Čudesna moć regeneracije

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

Kada sam bila mala, često bih lovila guštere samo kako bih ih pobliže proučila. No podjednako često ostala bih osupnuta kada bi mi u ruci ostao samo rep, dok se ostatak guštera nepovratno udaljavao nemogućom brzinom u smjeru prvog meni nedostižnog gušterskog zaklona! Ujedno, to su bili moji prvi a priori susreti s fantastičnom regeneracijom nečijih odbačenih/izgubljenih udova. Ipak, koliko god fascinantni, gušteri gotovo da su amateri ovog sporta naspram nekih drugih organizmima, čija sposobnost regeneracije i reprodukcije tkiva nadmašuje čak i njihovu. S druge pak strane, mi ljudi ‒ usprkos tome što imamo mnoge zajedničke gene s njima ‒ imamo i vrlo ograničenu sposobnost regeneracije. Primjerice, prije cca osam godina moj je otac izgubio nogu zbog brutalnog i nepovratnog začepljenja arterija. Iako se u dobi od 73 godine zapravo vrlo dobro oporavio od amputacije i prilagodio životu s protezom, to je maksimum koji smo mogli ostvariti jer, naspram sposobnosti regeneracije udova kod određenih gmazova, vodozemaca i riba, nemamo sposobnost regeneracije čitavih organa i ekstremiteta. Naravno, ljudi i ostali viši sisavci mogu regeneri- golfa svjedoče o ovome vrlo popularnom sportu. Ponajviše maraka izdale su države engleskoga govornog područja. Motivi najčešće prikazuju: palice, cipele za golf, igrališta, natjecanja, trofeje, loptice, ponajbolje igrače i dr. Ipak, čini se da je ovaj bijeli sport nedostupan velikom dijelu populacije, prije svega zbog premalog broja terena, a samim time i skupog korištenja.

Ivo Aščić

rati određene dijelove tijela, poput kože ili jetre, no samo do određene granice. E sad, premda konceptualno superiornija regeneracija uopće nije nezamisliva kod sisavaca, ako uzmemo u obzir da postoji točno određena “shema” temeljem koje su nastali svi dijelovi tijela tijekom našeg embrionalnog razvoja, to se kod velike većine životinja (uključujući i ljude) ipak ne događa. Ovaj je fenomen nadalje argumentiran tezom da se radi o kompleksnim procesima koji se nakon embriogeneze više nikada ne mogu tako segmentirano i izolirano ponoviti zbog kontrolnih mehanizama koji njima vladaju i koji ih utišavaju kada se stvori organizam. Prema jednoj drugoj teoriji smatra se da je razlog nemogućnosti ovakve superregeneracije kod viših sisavaca njihov imunološki sustav. Naime, zbog veoma brzog odgovora imunološkog sustava na ozljede, koji toliko dobro funkcionira da trenutačno nakon ozljede pokušava zatvoriti ranu, zaustaviti krvarenje te spriječiti infekciju, nastaju ožiljci koji stopiraju proces regeneracije. Također, postoji teorija da su sisavci jednostavno preveliki u usporedbi s ostalim životinjama koje mogu regenerirati dijelove tijela, zbog čega bi utrošak energije koja bi bila potrebna za regeneraciju jednostavno bio prevelik pa se lakše i bioekonomičnije akomodirati na život bez određenog uda… E sad, s ovom se teorijom, doduše, osobno ne slažem jer smatram da je gubitak uda u prirodi (ne u gradovima, gdje je ionako malo toga još prirodno!) zapravo jednak smrtnoj presudi. Smatram da tu bilo kakvo načelo bioekonomije pada u vodu jer bi, iako teško i “skupo”, nadoknaditi izgubljeni ud bilo svakako bolje nego glumiti živuću meku za xy predatora, zar ne? Barem po pitanju sisavaca… Zamislite samo zebru, gnua ili čak bilo kojeg od predatora u savani bez noge!

Avaj, teorija je tu i ja je iznosim, dopuštajući i mogućnost da se debelo varam (jer to ne bi bilo prvi put!). Bilo kako bilo, interes znanstvenika za proučavanje procesa regeneracije oduvijek je postojao, a sve donedavno, najviše se o samom procesu nastanka i regeneracije organizma otkrivalo upravo zahvaljujući istraživanjima na području embriologije. Tek su nam najmodernije tehnologije omogućile da regeneraciji pristupimo na nov način kroz sekvenciranje gena koji su uključeni u ove procese. Tako je nedavno analizirana ekspresija gena guštera Anolis carolinensis, pri čemu je otkriveno da u procesu regeneracije repa ovog guštera sudjeluje oko tri stotine gena koji su potaknuli aktivnost niza razvojnih molekuarno-signalnih puteva, kao i puteva za popravak tkiva poput onih koji se aktiviraju tijekom zaraštanja rana. Također su uočene i strukturalne razlike u samom procesu regeneracije kod guštera u odnosu na vodozemce. Naime, dok se kod vodozemaca rast novog repa odvija pri vrhu u procesu dediferencijacije stanica, kod guštera je uočeno da se radi o kompleksnijem procesu u koji je uključeno nekoliko tipova stanica na raznim položajima duž novonastalog repa. Ipak, u samom procesu regeneracije ustanovljene su i određene sličnosti – konkretno, i vodozemci i gmazovi aktiviraju tzv. Wnt, odnosno signalni put koji predstavlja jedan od ključnih razvojnih signalnih puteva. Ovo, međutim, ima i svoju “tamnu” stranu budući da je njegova aberantna aktivacija također pristuna i u tumorima. Tu se možda čak krije i još jedan dio razloga zašto kod evolucijski viših organizmama nema mogućnosti regeneracije. Naime, postoje mišljenja kako je to svojevrstan ustupak kompleksnosti organizma koji, doduše, tako gubi na sposobnosti regeneracije, ali je time i manje podložan nastanku tumora! Nadalje, u radu objavljenom u časopisu Plos one istraživači iz Biološkog laboratorija MDI Benjamin L. King i Voot P. Yin otkrili su zajedničke regulatore gena kod tri različite vrste koje imaju izvanrednu sposobnost regeneracije: ribe zebrice, meksičkog aksolotla te bihiria, jedne vrste mnogoperke (op.a. ‒ evolucijski stara skupina riba koju karakteriziraju mesnate prsne peraje koje im omogućuju kretanje po tlu te tkiva koja oponašaju funckiju pluća zbog čega ova skupina može određeno vrijeme opstati i na suhom).

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

Sekvenciranje genoma ovog vodozemca bio je iznimno velik zahvat budući da se radi o genomu koji je oko deset puta veći od genoma čovjeka te se radi o jednom od najvećih ikad sekvenciranih genoma. Analizom dobivenih podataka utvrđeno je nekoliko gena koji su specifični za aksolotla, ali i za druge vodozemce sa sposobnošću regeneracije, od kojih je posebnu važnost dobio gen PAX7. Naravno, ova studija tek je početak jer će se tek usporedbom njegovog genoma s drugim organizmima sličnih sposobnosti te budućim selektivnim funkcionalnim analizama pojedinih gena potencijalnih kandidata u ovim procesima moći detaljnije razjasniti molekularni procesi koji reguliraju regeneraciju kod ove simpatične životinjice. Sličnu sposobnost regeneracije imaju i ribe zebrice! Zebrice (Danio rerio) su vrsta tropske slatkovodne ribice iz roda Danio, porodice Cyprinidae (šarani), a, pored toga što su prozirne, mogu proizvesti i nove organe. Prije se znalo da ove ribe mogu regenerirati tkivo retine u svojim očima, kao i regenerirati leđnu moždinu, međutim, nova studija pokazuje kako zebrice mogu “oživjeti” i srčano tkivo nakon ozljede. Impresivno, zar ne? No, pravo je pitanje kako se zapravo odvija proces regeneracije kod ovih žvotinjica?

Kada životinja ostane bez noge ili repa, na mjestu prekida tkivo se dediferencira, odnosno pojednostavljeno rečeno, stanice koje su bile visoko specijalizirane i usmjerene samo na neku specifičnu ulogu, sada opet prelaze u nespecijaliziranu formu i u takvom obliku mogu poslužiti kao stanice iz kojih se mogu diferencirati sve vrste stanica potrebnih za stvaranje novog ekstremiteta. Ovo je vanjska manifestacija procesa regeneracije, no tek nedavno se otkrilo koji je genetički potpis ovih promjena, odnosno koje su skupine gena odgovorne za pokretanje ovih procesa. Danas se zna da je to dijelom moguće i zato što ovi organizmi čitav život zadržavaju sposobnost postizanja tzv. “pluripotentnosti” stanica, odnosno ovog prethodnog procesa de- i re-diferencijacije. Kod čovjeka se nakon rođenja većina takvih pluripotentnih stanica zamjenjuje s tzv. “matičnim” stanicama koje zadržavaju tek limitirani opseg mogućnosti popravka tkiva u kojem se nalaze, kao što su to primjerice koštana srž gdje nastaju nove krvne stanice ili koža gdje se aktiviraju pri zaraštanju rana. Dakle, otkriće genetskih mehanizama zajedničkih ovim vrstama, koje su se evolucijski odvojile prije više od 420 milijuna godina, dovodi do zaključka da ti mehanizmi nisu specifični za pojedinu vrstu već su konzervirani kroz evoluciju, što bi potencijalno moglo predstavljati i dobru podlogu za istraživanja nove hipoteze o genetičkim mehanizmima koji upravljaju regeneracijom udova. To otkriće također predstavlja velik napredak u razumijevanju tipova tkiva kod ljudi, poput tkiva udova koji se teže regeneriraju te potencijalnih načina kako bi se moglo manipulirati tim mehanizmima. Ovo me baš nekako “ful” asocira na Spidermana i onog lika koji si nastoji uzgojiti izgubljenu ruku pa skroz “frikne“ i postane “evil gmaz” no, ipak, pustimo zasad daljnji SF i nastavimo o našim superregenerativnim životinjicama! Premda su gušteri, meksički akollotl i riba zebrica vjerojatno najpoznatije životinje po pitanju impresivne sposobnosti regeneracije, postoje i druge vrste koje za njima baš nimalo ne zaostaju. Jedni od daleko manje poznatih organizama zasigurno su i žiroglavci (Enteropneusta), morske životinje koje se nalaze na samom dnu evolucijske grane kralježnjaka, odnosno, skupine životinja kojima pripadamo i mi, ljudi. Kako stoji u izvješću Sveučilišta Washington objavljenom u časopisu Developmental Dynamics, čak i doslovno prepolovljen, žiroglavac može regenerirati glavu i/ili rep u savršenim proporcijama s obzirom na preostalu polovicu. Izuzev toga, žiroglavci imaju sposobnost regenerirati čak i svoj centralni živčani sustav i ostale vitalne organe, a pritom je gotovo nemoguće razaznati “originalnu” od regenerirane životinje. Međutim, ono što je posebno interesantno u ovoj studiji jest činjenica da sa žiroglavcima dijelimo tisuće gena te imamo mnogo (ako ne i sve!) jednake gene koje žiroglavci koriste za regeneraciju dijelova tijela!

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

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

U svakom slučaju, regeneracija u bilo kojem svojem segmentu i opsegu, zaista jest još jedno od izvanrednih čuda prirode i života kao takvog. Međutim, premda ljudi i ostali sisavci za sada još nemaju sposobnost regeneracije čitavih udova ili organa (barem koliko je aktulnoj znanosti poznato!), ne bih vas ostavila razočaranima jer, usprkos tome, mi i dalje jesmo doista čudesna

BBC micro:bit [36]

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

bića granice čijih tijela i sposobnosti svakim danom istražujemo i pomičemo sve više! Uostalom, što možda još i nije u sferi znanosti, zasigurno jest u sferi duha!

Ivana Janković, Croatian Wildlife Research and Conservation Society

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

Digitalni izlazi

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

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

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

Analogni izlazi

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

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

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

Osim navedenih postoje još tri izvoda s analognim značajkama. To su izvodi P3, P4 i P10, no ti su izvodi u sprezi s displejom BBC micro:bita pa ga treba isključiti. Želite li to isprobati, tad morate proširiti postojeći program kao na Slici 36.6. Prije nije spomenuto, ali displej treba isključiti i kada koristite digitalne izvode koji su u spoju s njim, no to ste sigurno već znali od ranije.

Analogni ulazi

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Kad je biljka žedna…

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

Kako to radi? Do prvog ticala PAD1, preko otpornika R1 dolazi napon s BBC micro:bita. Kad je tlo suho, zbog visokog otpora neće teći struja do drugog ticala PAD2, baze i emitera tranzistora T1 i otpornika R2 prema masi. U tim uvjetima tranzistor je zakočen pa nema struje ni između kolektora i emitera. Zbog toga je izvod OUT preko otpornika R2 u spoju s masom (GND), stoga izvod BBC micro:bita dobiva napon od 0 V. Čim se tlo navlaži krene struja preko PAD1 na PAD2, baze i emitera tranzistora i R2 prema masi. Tranzistor se otkoči pa krene višestruko jača struja između kolektora i emitera tranzistora i R2 prema masi. Na izvodu OUT dobiva se napon koji je proporcionalan jačini te struje, odnosno obrnuto je proporcionalan otporu tla.

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

Načelo rada osjetila izuzetno je jednostavno. Sonda koja sliči vilici s dva ticala (to su dva izložena pozlaćena vodiča) djeluje kao trimer-potenciometar kojemu se otpor mijenja ovisno o količini vode u tlu. Kako je otpornost obrnuto proporcionalna vodljivosti tla, manje vode podrazumijeva slabiju vodljivost, odnosno viši otpor, a više vode podrazumijeva odličnu vodlji- podataka te baterije za napajanje BBC micro:bita. Napomena! Baterije će dati 3 V, a ne 3,3 V kao kad se BBC micro:bit napaja preko USB-a. Radi toga bit će potrebno novo baždarenje!

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

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

Neizvjesna stanja logičkih razina

Slika 36.17. Ovaj program omogućava čitanje vrijednosti vlažnosti tla u postocima

Parametar 670 kod from_ je veličina koju je eksperimentalno dobio autor ovih redaka. Zbog tolerancije korištenih elektroničkih sklopova (osjetila vlažnosti tla i BBC micro:bita) te zbog različitog mineralnog sastava zemlje koju ćete koristiti, taj broj će kod vas biti nešto drugačiji. Baždarite ga eksperimentalno tako što s puno vode natopite zemlju te koristite očitanu vrijednost kao parametar skaliranja. Prema tvorničkim podacima za osjetilo vlažnosti tla očekivane vrijednosti vodljivosti jesu: od 0 do 300 – suho tlo; od 300 do 700 – vlažno tlo; od 700 do 950 – u vodi.

Iako je ovo osjetilo jednostavno i jeftino i kao takvo pogodno za amatersku upotrebu, treba istaknuti kako ima i jednu veliku manu. Naime, prilikom upotrebe kemijskih gnojiva za dohranjivanje biljaka, neki će kemijski spojevi iz gnojiva, zbog elektrolitskog efekta, biti privučeni prema pozitivnom ticalu (PAD1) gdje će se nataložiti, a time će ticalo vrlo brzo izgubiti potrebna svojstva što će za posljedicu imati netočna očitanja. To se može riješiti na nekoliko načina, na primjer dovođenjem izmjenične struje do osjetila (što bez većih zahvata i preinaka elektronike osjetila nije moguće izvesti) ili upotrebom kapacitivnog osjetila (ali tada to više nije osjetilo s istim načelom djelovanja). Najjednostavnije je da prepravite ponuđeni program i način spajanja osjetila s BBC micro:bitom tako da se osjetilo uključuje samo kad pritisnete tipku A (ili B) na BBC micro:bitu čime ćete elektrolitskom efektu drastično skratiti vrijeme djelovanja. Neka vam to bude zadatak za samostalan rad. Usto, neka uređaj bude autonoman, neovisan o računalu za prikaz podataka i o napajanju. Drugim riječima, iskoristite LED-displej BBC micro:bita za prikaz

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

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

To znači da, kad se sklop napaja naponom od 3,3 V (preko USB-a), njegove logičke razine jesu:

Low (0) = (3,3 / 3) × 1 = 1,1 V

High (1) = (3,3 / 3) × 2 = 2,2 V.

Kad se sklop napaja iz baterija, odnosno naponom od 3 V, njegove logičke razine jesu:

Low (0) = (3 / 3) × 1 = 1 V

High (1) = (3 / 3) × 2 = 2 V.

S bilo kojim međuvrijednostima između minimalne (1/3) i maksimalne (2/3) vrijednosti, sklop daje nestabilne rezultate čime je onemogućeno ispravno funkcioniranje priključenih aktuatora (izvršitelja) kojima bi BBC micro:bit trebao upravljati. Radi toga, elektronika priključenih osjetila treba nedvojbeno davati tražene vrijednosti. Naime, ako izvodi ostanu slobodni, odnosno ako na njima nema priključenih osjetila tada se, kako je već spomenuto, dobivaju slučajni brojevi očitanja, a razlog su lažni signali parazitskih struja (kapacitivnih i induktivnih) koji se iz raznih razloga generiraju zbog bliskosti bakrenih vodova na pločici BBC micro:bita. To su vrlo slabe struje koje bi se mogle i zanemariti, no ugrađeni integrirani sklopovi BBC micro:bita vrlo su osjetljivi pa ih registriraju. Kako bi se to djelovanje poništilo potrebno je do ulaznih izvoda dovesti ili masu (GND) ili napon napajanja (3V), a za to su zaduženi otpornici pull-down i pull-up. Kada su ti otpornici spojeni tada se dobivaju korektni ulazni naponi:

Low (0) = 0,1 V

High (1) = napon napajanja sklopa.

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

Podsjetnik: pin0.write_digital(x) > na prozvani digitalni izvod dovodi se logičko stanje x = 1 ili x = 0 (1 = doveden je napon napajanja, 0 = u spoju je s masom) pin0.write_analog(x) > na prozvani analogni izvod dovodi se PWM napon. Vrijednosti idu od 0 (u spoju je s masom) do 1023 (doveden je napon napajanja). S vrijednostima unutar spomenutog raspona (između 0 i 1023) mijenja se DUTY-CYCLE od 0 % do 100 % pin10.read_analog() > čita stanje električne vodljivosti dobiveno s osjetila koje je spojeno na određeni izvod. Dobivene vrijednosti idu od 0 (izolator) do 1023 (vodič); print() > praćenje vrijednosti dobivenih preko serijskog ulaza (USB) na zaslonu računala. Vrijednosti koje treba čitati upisuju se unutar zagrada tako da se prozove promjenljiva koja ih sadrži scale(pin3.read_analog(), from_=(0,1023), to=(10000, 0)) > softversko preslagivanje brojeva.

Za ove ste vježbe trebali:

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

- rubni priključak

- USB-kabel

- baterije za BBC micro:bit

- svjetleće diode, jedna crvena i jedna zelena

- otpornik od 220 Ω

- trimer-potenciometar od 10 kΩ

- osjetilo vlažnosti tla tvrtke DFROBOT

- posudu sa zemljom i malo vode

- tri premosnice M – F, jedna žuta, jedna crvena i jedna crna.

Marino Čikeš, prof.