarsku primjenu, gradnju elektrane izmjenične struje i proizvodnju izmjeničnih elektromotora. Izgradnja hidroelektrane na slapovima Niagare početkom 1890. godine i opskrba grada Buffala na udaljenosti od 35 km bila je konačna pobjeda Teslinoga sustava izmjeničnih struja. Velik utjecaj na elektrifikaciju u svijetu imala je Međunarodna elektrotehnička izložba u Frankfurtu na Majni 1891. godine, na kojoj je prikazan prijenos na velike udaljenosti primjenom izmjeničnih struja uz visoke napone. Počeci električne rasvjete u Hrvatskoj Nakon takvih povremenih vijesti, u Hrvatskoj je prva primjena električne rasvjete lučnicama napajanim galvanskim baterijama bila 19. ožujka 1873. u Hrvatskom zemaljskom kazalištu u Zagrebu (današnja Starogradska vijećnica na Gornjem gradu), za kazališnu predstavu Margareta, kojom je ravnao Ivan pl. Zajc. Na plakatu je pisalo: “Električno svjetlo priredio i ravnat će osobno iz blagonaklonosti profesor ovdašnje velike realke gosp. Ivan Stožir.” 4 4 Ivan Stožir (1834.–1908.), hrvatski fizičar i meteorolog, slovenskoga podrijetla, studirao Politehniku u Beču, bio je
30
U to je doba Bogoslav Šulek (1816.–1895.), “otac hrvatskoga znanstvenog nazivlja”, u svome rječniku znanstvenog nazivlja5 predložio za elektricitet naziv munjivo i munjina, s osloncem na prirodnu atmosfersku pojavu. U Viencu je 1883. godine objavio članak Munjovodni posvjet (danas bi rekli Električna rasvjeta). Stoga su prve elektrane u Hrvatskoj nazvane munjarama, na primjer u Sisku (1905.), u Zagrebu (1907.), u Ozlju (1908.), u Petrinji (1910.), u Križevcima (1912.) i dr., a proizvodile su munjivo. Ti i izvedeni nazivi rabili su se do kraja Prvoga svjetskog rata, kada je ipak prevladao naziv elektricitet, električna struja i električna energija te njihove izvedenice, kao i u drugim jezicima. Ivan Stožir javno je prikazao u Zagrebu električnu rasvjetu 20. siječnja 1877. godine, prigodom plesa Hrvatskoga sokola, postavljanjem lučnice na uglu Gundulićeve ulice i Ilice. Narodne novine zanosno su pisale o svjetlosti dana: “Na početku, kroz dvie ure razlivao je električni, na jednoj kući u Ilici namješten aparat svjetlost dana u Gundulićevu ulicu, pokazujući put do glasbenoga zavoda.” Iste godine su Dubrovčani i Zadrani bili u prigodi diviti se električnoj rasvjeti u svojim lukama, za posjeta cara i kralja Franje Josipa, kada su s ratnih brodova napajane električne svjetiljke u luci kako bi uveličale taj događaj. Prva je električna rasvjeta postavljena oko 1881. godine u Gradskoj streljani na početku Tuškanca u Zagrebu. O tome u opisu električnoga luka 1882. godine u Novovjekim izumima zanimljivo piše: “…izumio je Leon Foucault spravu, koja pomoću munjomagneta sama regulira udaljenost ugljena. Ova sprava je do sada jako lijepa i dobra, ali uz to još uvijek komplicirana i skupa. Ovakvu spravu imadu i u velikih svjetiljkah građanske strieljane u Zagrebu.” Nakon prikaza Edisonove žarulje s ugljenom niti zanimljiv je opis: “Spomenuti nam je još jednu drugu vrst malenih električnih svjetiljka, jer su ih uveli u uzgrednih prostorijah građanske strieljane u gimnazijski profesor u Zagrebu i tri desetljeća ravnatelj Meteorološkog opservatorija na zagrebačkom Griču, gdje je ustanovio sustavno praćenje meteoroloških podataka te razvijao hrvatsko meteorološko nazivlje. 5B ogoslav Šulek, Hrvatsko-njemačko-talijanski rječnik znanstvenog nazivlja. Zagreb, 1874/75, Pretisak: Globus, Zagreb 1990.
Transformatorska stanica na Preradovićevom trgu u Zagrebu (1907.)
Električna rasvjeta je 1907. godine “pretvorila Zagreb u velegrad”
Zagrebu. Munjina se dovađa žicom u malene staklene lampice, pa tu umjesto da je list od ugljena kao kod Edisonove lampe, savila se tanka žica od platine. Kada munjina prolazi kroz žicu od platine, usja se žica, pa sja liepim i blagim svjetlom.” Za “munjevno svjetlo” stoji: “Sada se ono već mnogo upotrebljuje za rasvietljavanje velikih prostorija, kao kolodvora, tvornica, kazališta itd., zatim kod noćnih radnjah i gradnjah; isto tako služi ono već i za rasvjetu glavnih ulica i trgova njekih gradova.” Te su svjetiljke u Streljani napajane baterijama galvanskih članaka, a prema nekim izvorima je 1883. godine postavljen parostroj za pokretanje dinamostroja, ali je rasvjeta bila slabašna i titrava. Električna je rasvjeta u Hrvatskoj javno nastupila 1891. godine na Jubilarnoj izložbi Hrvatsko-slavonskog gospodarskog društva u Zagrebu (preteče Zagrebačkoga velesajma), održane na mjestu današnjeg Hrvatskog narodnog kazališta. Tadašnje Narodne novine su o tome pisale: “Na izložbenom prostoru udešena je po tvrtki Siemens i Halske iz Beča električna rasvjeta s dva parostroja po 7 konjskih silah sa 30 velikih kružnih svjetiljkah i 60 žarilah.” Spomenute kružne svjetiljke bile su električne lučnice smještene u mliječne staklene kugle, vjerojatno Jabločkove, a žarila su bile Edisonove žarulje s ugljenom niti.
Kandelaber s električnom lučnom svjetiljkom na Strossmayerovu trgu (1907.)
Dinamostrojevi su se počeli postavljati za električnu rasvjetu u tvornicama i okolini. U Hrvatskoj je, koliko je poznato, prvi dinamostroj postavljen 1880. godine u Tvornici tanina i bačava u Županji. U Čakovcu je u Paromlinu 1883. godine postavljen dinamostroj koji je opskrbljivao svjetiljke u okolnim ulicama i u stotinjak kuća, stoga se to može smatrati prvom javnom elektranom u Hrvatskoj. Prva javna zgrada osvjetljena električnom rasvjetom bilo je novo Gradsko kazalište u Rijeci. Prigodom otvorenja 5. listopada 1885. godine, na svečanoj predstavi Verdijeve Aide zasjalo je električno svjetlo iz vlastitog generatora, ali se, na žalost, ubrzo zbog kvara i ugasilo. Predstava je, uz uspješnu električnu rasvjetu, održana sljedećeg dana. Prva hidroelektrana u Hrvatskoj izgrađena je 1884. godine na Mrežnici za proizvodnju istosmjerne struje za rasvjetu i pogon tekstilne tvornice u Dugoj Resi te javnu rasvjetu okoline. Prva elektrana u Hrvatskoj namijenjena tržištu izgrađena je 1891. godine u luci u Rijeci, a osvjetljavala je i željeznički kolodvor. Nikola Tesla je 1892. godine, kada je bio na vrhuncu uspjeha i slave, posjetio Zagreb. Na poziv gradonačelnika dr. Milana Amruša održao je predavanje u kojem je predložio izgradnju vlastite hidroelektrane izmjenične struje na vodama ličkih rijeka, te ponudio svaku pomoć.
31
O tome stoji na zgradi Stare gradske vijećnice u Ćirilometodskoj ulici spomen ploča, na kojoj stoje Tesline završne riječi: “Smatram svojom dužnošću, da kao rođeni sin svoje zemlje pomognem gradu Zagrebu u svakom pogledu i savjetom i činom…” Nakon Teslina prijedloga gradsko je poglavarstvo raspisalo natječaj za gradnju hidroelektrane izmjenične struje. Odabrana je rijeka Kupa pokraj Ozlja. Tome se usprotivio Karlovac, smatrajući kako nema dovoljno vode za oba grada. Pače, karlovačke novine Glasonoša pisale su: “Zagreb želi oteti Karlovcu 8.000 konjskih sila”. Tada je Zagreb imao u javnoj rasvjeti 1050 plinskih i 350 petrolejskih svjetiljki. Dijelom što je trebalo još godinama otplaćivati uložena sredstva i plinaru, a dijelom zbog prigovora Karlovca, za nova ulaganja u elektranu i električnu rasvjetu nije bilo odaziva. U Zagrebu su postupno bile elektrificirane samo neke zgrade, uz uporabu vlastitih generatora. Stjepan Miletić, intendant zagrebačkog kazališta, 1893. godine doveo je električara Ivana Paspu iz bečkog Burgtheatra koji je postavio električnu rasvjetu još u Hrvatskom zemaljskom kazalištu na Gornjem gradu. Dinamo je bio pokretan parnim strojem koji je pokretao gradsku uspinjaču, smještenim ispred kule Lotrščak. Nova zgrada današnjeg Hrvatskog narodnog kazališta elektrificirana je već tijekom izgradnje 1895. godine, a vlastita mala elektrana bila je smještena u zgradi Hrvatskoga sokola iza kazališta. Prva javna hidroelektrana u Hrvatskoj izgrađena je na vodopadima Krke, među prvima u svijetu prema sustavu izmjeničnih struja6. Bila je to hidroelektrana Krka (poslije nazvana Jaruga I.), koja je 11 km dugim dalekovodom osvijetlila Šibenik 28. kolovoza 1895. u “20 uri i 20 časaka”. Iz grada su telefonom u hidroelektranu javili “…fantastično – nije zakasnila”. Novine su tada pisale “Šibenik svijetli kao Betlehem”, iako je to bilo dvije stotine žarulja, snage samo 16 “svijeća”, tj. vata7. To je bilo samo dva dana nakon puštanja u pogon elektrane po Teslinim patentima, izgrađene na slapovima Niagare u SAD-u, koja je označila premoć Teslinoga sustava izmjeničnih višefaznih struja. Ipak, Šibenik je osvijetljen
iste večeri, a grad Buffalo, udaljen od elektrane 35 km, zbog izgradnje dalekovoda osvjetljen je tek u studenome. Na prijelomu stoljeća elektrificirani su mnogi gradovi u Hrvatskoj: Rijeka 1890., Čakovec 1893., Zadar 1894., Varaždin 1895., Dubrovnik 1901., Pula 1904., Pakrac i Sisak 1905. U Zagrebu je tek 1905. godine ponovno osnovan odbor i raspisan natječaj za gradnju termoelektrane8. Elektrana je ponajprije namijenjena za javnu rasvjetu, pogon crpki gradskog vodovoda te pogon tramvaja, koji je od 1891. bio konjski. Električna centrala općine slob. i kr. glavnog grada Zagreb puštena je u pogon 24. listopada 1907., a Zagreb je osvijetljen električnom rasvjetom tek 5. studenoga. O tome sljedećeg dana pišu Narodne novine: “Bijeli naš Zagreb zasjao je kao preporođen. Tko je sinoć banuo na Jelačić plac pričinilo mu se da su palače što ga okružuju, zidovi, tlo, parketirano i ulašteno. Sve se odsijavalo. Izgledalo je kao velika krasna dvorana. Samo je trebala još svirati glazba, pa bi mnogi šetajući parovi i zaplesali.” Dalje piše tadašnji tisak: “Debut električnog osvjetljenja u Zagrebu protekao je sjajno. Korzo u Ilici kupao se u malom moru svjetla. Jelačićev trg, Marije Valerije9 ulica, kao i Zrinjevac dobili su sasvim nove ljepote. Dok su Ilica i Jelačićev trg zasjali u crvenkastom svjetlu, bili su Marije Valerije ulica i Zrinjski trg osvjetljeni ljubičasto. Utisak što ga je učinila električna rasvjeta bio je odličan.
6 Vidi: Josip Moser, Šibensko munjivo. Gradska knjižnica “Juraj Šižgorić”, Šibenik 1998. 7 Vati na žaruljama su se čak do 1950-ih godina razgovorno nazivali svijećama.
8 Vidi: Đurđa Sušec (urednik), Stoljeće svjetla u Zagrebu – 1907. – 2007. HEP, Zagreb 2007. 9 Današnja Praška ulica.
32
Javna rasvjeta električnom lučnicom pred Zakladnom bolnicom, na mjestu današnjega nebodera na Jelačićevu trgu (oko 1910. godine, jer je na njoj već i električni tramvaj)
ROBOTSKO UMJETNIČKO “KLESANJE” KAMENA. Primjer uporabe robotske ruke u finom glodanju kamena pri zamjeni erodiranog (slika desno) dubokog reljefa slikovit je primjer uporabe robotske ruke najprije u snimanju reljefa, nakon čega slijedi njegova CAD-rekonstrukcija dodavanjem (interpolacijom) onoga što je erozijom uništeno. Potom se na novom bloku izvodi reljef oblikom i dimenzijama najsličniji originalu. Posebnost postupka je i arhiviranje izvedenog kao i mogućnost izrade neograničenog broja jednakih kopija. Ovdje se obrađuje meki materijal pa sile glodanja nisu velike. nut je u istom položaju dok jedan robot izvršava više zadatka. Zbog istih razloga i Europska unija potiče uporabu robota u postupcima obrade materijala. Industrija, primjerice, pokazuje veliko zanimanje za primjenu robota u obradi automobilskih dijelova od lijevanog aluminija čija uporaba je u porastu. Nakon lijevanja komade treba čistiti, obrađivati površine s visokim tolerancijama, bojati i montirati. Većina obrada tih dijelova i danas se obavlja ručno. Veću uporabu robotskih ruku u strojnim obradama, poput brušenja, skidanja hrđe, poliranja i glodanja ograničava način rada. Alat za obradu je na vrhu manipulatora i on je u fizičkom kontaktu s predmetom obrade. Pri radu se mogu razviti velike promjenljive sile koje izazivaju strukturne deformacije obrađivanog komada, a gubi se i točnost pozicioniranja alata. Ruka robota počinje vibrirati što ograničava uspješno izvođenje poslova obrade. Program pozicioniranja robota koji nije uključio sile dodira i deformacije predmeta obrade i manipulatora postaje nekoristan pri korištenju na zadacima obrade. Krutost prosječnog robot-
skog manipulatora s rotacijskim zglobovima pedeset puta je manja od krutosti standardnog CNC-stroja. Manipulatori industrijskih robota konstruiraju se kao kruti mehanizmi koji postižu visoke točnosti pozicioniranja u beskontaktnim primjenama. Elastičnost članaka manipulatora je zanemariva. Najveći utjecaj na veliko odstupanje položaja vrha manipulatora pri strojnoj obradi ima podatljivost rotacijskog zgloba zbog elastičnosti zupčaničkog prijenosa u pogonskom reduktoru. Npr. sila rezanja od 500 N tijekom glodanja uzrokovat će na vrhu manipulatora pogrešku pozicioniranja od 1 mm. Kod CNC-stroja ta će pogreška biti manja od 0,01 mm. Mikronska točnost glodanja CNC-stroja posljedica je njegove statičke i dinamičke mehaničke krutosti koja proizlazi iz konstrukcije drugačije od robota. Transmisije osnovnih translacijskih osi vrlo su precizna pogonska kuglična navojna vretena bez zračnosti. Kod najtočnijih CNC-strojeva pogreška inducirana povećanom temperaturom najveća je komponenta pogreške pri CNC-obradi. CNC--
GLODANJE I POLIRANJE. Visoke razine preciznosti obrade alatnih strojeva nisu potrebne u nekim sektorima i primjenama. U primjeni glodanja i bušenja za proizvodnju namještaja ili plastike, dovoljna je milimetarska točnost. Primjene poput poliranja daju prednost robotima zbog veće podatljivosti manipulatora čime se izbjegavaju ogrebotine na malo neravnim površinama.
35