Robotická stavebnice FISCHERTECHNIK E-Tech 91083

Robotická stavebnice FISCHERTECHNIK E-Tech 91083 Pro ilustrace vždy nahlédněte do odpovídající části originálního manuálu.

1. Stavebnice "Profi E-Tec" Stavebnice Profi E-tec pokrývá vzrušující téma elektrického inženýrství. Začátek s jednoduchými elektrickými obvody vám ukáže například jak funguje lampa nebo jak se spouští a vypíná světlo v lednici. Také vám vysvětlí, jak fungují světal na schodech, která lze zapnout a vypnout ze dvou různých míst. Další kapitola vysvětlí čistě elektro-mechanickou automatizaci systémů bez počítače a elektroniky pouze za použití takzvaných přepínacích kotoučů. Budete uchváceni tím, jak mohou být tímto způsobem ovládány například semafory. Poté se podíváme na moderní elektroniku a ovládání různých přístrojů, například dveří od garáže pomocí "E-tec Module". Tento malý elektronický ovládací modul s mikroprocesorem dokáže neuvěřitelné věci. Můžete například propojit různé senzory (tlačítka, světelné senzory, magnetické senzory) a ovládat motor podle signálů senzorů. Dále jsou některé programy již uloženy v modulu E-Tec a mohou být snadno vyvolány a použity k různých funkcím. Uvidíte, že tento malý modul má skvělé zdroje. Začneme ale od začátku.

2. Elektrické obvody 2.1 Než začnete Než začnete s pokusy, musíte sestavit několik dílů, například kabely a konektory, lampy, bzučák a 9V napájení. Více informací se nachází dále v návodu. 2.2 Jednoduchý elektrický obvod Nyní máte všechny díly připravené k použití, takže se podíváme na problematiku elektrického inženýrství pomocí jednoduchých experimentů. Nejprve budete potřebovat tyto díly: Zdroj napájení: Normálně použijte pro pokusy 9V alkalickou baterii, kterou můžete ve stavebnici najít v poskytnutém slotu na baterie. Také můžete pochopitelně použít fischertechnik Accumulator Set nebo napájecí jednotku "Energy Set". Nyní připojte lampu k napájecí jednotce (viz obrázky na straně 18 originálního návodu): Poznámka: Stavebnice obsahuje dvě různé lampy: Žárovka (bulb lamp): jedná se o běžnou žárovku. Lampa "lens tip": tato lampa v sobě má čočku, která směřuje světlo. Tuto lampu použijeme hlavně, když budeme stavět světelnou bariéru za pomoci fototranzistoru. Instrukce najdete dále v návodu. Tato lampa je velmi podobná normální žárovce. Vždy se ujistěte, že používáte správnou lampu. V prvním pokusu použijeme normální žárovku.

Když inženýři zakreslují, jak by měly být různé komponenty zapojeny, nekreslí skutečné komponenty, jako vodiče a konektory, ale symboly, které je reprezentují. Například zjednodušená kresba našeho zapojení by vypadala následovně: (viz nákres na straně 18 originálního manuálu) Power supply - zdroj napájení Lamp - lampa Cables - kabely Této reprezentaci zapojení se říká diagram zapojení. Úkol: Co vidíte, když propojíte lampu se zdrojem napájení, napří klad 9V baterií? Správně, lampa se rozsvítila. Právě jste postavili obvod a tímto obvodem prochází proud z pozitivního pólu zdroje skrze červený vodič do lampy (také ji lze nazvat spotřebičem) a skrze černý vodič zpět do negativního pólu zdroje napájení. Zdroj napájení si můžete představit jako jakousi vodní pumpu, která tlačí proud skrze kabely ke spotřebiči. Stejně jako u pumpy v akváriu je třeba uzavřený cyklus, aby mohl proud proudit. Pokud na libovolném místě obvod přerušíme, například vytažením konektoru, proud nemůže téct. Jakmile pumpa vytvoří jistý tlak vody podle své kapacity, zdroj napětí napájí jistým napětím, které se měří ve Voltech (zkratka V). Spotřebiče fischertechnik (lampy, motory, bzučáky) vyžadují napětí 9V. Toto napětí je poskytováno zdroji napájení fischertechnik. Pokud použijete vyšší napětí, poškodíte spotřebič. Každý spotřebič vyžaduje určité množství elektrického proudu, podobně jako voda, která proudí vodovodním potrubím. A stejně jako je vodní kohoutek pro vodu odporem, spotřebič je odporem pro elektrický proud. Čím nižší je odpor spotřebiče, tím větší proud může protéct proud. Proud se měří v Ampérech (zkratka A). Hodnota, která vyjadřuje velikost odporu, který má spotřebič na proud, se měří v Ohmech (zkratka Ω). Zpět na šemu elektrickému obvodu. Nejprve jsme přerušili obvod vytažením konektoru. To lze učinit také elegantnějším způsobem pomocí přepínače, který můžete nainstalovat na jedné z napájecích linek k spotřebiči a přerušit nebo uzavřít tak obvod (Viz obrázek na straně 19 originálního návodu.) Přepínač fischertechnik má tlačítko s třetmi spojeními, která jsou označena jako 1, 2 a 3. Když propojíte napájecí linky ke kontaktu 1 a 2, tlačítko se uzavře v pozici vypnuto (jinými slovy není stlačeno), takže proud může protékat skrz. Když stisknete tlačítko (pracovní pozice), obvod je přerušen. Ale pokud chcete propojit linie ke kontaktu 1 a 3 tlačítka, je to otevřeno v pozici vypnuto, takže proud nemůže procházet. Když stisknete tlačítko, obvod se uzavře. Abyste se podívali blíže na rozdíly, rozšíříme náš základní obvod, který původně sestával pouze ze zdroje napájení a lampy, o tlačítko, které je napojeno mezi mezi červenou napájecí linkou a lampou. Od této chvíle již neuvidíte žádné skutečné ilustrace, ale pouze diagramy obvodů: (Viz diagram na straně 19.)

Úkol: Sestavte tento obvod (nejlépe na velkém černém základním podkladu) a zaznamenejte, kdy je lampa zapnutá. Lampa Tlačítko nestisknuto Tlačítko stisknuto

Druhý obvod by měl vypadat následovně. (Viz diagram na začátku druhého sloupce na straně 19 originálního manuálu.) Úkol: Změňte váš obvod podle diagramu a opět pozorujte, kdy se lampa spustí: Lampa Tlačítko nestisknuto Tlačítko stisknuto Výsledky: Pokud byl obvod přerušen stisknutím tlačítka (kontakty 1 a 2), tlačítko "vypínač". Pokud se obvod stisknutím tlačítka uzavřel (kontakty 1 a 3), jedná se o "spínač". Nyní si ukážeme obě tyto funkce na modelu fischertechnik. Úkol: - Postavte ze stavebnice svítilnu. - Zvažte, zda bude tlačítko fungovat jako spínač nebo vypínač. - Nakreslete diagram. Úkol: - Postavte model lednice s vnitřním osvětlením, které se zapne, když otevřete dveře a vypne, když je zavřete. - Jak bude tlačítko zapojeno v tomto případě? - Nakreslete diagram. Poznámka: Řešení těchto dvou příkladů je v návodu k sestavení. 2.3 Vodič a nevodič Ne všechny materiály vodí proud. Zvláště dobře prochází kovy, jako jsou například měděné vodiče v kabelech fischertechnik. Také ale mosazí, železem, olovem, cínem nebo kovovými osami, které jsou součástí stavebnice. Jiné materiály vedou proud hůře nebo vůbec. Například plast je zcela nevodivý. Takovým meteriálům se říká izolátory. Úkol: Postavte zařízení, které může zjistit, zda zda konkrétní materiál vede proud nebo ne.

Takové zařízení se bude nazývat testerem vodivosti. Napadá vás, jak může fungovat? Pak se do toho hned pusťte. Jinak najdete pomoc zde: Poznámky: Potřebujete dva otevřené kontakty, které mohou držet materiál. Pokud vedou proud, je obvod uzavřený a bzučák vydá zvukový signál, který značí, že je obvod uzavřený. Pokud se z bzučáku neozve žádný zvuk, víme, že tento konkrétní materiál není vodičem proudu. Diagram obvodu ukazuje použití: (Viz diagram na straně 20 originálního návodu.) Upozornění! Ujistěte se, že jste zapojili bzučák ve správné polaritě. Červená = pozitivní. Jinak nebude fungovat. Pokud máte se sestavením zařízení nějaké problémy, podívejte se do instrukcí k sestavení. Zde najdete detailní postup, jak na to. Úkol: Zkuste různé materiály a zakřížkujte si, které jsou vodiči a které izolátory. Materiál Vodič Izolátor

Materiály, které jsou dobrými vodiči (například měď) se používají k přenosu proudu. Nevodiče (například plast) se používají k izolaci vodivých materiálů jako ochrana, kdyby na vodiče například někdo sáhnul. Kabely fischertechnik obsahují uvnitř měděný drát a jsou izolované plastem. 2.4 Sériové a paralelní zapojení Nyní se podíváme, co se stane, když pracujete s více ne jedním, ale několika spotřebiči. Použijeme dvě žárovky jako spotřebiče a propojíme se dvěma různými způsoby. Sériově, jeden za druhým: (viz diagram na straně 20) Úkol: 1. Postavte tento obvod s dvěma žárovkami na černém stavebním podkladu (viz instrukce pro sestavení).

2. Jak jasné je světlo obou světel ve srovnání s jedním světlem v jednoduchém obvodu? Zakřížkujte správnou odpověď. Jasnější: Stejné: Tmavší:

Paralelně: (viz diagram na straně 20) Mimochodem, pokud diagram obvodu kříží dva vodiče, jako zde, a je v místě křížení elektrické spojení, značí se černou tečkou. V případě křížení bez tečky na tomto místě není elektrické spojení. Úkol: 1. Postavte tento obvod s dvěma žárovkami na černém stavebním podkladu (viz instrukce pro sestavení). 2. Jak jasné je světlo obou světel ve srovnání s jedním světlem v jednoduchém obvodu? Zakřížkujte správnou odpověď. Jasnější: Stejné: Tmavší: Výsledky: Pokud propojíte jednu lampu za druhou, nazývá se toto zapojení sériovým. V sériovém zapojení obě lampy sdílí poskytované napětí (zde 9V). Díky tomu nesvítí tak jasně. Pokud dvě lampy zapojíte paralelně jednu k druhé, jedná se o paralelní zapojení. V tomto případě obě lampy dostávají stejné napětí 9V. Díky tomu svítí setjně jasně jako jedna lampa v jednoduchém zapojení.

2.5 Obvod A-NEBO Podobně jako dvě lampy v jednom obvodu můžeme také zapojit do jednoho obvodu jednu lampu a dvě tlačítka. V tomto případě můžete zapojit tlačítka buď sériově nebo paralelně. Sériové zapojení: Toto zapojení můžete najít na stránce 11 návodu k sestavení. Úkol: - Sestavte tento obvod na černém podkladu. - Nakreslete elektrický obvod. - Kdy je lampa zapnutá? Zakřížkujte správné odpovědi. Když není žádné tlačítko stisknuté Když je stisknuté první tlačítko Když je stisknuté druhé tlačítko Když jsou stiknutá obě tlačítka

Paralelní zapojení: Toto zapojení můžete najít na stránce 11 návodu k sestavení. Úkol: - Sestavte tento obvod na černém podkladu. - Nakreslete elektrický obvod. - Kdy je lampa zapnutá? Zakřížkujte správné odpovědi. Když není žádné tlačítko stisknuté Když je stisknuté první tlačítko Když je stisknuté druhé tlačítko Když jsou stiknutá obě tlačítka Výsledky: Když jsou dvě tlačítka zapojena sériově, lampa se rozsvítí, jen pokud jsou stištěna tlačítka 1 a 2. Toto spojení se nazývá "obvod A". Když jsou dvě tlačítka zapojena paralelně, lampa se rozsvítí, jen pokud je stištěn tlačítko 1 nebo tlačítko 2. Toto spojení se nazývá "obvod NEBO". 2.6 Oboustranné spojení Možná už jste se sami sebe ptali, jak je možné vstoupit do budovy, zapnout světlo v přízemí, vyjít po schodech o patro výš a zhasnout to samé světlo v prvním patře. A když už jste v prvním patře, můžete toto světlo dle libosti rozsvěcet a zhasínat. Abyste tento jev pochopili, musíte znát spojení zvané "oboustranné spojení". Úkol: Postavte jednoduchý model "světla na schodišti" pomocí žárovky a dvou tlačítek. Aby světlo stále svítilo, i když je pustíte, stiskněte malou plošku nad červeným tlačítkem, aby zůstalo stištěné (viz instrukce k sestavení). (Viz diagram na straně 21 originálního manuálu.) - Nyní propojte model podle následujícího diagramu obvodu. - Zkontrolujte, jestli spojení pracuje jako výše popsané světlo na schodišti. Pro toto zapojení budete potřebovat tři jacky a mini tlačítko. Namísto normálního vypínače se jedná o přepínač nebo též "komutátor". 2.7 Motor Tato kapitola popíše další důležitý spotřebič, elektrický motor. Když propojíte motor ke zdroji napájení, začne se točit. Zkusme to sestavením jednoduchého obvodu pomocí tlačítka a motoru. Diagram obvodu je následující: (Viz druhý diagram na straně 21.) Circuit symbol for motor - symbol motoru Jakmile stisknete tlačítko, motor se začne točit. Pokud změníte konektory na motoru, otáčí se v opačném směru. Proto je pro motory důležité propojení konektorů. Když změníte pozitivní a negativní, takže změníte polaritu, obrátí se směr otáčení motoru.

2.7.1 Princip fungování motoru Proč se motor otáčí, když jím prochází proud? Pokud si myslíte, že následující vysvětlení je příliš komplikované, můžete je klidně přeskočit. Jakmile se budete ve škole učit o magnetických efektech elektrického proudu, určitě budete schopni pochopit princip. My vám teď předvedeme princip fungování motoru ve zjednodušené verzi. Když držíte vodič, skrze který prochází proud v magnetickém poli, tento vodič je vystaven síle, takže se pohybuje. Tento jev se používá v elektromotorech. Zjednodušeně, motor se skládá ze dvou částí: pevné části, takzvaného statoru, a otáčejícího se rotoru. Stator je magnet, rotor tvoří vodičovou smyčku, která se pohybuje v magnetickém poli statoru, jakmile jí začne procházet proud. Po otočce o 90° by otočka vodičové smyčky normálně skončila. Proto musí být proud v rotoru včas obrácen, aby se otočil směr síly a otáčení pokračovalo. Takto je zajištěno pokračující otáčení rotoru. Viz obrázek na straně 22. Reversal of the direction of the current - obracení směru proudu. Ve skutečnosti rotor neprovádí pouze jednu otočku, ale velké množství otoček. Polarita proudu není obrácena jen jednou, ale několikrát, aby umožnila optimální otáčky. Nyní provedeme pár praktických experimentů za pomoci motoru fischertechnik. 2.7.2 Ovládání motoru s dvěma směry rotace V mnoha zapojeních by se motor neměl otáčet jen v jednom směru, ale mělo by být možné otočit jeho směr. V prvním pokusu s motorem jsme tohoto byli schopni dosáhnout změnou konektorů motoru. To je ovšem svým způsobem komplikované. Proto se podíváme na možnost řešení tohoto problému elegantnějším způsobem pomocí dvou mini tlačítek. Příkladem zapojení pro tento úkol je výtah, který může jet nahoru nebo dolů. Úkol: - Nejprve sestavte výtah (viz návod k sestavení). - Propojte model podle následujícího diagramu (první diagram na straně 22) tak, aby výtah jel nahoru, když stisknete jedno tlačítko a dolů, když stisknete druhé. Pokud není stisknuto žádné tlačítko, motor je vypnutý. (diagram) - Nakreslete na diagramech v originálním manuálu šipky, které značí směr proudu (od + k -), abyste byli schopni rozpoznat, proč se motor pohybuje v různých směrech v závislosti na tom, které tlačítko jste stiskli. Označte směr otáčení motoru křížkem. (Diagramy na straně 22.) pressed - stisknuto Směr rotace: Doprava Doleza Vypnuto Jak vidíte v návodu na sestavení, můžete umístit obě tlačítka tak, abyste mohli přepínat pomocí páčky umístěné mezi tlačítky. Takovému přepínači se říká přepínač pólů.

3. Elektro-mechanické ovládání 3.1 Ovládání blikajícího světla Do této chvíle jsme spouštěli a vypínali lampy, motory a bzučáky ručně pomocí tlačítka. Pokud má lampa blikat, museli bychom tisknout a pouštět tlačítko neustále dokola. Abyste ušetřili čas, použijte takzvaný přepínací kotouč pro tisknutí tlačítek. Tento kulatý díl je poháněn elektrickým motorem a neustále se točí. Tiskne tlačítko pomocí svého vnějšího obvodu a vnitřní obvod netiskne tlačítko. Při jedné otočce je tlačítko na půl otáčky stisknuto po druhou není. Abyste toto lépe pochopili, postavte nejprve jednoduché blikající světlo na černé podložce (návod na sestavení, strana 19). Čím déle je tlačítko tištěno, tím déle světlo svítí. Díky variabilitě dílu můžete dobu svícení a zhasnutí nastavit. Příkladem blikajícího světla je blikající světlo na vysoké věži. Často ale nestačí mít jen jedno světlo. Úkol: - Postavte věž, na jejíž vrcholek dáte dvě varovná světla (červené a zelené), která obě střídavě blikají (viz instrukce k sestavení). - Jak změníte frekvenci blikání?

3.2 Semafor Pro ovládání blikajícího světla stačí mít tlačítko a přepínací kotouč. Pomocí několika přepínacích kotoučů můžete ovládat celý proces semaforu. Semafor zjednodušíme, aby nebyl až tolik složitý. Nebudeme používat žluté světlo, pouze červené a zelené. Úkol: - Sestavte semafor s červeným a zeleným světlem. Použijte žárovky. Rozmyslete si ovládání za použití dvou tlačítek a dvou přepínacích kotoučů. Vyberte poměr převodových ozubených koleček poháněcího motoru, aby fáze semaforu vydržela po několik sekund. - Nejprve přizpůsobte přepínací kotouč tak, aby svítilo buď červené nebo zelené světlo. - Navrhněte ovládání přepínacího kotouče tak, aby probíhal následující proces: ↑→zelená→červená→červená+zelená→↓ ↑←←←←←←←←←←←←←←←←↓ Poznámka: Také můžete řešení tohoto úkolu najít v návodu na sestavení. Ješně donedávna bylo mnoho strojů vybaveno podobným elektro-mechanickým ovládáním. Dokonce i myčky nádobí byly ovládány tímto způsobem. Nevýhodou takového ovládání je relativně komplikovaná mechanická struktura a vysoké ztráty kvůli neustálému tření mezi přepínacím kotoučem s kontakty. Dnes je většina ovládání řešena elektronicky. Takové ovládání je flexibilnější, značně menší a má vyšší účinnost, jelikož u něj není žádné mechanické tření. Nyní naše modely osadíme elektronickým ovládáním - jedním z nejmodernější, zvaných ovládání pomocí mikroprocesoru.

4. Ovládání pomocí elektroniky Téma elektroniky je velice zajímavé, ale také vyčerpávající. Trvalo by příliš dlouho byť jen zmínit základy, které jsou potřeba pro plné pochopení elektroniky a elektrických obvodů. Toto téma jednoduše opustíme a začneme hned s ovládáním mikroprocesorů, které jsou přiloženy ke stavebnici E-Tec. Ovládání pomocí mikroprocesoru Základ princip fungování: Mikroprocesor je malý počítač, který jen schopen zpracovávat elektronická data a příkazy. Díky tomu je mikroprocesor také srdcem každého počítače. Systém mikroprocesoru sestává z následujících komponentů: (Viz obrázek na začátku strany 24.) Bus system - systém sběrnice Microprocessor - mikroprocesor Input and output units - vstupní a výstupní jednotky Program memory - paměť programu Data memory - paměť dat Samotný mikroprocesor je nejdůležitější částí. Zpracovává data, která jsou určena jako příkazy v programu. Paměť programu obsahuje program, který musí být spuštěn. Paměť dat ukládá okamžité a konečné výsledky během chodu programu. Vstupní a výstupní jednotky jsou zodpovědné za vnější spojení (například klávesnice, monitor). Sběrnice je zodpovědná za výměnu informací mezi různými komponenty. Ve své podstatě tímto způsobem funguje každý počítač.

5. Modul E-Tec Stavebnice Profi E-Ted také obsahuje malý "počítač", takzvaný E-Tec modul. Přirozeně mikroprocesor v něm obsažený není tak výkonný jako ten v počítači, nicméně je dostatečně účinný na to, aby vykonával jednoduché úkoly pro modely obsažené ve stavebnici. Oproti počítači nemůžete E-tec modul sami programovat. Jsou v něm však uloženy různé programy, které lze vybrat a spustit pomocí čtyř přepínačů v závislosti na modelu, který si přejet ovládat . Nejprve se podíváme na samotný modul E-Tec: (Viz obrázek na konci prvního sloupce na straně 24.) Power Supply - napájení Output motor - výstup motoru Slide switch - přepínač Inputs - vstupy 5.1 Spojení Napájení Modul E-Tec pochopitelně funguje, jen pokud je napojen na 9V zdroj napájení fischertechnik. Při připojení si dávejte pozor na správnou polaritu (červená=pozitivní). Když je modul správně připojen k napájení, rozsvítí se zelená LED (během zapínání krátce zabliká).

Vstupy I1-I3 K těmto vstupům mohou být připojeny senzory fischertechnik. Senzory přenáší informacez modelu fischertechnik do modulu E-Tec. Možnými senzory jsou tlačítka, magnetické senzory a fototranzistory. Technická data vstupů: 9V=, práh přepnutí: 4V= (jakmile nastane tento práh, tlačítko je rozpoznáno jako stištěné=1, pod tímto prahem je nestištěné=0). Výstup motoru Motor, lampa nebo bzučák mohou být připojeny k těmto dvěma jackům, které jsou označeny jako 01 a 02. Jak je výstup připojen (zapnutá/vypnutá lampa, motor doprava/doleva/vypnutý) záleží na tom, který program jste vybrali a jaké podmínky jsou na vstupech (například stisknuté nebo nestisknuté tlačítko). Technická data výstupu: 9V=, konstantní proud 250mA, krátkodobě 500mA, odolné vůči zkratům. Přepínače 1-4 Pozice těchto čtyř přepínačů, které se též nazývají DIP přepínači, rozhoduje o funkci modulu E-Tec. Pomocí těchto přepínačů můžete vybrat požadovaný program. Je proto nutné, abyste DIP přepínače nechávali na pozici pro váš konrétní model. Správnou pozici přepínačů pro každý model najdete v návodu na sestavení. Každý přepínač má dvě pozice. "ON" (nahoře) a "OFF" (dole). Nyní se konečně podíváme na to, jak funguje E-Tec modul.

5.2 Základní program Nejprve na všech čtyřech DIP přepínačích vyberte "OFF" a připojte E-Tec modul k napájení DIP1 DIP2 DIP3 DIP4 OFF OFF OFF OFF Důležité! Modul E-Tec přečte, jaký program má být spuštěn, pouze když je zapojeno napájení. Proto nejprve vyberte program a poté připojte napájecí kabel nebo baterii. Pokud je DIP4 "OFF", je aktivován takzvaný základní program. Jedná se o univerzální program, pomocí něhož můžete ovládat velké množství modelů. Vyzkoušejte tento program propojením jednoho motoru k výstupu "Motor" a jednoho tlačítka ke každému ze tří výstupů I1-I3 (propojte tlačítka ke kontaktům 1 a 3 a vyrobte kontakty - viz kapitola 2 o jednoduchém obvodu). V tomto pokusu na polaritě spojení modulu E-Tec nezáleží jak na vstupu, tak na výstupu. Pokus: - Krátce stiskněte tlačítko I1 - výsledek: motor běží. - Krátce stiskněte tlačítko I2 - výsledek: motor se točí druhým směrem. - Krátce stiskněte tlačítko I1 - výsledek: motor zastavil. Navíc se zelená LED vypne a poté zase zapne pokaždé, když stisknete tlačítko. Takto můžete ozkoušet, že senzory fungují. Funkce základního programu lze popsat následovně:

Vstup Motor

Výběr

I1

Doleva

Viz tabulka na straně 25.

I2

Doprava

I3

Vypnutý

Zda je nebo není aktivovaný základní program závisí čistě jen na pozici přepínače DIP4. Základní program je aktivní, když je na pozici OFF. Poté mají přepínače 1 až 3 speicální funkce v hlavním programu. V kapitole dva o jednoduchém obvodu jste se už naučili, že tlačítko může fungovat jako vypínač. Do této chvíle jsme zjistili více o různých funkcích pomocí propojení tlačítka a spojení kontaktu (kontakty 1 a 3) nebo rozpojení kontaktu (kontakty 1 a 2). Pomocí modulu E-Tec můžete to samé udělat elektronicky. Pokus: - Použijte pokusné nastavení, které jste právě sestavili, a přepněte přepínač DIP1 na ON - výsledek: motor se ihned spustil. - Vypněte motor pomocí I3. Poznámka: DIP přepínače mohou být přepnuty buď nehtem nebo ještě lépe malým šroubovákem, který je součástí stavebnice. - Stiskněte I1 a pusťte jej - výsledek: motor se spustí jen pokud pustíte tlačítko. Již nevytváří kontakt, ale narušuje jej. - Můžete zkusit to samé s tlačítky I2 a I3. Pokud bychom jako senzor používali pouze tlačítka, elektronická změna z narušení kontaktu by nebyla nutná, jelikož tlačítko může být přestavěno, aby utvářelo kontakt jednoduše pomocí výměny kabelů. Nicméně, pokud použijete další senzor, například magnetický senzor, situace se změní.

5.2.1 Magnetický senzor Jedná se o magnetický přepínač, který se uzavře, jakmile se k němu přiblíží magnet. (Viz obrázky na straně 25.) Nemůžeme jej jednoduše přestavět, aby se stal vypínačem, jako to jde u jednoduchého ON/OFF přepínače a ne komutátoru. Má pouze dvě spojení. Pokus: - Přepněte všechny DIP na OFF a připojte magnetický senzor k I1. - Dejte poblíže senzoru magnetický díl, který je přiložen ve stavebnici (černá kostka s kulatými magnety). Výsledek: motor se spustí. - Zastavte motor pomocí I3. - Přepněte DIP1 na ON - motor běží. - Zastavte opět motor pomocí I3. - Přidržte magnet poblíž senzoru (ve vzdálenosti cca 1 cm) a dejte jej pryč. Výsledek: motor zastaví, jen pokud dáte pryč magnet. Nyní funguje magnetický senzor jako vypínač.

S tímto v paměti nyní postavte první model a ovládejte jej pomocí modulu E-Tec. Bude se jednat o poplašný systém.

5.2.2 Poplašný systém Úkol: Postavte model dveří nebo trezoru. Když se dveře otevřou, měl by se spustit pomocí magnetického senzoru bzučák, který přestane, když je alarm vypnut pomocí dalšího tlačítka. Poznámky: Program: základní program (DIP4=OFF) Magnetický senzor na I1 jako vypínač (DIP1=ON) Tlačítko (kontakty 1 a 3) na I3 (DIP3=OFF) Bzučák na výstupu motoru (01=červená) Pro detaily nahlédněte do instrukcí k sestavení. 5.3 Speciální programy Kromě základního programu má modul E-Tec také další programy, které jsou určené pro různé modely. Abyste měli přístup k speciálním programům, přepněte přepínač DIP4 na ON. Nyní již DIP1-3 nejdou použít ke změně vstupů pomocí přerušení kontaktu, ale k výběru z celkem osmi uložených programů. 5.3.1 Speciální program systému poplachu Existuje také speciální program pro poplašný systém. Vyberte následující pozici přepínačů: (viz obrázek na straně 26). Důležité: Abyste aktivovali program, krátce zapněte a za krátký okamžik vypněte napájení modulu ETec. Když je aktivován speciální program, LED na modulu E-Ted zabliká, když ovládá motor. Program má následující funkce: Jakmile jsou dveře otevřeny, bzučák začne vydávat zvuk, nicméně ne neustále, ale s přerušeními aby vás rušil. Poplašný systém lze vypnout, jen když jste předtím zavřeli dveře. Jinak by se mohlo stát, že poplašný systém bude aktivován, i když jsou dveře stále otevřené, což by bylo velmi snadné pro zloděje. Pomocí speciálních programů můžete vybudovat skutečný poplašný systém. Můžete dokonce chránit dveře svého pokoje před nedovoleným vniknutím. Mimochodem také můžete nastavit dobu trvání signálu bzučáku. Když přepojíte jacky na vstupu I2 pomocí jednoho ze zbývajících kabelů, zvukový signál bude mít vyšší frekvenci.

5.3.2 Další speciální program - vysoušeč rukou V případě vysoušeče rukou navíc kromě nového speciálního programu vyzkoušíte také nový senzor, fototranzistor, který je přiložený ke stavebnici.

5.3.3 Fototranzistor Jedná se o elektronický komponent, který reaguje na jas světla. Spolu s lampou lens tip s ním můžete postavit světelnou bariéru. Krátce se podíváme na to, jak fototranzistor funguje: Na straně 26 se nachází symbol pro fototranzistor. Normální tranzistor je komponent s třemi spojeními. Spojení se nazývají emitor, základna a kolektor. Tranzistory se používají hlavně k posílení slabých signálů. Slabý proud, který proudí od jakéhokoliv signálu do základny tranzistoru, je přeměněn na mnohem silnější proud v kolektoru. Zesílení proudu může dosáhnout faktoru většího než 1000. Nicméně fototranzistor ve stavebnici má pouze dvě spojení. Důvodem pro to je, že základna nemá žádné vnější spojení. Proto je v symbolu zobrazena jako zlomená linie. Fototranzistor pracuje jako malý solární panel zkombinovaný s tranzistorem. Světlo narážející na základnu generuje velmi malý proud, který je zesilován tranzistorem a poskytován kolektorem. Čím sílnější je dopadající světlo, tím silnější je proud na kolektoru. Aby toto fungovalo, jak je popsáno, fototranzistor vyžaduje některé další elektronické komponenty. Tyto jsou v modulu E-Tec. Fototranzistor lze připojit přímo ke vstupům I1-I3. Důležité: Když připojíte fototranzistor ke vstupu, ujistěte se, že to je ve správné polaritě. Kontakt s červenou značkou musí být připojen ke straně vstupu +. Jinak nebude fototranzistor fungovat. Pokud použijete fototranzistor společně s lampou lens tip jako světelnou bariéru, modul E-Tec rozpozná, zda je světelná bariéra narušena nebo ne. Nyní ale sestavte vysoušeč rukou: Úkol: - Postavte model podle pokynů k sestavení a propojte jej s modulem E-Tec podle popisu. - Nastavte DIP přepínače, jak je potřeba. Co jste schopni z jejich pozic zjistit? Pozice DIP přepínačl: DIP4=ON - jedná se o speciální program DIP1 DIP2 DIP3 OFF OFF OFF Nastavení pro speciální program vysoušeče rukou. Důležité: Připojujte zdroj napájení až po nastavení DIP přepínačů! Funkce programu: Když je narušena světelná bariéra na I1, motor se spustí a zastaví se po sedmi sekundách. Takto funguje skutečný vysoušeč rukou.

5.4 Všechny druhy aplikací 5.4.1 Děrovačka Další model, který postavíme, je děrovačka. Tento úkol má tři úrovně obtížnosti. Pokyny k sestavení objasňují pouze třetí, nejtěžší dokončenou úroveň. Poté, co jste se naučili všechny věci o modulu E-Tec, měli byste být schopni krok po kroku dokončit sami problémy jedna a dvě. Úkol 1: - Postavte děrovačku, která se pohybuje nahoru a dolů při stisku tlačítka. V nižší pozici by měla být polarita motoru obrácena, aby se přístroj opět zvednul. V horní pozici by se měl motor vypnout. - Přepínač na horní straně by měl být tlačítko, obraceč polarizace motoru v dolní pozici by měl být spuštěn magnetickým senzorem. Tlačítko by také mělo být použito jako startovací tlačítko (více detailů je v návodu k sestavení). - Použijte modul E-Tec se základním programem. - Který senzor by měl být připojen ke kterému vstupu I1 až I3? - Jak by měly být zapojeny vstupy I1 až I3 na modulu E-Tec? Budou utvářet nebo rozpojovat kontakt? Poznámka: Nejprve propojte dvě tlačítka (koncový a startovní přepínač), aby vytvářely kontakty (kontakty 1 a 3). Ujistěte se, že je motor umístěn mezi koncový přepínač předtím, než je zapnut modul E-Tec. Jinak bude děrovačka pracovat donekonečna v jednom směru, až ji zapnete. Úkol 2: - Děrovačka by měla mít bezpečnostní zajištění, aby se spouštěla dolů, jen když jsou současně stištěna dvě tlačítka (jedno levou, druhé pravou rukou). Jak můžete tlačítka propojit? Poznámka: Je nutné stisknout tlačítko 1 a tlačítko 2 Úkol 3: - Jako další zabezpečení byste měli nainstalovat světelnou bariéru. Když se někdo dostane k přístroji, měl by ihned zastavit. Jak by měla být světelná bariéra nainstalovaná? - Co musíte změnit na koncovém přepínači, který zastavuje motor? Poznámka: Světelná bariéra musí být připojena k I3 a vstup I3 musí rozpojit kontakt, aby se motor zastavil ve chvíli, kdy je narušena světelná bariéra. Kvůli tomu musí být DIP3 přepnut na ON. Až doteď byl na OFF, jelikož motor byl vypnut pomocí horního koncového přepínače, který byl připojen, aby spojoval kontakt. Motor by měl nyní zastavit, když je stištěn horní koncový přepínač. Proto musí být propojen sériově se světelnou bariérou k I3 a také by měl přerušovat kontakt (spojit kontakty 1 a 2 v tlačítku). Pokud máte se spojením nějaké potíže, použijte diagram obvodu v návodu k sestavení.

5.4.2 Garážová vrata Jistě znáte garážová vrata, která je třeba otevírat a zavírat ručně, ale která je možné otevřít pomocí dálkového ovládání nebo přístupovou kartou. Taková garážová vrata bychom chtěli také! Úkol: - Postavte garážová vrata, která lze otevřít a zavřít za pomoci motoru (viz návod na sestavení).

- Měla by mít následující funkce: mělo by být možné otevřít vrata pomocí karty s magnetickým páskem (nahradíme ji magnetickým komponentem a magnetickým senzorem). Měla by se zavřít po stisknutí tlačítka. Koncový přepínač pro otevření a zavření by měla být další tlačítka. - Nejprve vyřešte tento úkol pomocí základního programu modulu E-Tec. - Zaznamenejte pozici DIP přepínače do následující tabulky (ON nebo OFF). DIP1 DIP2 DIP3 DIP4 - Zapište, který senzor byl připojen ke kterému vstupu. Senzor Vstup Magnetický senzor Koncový přepínač horní pozice (otevřené dveře) Koncový přepínač dolní pozice (zavřené dveře) Tlačítko pro zavření garáže - Kde je slabina tohoto programu? Pokud jste nenašli žádnou slabinu v tomto programu, pokuste se zavřít dveře, když už jsou zavřené. Všimnete si, že motor se stále otáčí a snaží se zavřít dveře. Náš základní program není schopen vyřešit tento konkrétní problém. Proto jsme zapojili další speciální program pro tento model. Najdete jej pod následující pozicí DIP: (viz obrázek v levém sloupci na straně 28). Důležité: Nyní musíte propojit tlačítko pro zavření garáže s kontakty 1 a 2. Jinak se budou dveře zavírat pouze poté, co tlačítko stisknete dvakrát. Pochopíte důvod, proč je tento vstup takto programován, když se podíváte na modelovou bariéru u veřejných garáží. Tuto vlastnost budeme potřebovat i zde. Popis programu: Nejprve je garážovým vratům dána počáteční pozice, garáž se zavře. Pokud dojde k chybě, LED bude velmi rychle blikat (takzvaný mód interference). Může být opraven jedině pomocí vypnutí a opětovného zapnutí proudu. Tato bezpečnostní vlastnost se také spustí, když motor běží po delší dobu než 60 sekund, aniž by byl stištěn přepínač. Když otevřete vrata garáže pomocí magnetického senzoru, musíte je nejprve zavřít, abyste je mohli znovu otevřít. Program pozná, zda jsou dveře zrovna otevřené nebo zavřené. 5.4.3 Bariéra ve veřejných garážích Podobnou funkci jako garážová vrata má bariéra ve veřejných garážích. Můžete použít stejný speciální program. Nicméně tentokrát je úkol trochu jiný: Úkol: - Když přijedete před bariéru ve veřejných garážích, měli byste být schopni ji otevřít pomocí

přístupové karty (magnetický komponent + magnetický senzor). Pokud jste kolem ní projeli autem, bariéra by se měla uzavřít díky světelhé bariéře. Světelná bariéra by měla spustit motor jen pokud auto kompletně minulo bariéru. - Opět zaznamenejte, který senzor je připojen ke kterému vstupu. - Navíc byste měli nainstalovat červenou a zelenou lampu, které ukáží řidiči, kdy má jet. Jak propojíte tyto lampy tak, že se zelená rozsvítí se správnou chvíli? Poznámka: Kompletní desing tohoto modelu je popsán v návodu k sestavení. Aby se světelná bariéraspustila pouze, když ji auto celé minulo, musí být nejprve narušena a poté uzavřena. Použili jsme stejný program jako u garáže. Proto musí být tlačítko pro zavření garáže připojeno ke kontaktům 1 a 2.

5.4.4 Automat na kostky Jako poslední model v sadě bychom rádi představili stroj, který uvolňuje ze sebe kostky. Vhodíte minci a stroj vám dá dvě stavební kostky 15. Úkol: - Postavte model, jak je popsán v návodu k sestavení. - Zjistěte z pozice DIP přepínače, zda je ovládán pomocí základního nebo speciálního programu. Zaznamenejte správnou odpověď. Základní program Speciální program - Nyní přestavte zařízení tak, aby vydávalo ne dvě, ale tři kostky. Poznámka: Ujistěte se, že je motor umístěný mezi dvě koncové přepínače předtím, než je zapnut modul E-Tec. Jinak se bude posuvník pohybovat stále jedném směrem.

5.5 Modul E-Tec toho zvládne mnohem víc Poté, co jste si vyzkoušeli všechny modely, chceme vám ukázat, které funkce se ukrývají v modulu E-Tec a dosud jste je přímo nepoužili. Tyto funkce vám jistě pomohou vymyslet vlastní modely. Speciální program - střídavé blikání světel DIP přepínač: viz obrázek na straně 29. Namísto motoru připojíte jeden pól každé lampy k 01 a 02 a druhý pól k negativnímu pólu zdroje napájení. (Viz diagram obvodu na straně 29.) Negativní pól zdroje napájení Pokud napojíte modul E-Tec ke zdroji napájení, obě lampy začnou blikat. Přemostěním vstupů I1-I3 můžete vygenerovat větší frekvenci blikání:

Přemostěný vstup Funkce blikání Žádný

Rychlé střídavé blikání, konzistentní

I3

Rychlé střídavé blikání, nekonzistentní

I2

Pomalé střídavé blikání, konzistentní

I2 a I3

Pomalé střídavé blikání, nekonzistentní

Navíc jsou i pomalejší frekvence blikání, které byste normálně nepoužili. Jsou spíše určeny pro modely, které mají motory, pracují neustále neměly by pracovat neustále v jednom směru, například ruské kolo: Přemostěný vstup Funkce motoru I1

7 sek. doleva, 1 sek. pauza, 7 sek. doprava, atd.

I1 a I3


1 a I2


1, I2 a I3


Speciální programy pro digitální technologie Také jsme poskytli čtyři programy pro fanoušky digitálních technologií, které můžete použít k stavbě logických obvodů (Monoflop, Flip-Flop, funkce A a NEBO). Skutečná zábava ale začíná, když propojíte několik modulů E-Tec. Tím se však dostanete mimo možnosti této stavebnice, můžeme je tedy pouze zmínit. Podrobný popis bude uveřejněn na internetu na www.fischertechnik.de/downloads.

5.6 Krátký průvodce modulem E-Tec nyní, když jste se naučili mnoho příkladů použití a víte, jak ovládat modely za pomocí modulu ETec, vám dáme shrnutí nejdůležitějších funkcí modulu. Spojení: Zdroj napájení: 9V= I1-I3: vstupy pro senzory Motor (01 a 02): výstupy pro motor doleva/doprava/vypnutý Výběr: DIP přepínače 1-4 pro výběr programu. Základní program: DIP4=OFF DIP1-DIP3=ON I1-I3 naprogramovány pro přerušení kontaktu DIP1-DIP3=OFF I1-I3 naprogramovány pro spojení kontaktu Funkce: I1=motor doleva I2=motor doprava I3=motor vypnout Speciální programy: DIP4=ON

Důležité: Vybraný program se dá přečíst, jen pokud je modul E-Tec zapnutý. Proto musíte nejprve nastavit DIP přepínače a poté připojit modul E-Tec ke zdroji napájení. Pro obrázky přepínačů k programům vždy nahlédněte do originálního manuálu na stranu 30. Program 1: Vysoušeč rukou Funkce: Jakmile je přerušen I1, motor se spustí ve směru doleva po sedm sekund a poté se vypne. Program 2: Poplašné zařízení Funkce: Jakmile je přerušen I1, ozve se bez přerušení bzučák. Když je uzavřen I3, bzučák se vypne, nicméně pouze pokud byl předtím znovu propojen I1. Můžete změnit pomocí I2 trvání jednotlivých zvuků bzučáku. Program 3: Vrata garáže/bariéra ve veřejných garážích Funkce: bariéra se zavře (motor doprava). Pokud není během 60 sekund nalezen ukončovací přepínač nebo pokud nenastane chyba, LED začne velmi rychle blikat (takzvaný mód interference). Oprava: Vypněte a opět zapněte napájení. Bariéra se otevře (motor doleva) uzavřením I1. Bariéra se zavře (motor doprava) uzavřením I2 (například když je propojená světelná bariéra znovu propojena bez přerušení). Bariéra může být uzavřena, pokud byla předtím otevřena a naopak. Program 4: Střídající se blikající světla Funkce: viz předchozí části návod. Programy 5-8: Digitální funkce Popis: viz www.fischertechnik.de/downloads

6. Řešení problémů Zde se nachází několik tipů, jak odhalit příčinu problému, když vámi sestavený model nefunguje. Kabely a konektory: Během sestavení konektorů byste si měli dávat pozor, že jsou opravdu v kontaktu s vodičem. Nejlepší je zkontrolovat každý kabel po spojení pomocí lampy, kterou připojíte ke zdroji napájení pomocí vámi právě připojeného kabelu nebo můžete použít zkoušečku vodivosti. Správné zapojení modelů U některých modelů potřebujete mnoho kabelů. Musíte je opatrně zapojit, abyste zabránili chybám, jinak nebude model fungovat. Pokud nejste dostatečně opatrní, můžete připojit motor ke vstupu nebo senzor k výstupu pro motor. Potom nemůže model fungovat. Jinými slovy, pokud model nefunguje, zkontrolujte nejprve všechna spojení. Zdroj napájení Když používáte akumulátor nebo baterii, ujistěte se, že stále poskytují dostatek energie. Můžete připojit lampu. Pokud nesvítí příliš jasně nebo po několika sekundách zhasne, baterie nebo akumulátor je prázdný. Správná polarita U některých komponentů je důležité, aby měly správnou polaritu, jinak nebudou fungovat:

Modul E-Tec Červený kabel = pozitivní, černý kabel = negativní. Zelená LED se v případě správného zdroje napájení rozsvítí. Fototranzistor Červená značka = pozitivní, symbol plus je viditelný na vstupech modulu E-Tec. Test funkce: propojte fototranzistor k I1 na modulu E-Tec, modul E-Tec v základním programu (DIP1DIP4=OFF). Dejte zapnutou lampu před fototranzistor. Pokud fototranzistor rozpozná jas, zelená LED se vypne a za chvíli opět zapne. Bzučák Červený kabel = pozitivní, černý kabel = negativní. Nastavení DIP přepínačů modulů E-Tec Aby vás modul E-Tec běžel podle správného programu, musí být přesně nastaveny DIP přepínače. Pozice přepínačů pro každý model najdete v návodu k sestavení. Důležité: Nastavení programu lze přečíst, jen pokud je modul E-Tec zapnutý. Když mezitím změníte program, musíte krátce přerušit přívod energie, abyste aktivovali nový program. V základním programu (DIP4=OFF) mohou být změněny vstupy I1-I3, aby přerušily kontakty pomocí DIP přepínačů DIP1-DIP3. Modul rozpozná tuto změnu, i když běží program. V tomto případě není třeba přerušovat proud. Pokud komponent navzdory správné polaritě, funkčním kabelům a dostatečnému napájení nefunguje, existuje ještě jedno možné vysvětlení. Ve stavebnici je defekt! V takovém případě kontaktujte servis.

7. Ještě inteligentnější ovládání - fischertechnik computing Doufáme, že jste si s ovládáním modelů sestavených pomocí Profi E-Tec užili spoustu zábavy. Možná se chystáte sestavit vlastní modely a ovládat je pomocí modulu E-Tec. Poté jistě dospějete do stádia, kdy vám již nebude postačovat základní program E-Tec, protože neobsahuje správné programy. Možná, že váš model neobsahuje jeden, ale několik motorů a vy si přejete dosáhnout jistého postupu. Když se toto stane, jste připraveni k dalšímu kroku v technologii ovládání: fischertechnik Computing Program. Poskytuje ovládací modul s rozhraním, které umožňuje ovládat čtyři motory najednou. Navíc obsahuje osm digitálních vstupů pro tlačítka, fototranzistory, magnetické senzory, a současně dva analogové vstupy pro měření odporu. Nejlepší částí ovšem je propojení s vaším PC a možnost navrhování vlastních programů pomocí grafického softwaru. Získáte tak nekonečné množství možností. Můžete programovat i modely z této stavebnice. Například výtah můžete vybavit senzory a naprogramovat jej jako skutečný výtah s přivolávacími tlačítky v každém podlaží. Jen to zkuste!

Robotická stavebnica FISCHERTECHNIK E-Tech 91083 Pre ilustrácie vždy nahliadnite do zodpovedajúcej časti originálneho manuálu.

1. Stavebnica "Profi E-Tec" Stavebnice Profi E-tec pokrýva vzrušujúce tému elektrického inžinierstva. Začiatok s jednoduchými elektrickými obvodmi vám ukáže napríklad ako funguje lampa alebo ako sa spúšťa a vypína svetlo v chladničke. Tiež vám vysvetlí, ako fungujú světal na schodoch, ktoré možno zapnúť a vypnúť z dvoch rôznych miest. Ďalšia kapitola vysvetlí čisto elektro-mechanickú automatizáciu systémov bez počítača a elektroniky iba za použitia takzvaných prepínacích kotúčov. Budete uchvátení tým, ako môžu byť týmto spôsobom ovládané napríklad semafory. Potom sa pozrieme na modernú elektroniku a ovládanie rôznych prístrojov, napríklad dverí od garáže pomocou "E-tec Module". Tento malý elektronický ovládací modul s mikroprocesorom dokáže neuveriteľné veci. Môžete napríklad prepojiť rôzne senzory (tlačidlá, svetelné senzory, magnetické senzory) a ovládať motor podľa signálov senzorov. Ďalej sú niektoré programy už uložené v module E-Tec a môžu byť ľahko vyvolané a použité na rôznych funkciám. Uvidíte, že tento malý modul má skvelé zdroje. Začneme ale od začiatku.

2. Elektrické obvody 2.1 Než začnete Než začnete s pokusmi, musíte zostaviť niekoľko dielov, napríklad káble a konektory, lampy, bzučiak a 9V napájania. Viac informácií sa nachádza ďalej v návode. 2.2 Jednoduchý elektrický obvod Teraz máte všetky diely pripravené na použitie, takže sa pozrieme na problematiku elektrického inžinierstva pomocou jednoduchých experimentov. Najprv budete potrebovať tieto diely: Zdroj napájania: Normálne použite pre pokusy 9V alkalickú batériu, ktorú môžete v stavebnici nájsť v poskytnutom slotu na batérie. Tiež môžete pochopiteľne použiť fischertechnik Accumulator Set alebo napájaciu jednotku "Energy Set". Teraz pripojte lampu k napájacej jednotke (pozri obrázky na strane 18 originálneho návodu): Poznámka: Stavebnica obsahuje dve rôzne lampy: Žiarovka (bulb lámp): jedná sa o bežnú žiarovku. Lampa "lens tip": táto lampa v sebe má šošovku, ktorá smeruje svetlo. Túto lampu použijeme hlavne, keď budeme stavať svetelnú bariéru za pomoci fototranzistoru. Inštrukcie nájdete ďalej v návode. Táto lampa je veľmi podobná normálne žiarovke. Vždy sa uistite, že používate správnu lampu.

V prvom pokuse použijeme normálne žiarovku. Keď inžinieri zakresľujú, ako by mali byť rôzne komponenty zapojené, nekreslí skutočné komponenty, ako vodiče a konektory, ale symboly, ktoré ich reprezentujú. Napríklad zjednodušená kresba nášho zapojenie by vyzerala nasledovne: (pozri nákres na strane 18 originálneho manuálu) Power supply - zdroj napájania Lamp - lampa Cables - káble Tejto reprezentácii zapojenie sa hovorí diagram zapojenia. úloha: Čo vidíte, keď prepojíte lampu so zdrojom napájania, naprí klad 9V batériou? Správne, lampa sa rozsvietila. Práve ste postavili obvod a týmto obvodom prechádza prúd z pozitívneho pólu zdroja skrze červený vodič do lampy (tiež ju možno nazvať spotrebičom) a skrze čierny vodič späť do negatívneho pólu zdroja napájania. Zdroj napájania si môžete predstaviť ako akúsi vodnú pumpu, ktorá tlačí prúd skrz káble k spotrebiču. Rovnako ako u pumpy v akváriu treba uzavretý cyklus, aby mohol prúd prúdiť. Ak na ľubovoľnom mieste obvod prerušíme, napríklad vytiahnutím konektora, prúd nemôže tiecť. Akonáhle pumpa vytvorí istý tlak vody podľa svojej kapacity, zdroj napätia napája istým napätím, ktoré sa meria vo voltoch (skratka V). Spotrebiče fischertechnik (lampy, motory, bzučiaky) vyžadujú napätie 9V. Toto napätie je poskytované zdroju napájania fischertechnik. Ak použijete vyššie napätie, poškodíte spotrebič. Každý spotrebič vyžaduje určité množstvo elektrického prúdu, podobne ako voda, ktorá prúdi vodovodným potrubím. A rovnako ako je vodný kohútik pre vodu odporom, spotrebič je odporom pre elektrický prúd. Čím nižšia je odpor spotrebiča, tým väčší prúd môže pretiecť prúd. Prúd sa meria v Ampéroch (skratka A). Hodnota, ktorá vyjadruje veľkosť odporu, ktorý má spotrebič na prúd, sa meria v ohmoch (skratka Ω). Späť na nášmu elektrickému obvodu. Najprv sme prerušili obvod vytiahnutím konektora. To možno urobiť aj elegantnejším spôsobom pomocou prepínača, ktorý môžete nainštalovať na jednej z napájacích liniek k spotrebiču a prerušiť alebo uzavrieť tak obvod (Viď obrázok na strane 19 originálneho návodu.) Prepínač fischertechnik má tlačidlo s treťou spojeniami, ktoré sú označené ako 1, 2 a 3. Keď prepojíte napájacie linky ku kontaktu 1 a 2, tlačidlo sa uzavrie v pozícii vypnuté (inými slovami nie je stlačené), takže prúd môže pretekať skrz. Keď stlačíte tlačidlo (pracovná pozícia), obvod je prerušený. Ale ak chcete prepojiť línie ku kontaktu 1 a 3 tlačidlá, je to otvorené v pozícii vypnuté, takže prúd nemôže prechádzať. Keď stlačíte tlačidlo, obvod sa uzavrie. Aby ste sa pozreli bližšie na rozdiely, rozšírime náš základný obvod, ktorý pôvodne pozostával len zo zdroja napájania a lampy, o tlačidlo, ktoré je napojené medzi medzi červenou napájací linkou a lampou. Od tejto chvíle už neuvidíte žiadne skutočné ilustrácie, ale iba diagramy obvodov: (Pozri diagram na strane 19.)

Úloha: Zostavte tento obvod (najlepšie na veľkom čiernom základnom podklade) a zaznamenajte, kedy je lampa zapnutá. Lampa tlačidlo nestlačené tlačidlo stlačené

Druhý obvod by mal vyzerať nasledovne. (Pozri diagram na začiatku druhého stĺpca na strane 19 originálneho manuálu.) úloha: Zmeňte váš obvod podľa diagramu a opäť pozorujte, kedy sa lampa spustí: Lampa tlačidlo nestlačené tlačidlo stlačené výsledky: Ak bol obvod prerušený stlačením tlačidla (kontakty 1 a 2), tlačidlo "vypínač". Ak sa obvod stlačením tlačidla uzavrel (kontakty 1 a 3), jedná sa o "spínač". Teraz si ukážeme obe tieto funkcie na modeli fischertechnik. úloha: - Postavte zo stavebnice svietidlo. - Zvážte, či bude tlačidlo fungovať ako spínač alebo vypínač. - Nakreslite diagram. úloha: - Postavte model chladničky s vnútorným osvetlením, ktoré sa zapne, keď otvoríte dvere a vypne, keď je zatvorte. - Ako bude tlačidlo zapojených v tomto prípade? - Nakreslite diagram. Poznámka: Riešenie týchto dvoch príkladov je v návode na zostavenie. 2.3 Vodič a nevodiace Nie všetky materiály vodí prúd. Zvlášť dobre prechádza kovy, ako sú napríklad medené vodiče v kábloch fischertechnik. Tiež ale mosadzou, železom, olovom, cínom alebo kovovými osami, ktoré sú súčasťou stavebnice. Iné materiály vedú prúd horšie alebo vôbec. Napríklad plast je úplne nevodivý. Takým meteriálům sa hovorí izolátory. úloha: Postavte zariadenie, ktoré môže zistiť, či či konkrétny materiál vedie prúd alebo nie.

Takéto zariadenie sa bude nazývať testerom vodivosti. Napadá vás, ako môže fungovať? Potom sa do toho hneď pustite. Inak nájdete pomoc tu: poznámky: Potrebujete dva otvorené kontakty, ktoré môžu držať materiál. Ak vedú prúd, je obvod uzavretý a bzučiak vydá zvukový signál, ktorý značí, že je obvod uzavretý. Ak sa z bzučiaka neozve žiadny zvuk, vieme, že tento konkrétny materiál nie je vodičom prúdu. Diagram obvodu ukazuje použitie: (Pozri diagram na strane 20 originálneho návodu.) Upozornenie! Uistite sa, že ste zapojili bzučiak v správnej polarite. Červená = pozitívna. Inak nebude fungovať. Ak máte so zostavením zariadenie nejaké problémy, pozrite sa do inštrukcií na zostavenie. Tu nájdete detailný postup, ako na to. úloha: Skúste rôzne materiály a zakrúžkujte si, ktoré sú vodičmi a ktoré izolátory. Materiál Vodič Izolátor

Materiály, ktoré sú dobrými vodičmi (napríklad meď) sa používajú k prenosu prúdu. Nevodiče (napríklad plast) sa používajú na izoláciu vodivých materiálov ako ochrana, keby na vodiče napríklad niekto siahol. Káble fischertechnik obsahujú vnútri medený drôt a sú izolované plastom. 2.4 Sériové a paralelné zapojenie Teraz sa pozrieme, čo sa stane, keď pracujete s viacerými nie jedným, ale viacerými spotrebičmi. Použijeme dve žiarovky ako spotrebiča a prepojíme s dvoma rôznymi spôsobmi. Sériovo, jeden za druhým: (pozri diagram na strane 20) úloha: 1. Postavte tento obvod s dvoma žiarovkami na čiernom stavebnom podklade (viď inštrukcie pre zostavenie).

2. Ako jasné je svetlo oboch svetiel v porovnaní s jedným svetlom v jednoduchom obvode? Zakrížkujte správnu odpoveď. jasnejšie: rovnaké: tmavšie: paralelne: (pozri diagram na strane 20) Mimochodom, ak diagram obvodu krížia dva vodiče, ako tu, a je v mieste kríženia elektrické spojenie, značí sa čiernou bodkou. V prípade kríženia bez bodky na tomto mieste nie je elektrické spojenie. úloha: 1. Postavte tento obvod s dvoma žiarovkami na čiernom stavebnom podklade (viď inštrukcie pre zostavenie). 2. Ako jasné je svetlo oboch svetiel v porovnaní s jedným svetlom v jednoduchom obvode? Zakrížkujte správnu odpoveď. jasnejšie: rovnaké: tmavšie: výsledky: Ak prepojíte jednu lampu za druhou, nazýva sa toto zapojenie sériovým. V sériovom zapojení obe lampy zdieľa poskytovanej napätie (tu 9V). Vďaka tomu nesvieti tak jasne. Ak dve lampy zapojíte paralelne jednu k druhej, jedná sa o paralelné zapojenie. V tomto prípade obe lampy dostávajú rovnaké napätie 9V. Vďaka tomu svieti setjně jasne ako jedna lampa v jednoduchom zapojení.

2.5 Obvod A-ALEBO Podobne ako dve lampy v jednom obvode môžeme tiež zapojiť do jedného obvodu jednu lampu a dve tlačidlá. V tomto prípade môžete zapojiť tlačidla buď sériovo alebo paralelne. Sériové zapojenie: Toto zapojenie môžete nájsť na stránke 11 návodu na zostavenie. úloha: - Zostavte tento obvod na čiernom podklade. - Nakreslite elektrický obvod. - Kedy je lampa zapnutá? Zakrížkujte správne odpovede. Keď nie je žiadne tlačidlo stlačené Keď je stlačené prvé tlačidlo Keď je stlačené druhé tlačidlo Keď sú stlačení obe tlačidlá

Paralelné zapojenie: Toto zapojenie môžete nájsť na stránke 11 návodu na zostavenie. úloha: - Zostavte tento obvod na čiernom podklade. - Nakreslite elektrický obvod. - Kedy je lampa zapnutá? Zakrížkujte správne odpovede. Keď nie je žiadne tlačidlo stlačené Keď je stlačené prvé tlačidlo Keď je stlačené druhé tlačidlo Keď sú stlačení obe tlačidlá výsledky: Keď sú dve tlačidlá zapojená sériovo, lampa sa rozsvieti, len ak sú stištěna tlačidlá 1 a 2. Toto spojenie sa nazýva "obvod A". Keď sú dve tlačidlá zapojená paralelne, lampa sa rozsvieti, len ak je stištěn tlačidlo 1 alebo tlačidlo 2. Toto spojenie sa nazýva "obvod ALEBO". 2.6 Obojstranné spojenie Možno už ste sa sami seba pýtali, ako je možné vstúpiť do budovy, zapnúť svetlo v prízemí, vyjsť po schodoch o poschodie vyššie a zhasnúť to isté svetlo v prvom poschodí. A keď už ste v prvom poschodí, môžete toto svetlo podľa ľubovôle rozsvecovať a zhasínať. Aby ste tento jav pochopili, musíte poznať spojenie zvanej "obojstranné spojenie". úloha: Postavte jednoduchý model "svetla na schodisku" pomocou žiarovky a dvoch tlačidiel. Aby svetlo stále svietilo, aj keď je pustíte, stlačte malú plôšku nad červeným tlačidlom, aby zostalo stištěné (viď inštrukcie na zostavenie). (Pozri diagram na strane 21 originálneho manuálu.) - Teraz prepojte model podľa nasledujúceho diagramu obvodu. - Skontrolujte, či spojenie pracuje ako vyššie popísané svetlo na schodisku. Pre toto zapojenie budete potrebovať tri jacky a mini tlačidlo. Namiesto normálneho vypínača sa jedná o prepínač alebo tiež "komutátor". 2.7 Motor Táto kapitola popíše ďalší dôležitý spotrebič, elektrický motor. Keď prepojíte motor k zdroju napájania, začne sa točiť. Skúsme to zostavením jednoduchého obvodu pomocou tlačidla a motora. Diagram obvodu je nasledovné: (Pozri druhý diagram na strane 21.) Circuit symbol for motor - symbol motora Akonáhle stlačíte tlačidlo, motor sa začne točiť. Ak zmeníte konektory na motore, otáča sa v opačnom smere. Preto je pre motory dôležité prepojenie konektorov. Keď zmeníte pozitívne a negatívne, takže zmeníte polaritu, obráti sa smer otáčania motora. 2.7.1 Princíp fungovania motora

Prečo sa motor otáča, keď ním prechádza prúd? Ak si myslíte, že nasledujúce vysvetlenie je príliš komplikované, môžete ich pokojne preskočiť. Akonáhle sa budete v škole učiť o magnetických efektoch elektrického prúdu, určite budete schopní pochopiť princíp. My vám teraz predvedieme princíp fungovania motora v zjednodušenej verzii. Keď držíte vodič, skrze ktorý prechádza prúd v magnetickom poli, tento vodič je vystavený sile, takže sa pohybuje. Tento jav sa používa v elektromotoroch. Zjednodušene, motor sa skladá z dvoch častí: pevnej časti, takzvaného statora, a otáčajúceho sa rotora. Stator je magnet, rotor tvorí vodičovou slučku, ktorá sa pohybuje v magnetickom poli statora, akonáhle jej začne prechádzať prúd. Po otočke o 90 ° by otočka vodičové slučky normálne skončila. Preto musí byť prúd v rotore včas obrátený, aby sa otočil smer sily a otáčania pokračovalo. Takto je zabezpečené pokračujúce otáčanie rotora. Pozri obrázok na strane 22. Reversal of the direction of the current - obracanie smeru prúdu. V skutočnosti rotor nevykonáva iba jednu otočku, ale veľké množstvo otočiek. Polarita prúdu nie je obrátená len raz, ale niekoľkokrát, aby umožnila optimálne otáčky. Teraz vykonáme pár praktických experimentov za pomoci motora fischertechnik. 2.7.2 Ovládanie motora s dvoma smermi rotácie V mnohých zapojeniach by sa motor nemal otáčať len v jednom smere, ale malo by byť možné otočiť jeho smer. V prvom pokuse s motorom sme tohto boli schopní dosiahnuť zmenou konektorov motora. To je však svojím spôsobom komplikované. Preto sa pozrieme na možnosť riešenia tohto problému elegantnejším spôsobom pomocou dvoch mini tlačidiel. Príkladom zapojenia pre túto úlohu je výťah, ktorý môže ísť nahor alebo nadol. úloha: - Najprv zostavte výťah (viď návod na zostavenie). - Prepojte model podľa nasledujúceho diagramu (prvý diagram na strane 22) tak, aby výťah išiel hore, keď stlačíte jedno tlačidlo a dole, keď stlačíte druhé. Ak nie je stlačené žiadne tlačidlo, motor je vypnutý. (diagram) - Nakreslite na diagramoch v originálnom manuáli šípky, ktoré značí smer prúdu (od + k -), aby ste boli schopní rozpoznať, prečo sa motor pohybuje v rôznych smeroch v závislosti na tom, ktoré tlačidlo ste stlačili. Označte smer otáčania motora krížikom. (Diagramy na strane 22.) Pressed - stlačené Smer rotácie: doprava Dolezie vypnuté Ako vidíte v návode na zostavenie, môžete umiestniť obe tlačidlá tak, aby ste mohli prepínať pomocou páčky umiestnenej medzi tlačidlami. Takému prepínači sa hovorí prepínač pólov.

3. Elektro-mechanické ovládanie 3.1 Ovládanie blikajúceho svetla Do tejto chvíle sme spúšťali a vypínali lampy, motory a bzučiaky ručne pomocou tlačidla. Ak má lampa blikať, museli by sme tlačiť a púšťať tlačidlo neustále dookola. Aby ste ušetrili čas, použite takzvaný prepínací kotúč pre stláčaní tlačidiel. Tento okrúhly diel je poháňaný elektrickým motorom a neustále sa točí. Tlačí tlačidlo pomocou svojho vonkajšieho obvodu a vnútorný obvod netlačí tlačidlo. Pri jednej otočke je tlačidlo na pol otáčky stlačené po druhú nie. Aby ste toto lepšie pochopili, postavte najprv jednoduché blikajúce svetlo na čiernej podložke (návod na zostavenie, strana 19). Čím dlhšie je tlačidlo vytlačené, tým dlhšie svetlo svieti. Vďaka variabilite dielu môžete dobu svietenia a zhasnutia nastaviť. Príkladom blikajúceho svetla je blikajúce svetlo na vysokej veži. Často ale nestačí mať len jedno svetlo. úloha: - Postavte vežu, na ktorej vrchol dáte dve varovné svetlá (červené a zelené), ktorá obe striedavo blikajú (viď inštrukcie na zostavenie). - Ako zmeníte frekvenciu blikania?

3.2 Semafor Pre ovládanie blikajúceho svetla stačí mať tlačidlo a prepínací kotúč. Pomocou niekoľkých prepínacích kotúčov môžete ovládať celý proces semafore. Semafor zjednodušíme, aby nebol až toľko zložitý. Nebudeme používať žlté svetlo, iba červené a zelené. úloha: - Zostavte semafor s červeným a zeleným svetlom. Použite žiarovky. Rozmyslite si ovládanie za použitia dvoch tlačidiel a dvoch prepínacích kotúčov. Vyberte pomer prevodových ozubených koliesok poháňacieho motora, aby fázy semaforu vydržala po niekoľko sekúnd. - Najprv prispôsobte prepínací kotúč tak, aby svietilo buď červené alebo zelené svetlo. - Navrhnite ovládanie prepínacieho kotúča tak, aby prebiehal nasledujúce proces: ↑ → zelená → červená → červená + zelená ↓ ↑ ←←←←←←←←←←←←←←←←← ↓ Poznámka: Tiež môžete riešenie tejto úlohy nájsť v návode na zostavenie. Ješně donedávna bolo veľa strojov vybavené podobným elektro-mechanickým ovládaním. Dokonca aj umývačky riadu boli ovládané týmto spôsobom. Nevýhodou takéhoto ovládanie je relatívne komplikovaná mechanická štruktúra a vysoké straty kvôli neustálemu treniu medzi prepínacím kotúčom s kontakty. Dnes je väčšina ovládanie riešená elektronicky. Takéto ovládanie je flexibilnejší, značne menší a má vyššiu účinnosť, pretože u neho nie je žiadne mechanické trenie. Teraz naše modely osadíme elektronickým ovládaním - jedným z najmodernejšie, zvaných ovládanie pomocou mikroprocesora.

4. Ovládanie pomocou elektroniky Téma elektroniky je veľmi zaujímavé, ale tiež vyčerpávajúce. Trvalo by príliš dlho čo i len spomenúť základy, ktoré sú potrebné pre plné pochopenie elektroniky a elektrických obvodov. Táto téma jednoducho opustíme a začneme hneď s ovládaním mikroprocesorov, ktoré sú priložené k stavebnici E-Tec. Ovládanie pomocou mikroprocesora Základ princíp fungovania: Mikroprocesor je malý počítač, ktorý len schopný spracovávať elektronické dáta a príkazy. Vďaka tomu je mikroprocesor tiež srdcom každého počítača. Systém mikroprocesora pozostáva z nasledujúcich komponentov: (Viď obrázok na začiatku strany 24.) Bus system - systém zbernice Microprocessor - mikroprocesor Input and output units - vstupné a výstupné jednotky Program memory - pamäť programu Dáta memory - pamäť dát Samotný mikroprocesor je najdôležitejšou časťou. Spracováva dáta, ktoré sú určené ako príkazy v programe. Pamäť programu obsahuje program, ktorý musí byť spustený. Pamäť dát ukladá okamžité a konečné výsledky počas chodu programu. Vstupné a výstupné jednotky sú zodpovedné za vonkajšie spojenie (napríklad klávesnica, monitor). Zbernica je zodpovedná za výmenu informácií medzi rôznymi komponentmi. Vo svojej podstate týmto spôsobom funguje každý počítač.

5. Modul E-Tec Stavebnice Profi E-Tec tiež obsahuje malý "počítač", takzvaný E-Tec modul. Prirodzene mikroprocesor v ňom obsiahnutý nie je tak výkonný ako ten v počítači, avšak je dostatočne účinný na to, aby vykonával jednoduché úlohy pre modely obsiahnuté v stavebnici. Oproti počítaču nemôžete E-tec modul sami programovať. Sú v ňom však uložené rôzne programy, ktoré je možné vybrať a spustiť pomocou štyroch prepínačov v závislosti na modeli, ktorý si prejsť ovládať. Najprv sa pozrieme na samotný modul E-Tec: (Viď obrázok na konci prvého stĺpca na strane 24.) Power Supply - napájanie Output motor - výstup motora Slide switch - prepínač Inputs - vstupy 5.1 Spojenie napájanie Modul E-Tec pochopiteľne funguje, len ak je napojený na 9V zdroj napájania fischertechnik. Pri pripojení si dávajte pozor na správnu polaritu (červená = pozitívna). Keď je modul správne pripojený k napájaniu, rozsvieti sa zelená LED (počas zapínania krátko zabliká).

Vstupy I1-I3 K týmto vstupom môžu byť pripojené senzory fischertechnik. Senzory prenáša informacez modelu fischertechnik do modulu E-Tec. Možnými senzory sú tlačidlá, magnetické senzory a fototranzistor. Technické dáta vstupov: 9V =, prah prepnutie: 4V = (akonáhle nastane tento prah, tlačidlo je rozpoznané ako stištěné = 1, pod týmto prahom je nestištěné = 0). výstup motora Motor, lampa alebo bzučiak môžu byť pripojené k týmto dvom jackům, ktoré sú označené ako 01 a 02. Ako je výstup pripojený (zapnutá / vypnutá lampa, motor doprava / doľava / vypnutý) záleží na tom, ktorý program ste vybrali a aké podmienky sú na vstupoch (napríklad stlačené alebo nestisknuté tlačidlo). Technické dáta výstupu: 9V =, konštantný prúd 250mA, krátkodobo 500mA, odolné voči skratom. prepínače 1-4 Pozícia týchto štyroch prepínačov, ktoré sa tiež nazývajú DIP prepínačmi, rozhoduje o funkcii modulu E-Tec. Pomocou týchto prepínačov môžete vybrať požadovaný program. Je preto nutné, aby ste DIP prepínače nechávali na pozíciu pre váš Konrétní model. Správnu pozíciu prepínačov pre každý model nájdete v návode na zostavenie. Každý prepínač má dve pozície. "ON" (hore) a "OFF" (dole). Teraz sa konečne pozrieme na to, ako funguje E-Tec modul.

5.2 Základný program Najprv na všetkých štyroch DIP prepínačoch vyberte "OFF" a pripojte E-Tec modul na napájanie DIP1 DIP2 DIP3 DIP4 OFF OFF OFF OFF Dôležité! Modul E-Tec prečíta, aký program má byť spustený, len keď je zapojené napájanie. Preto najprv vyberte program a potom pripojte napájací kábel alebo batériu. Ak je DIP4 "OFF", je aktivovaný takzvaný základný program. Jedná sa o univerzálny program, pomocou ktorého môžete ovládať veľké množstvo modelov. Vyskúšajte tento program prepojením jedného motora k výstupu "Motor" a jedného tlačidla ku každému z troch výstupov I1-I3 (prepojte tlačidla ku kontaktom 1 a 3 a vyrobte kontakty - pozri kapitolu 2 o jednoduchom obvode). V tomto pokuse na polarite spojenie modulu E-Tec nezáleží ako na vstupe, tak na výstupe. pokus: - Krátko stlačte tlačidlo I1 - výsledok: motor beží. - Krátko stlačte tlačidlo I2 - výsledok: motor sa točí druhým smerom. - Krátko stlačte tlačidlo I1 - výsledok: motor zastavil. Navyše sa zelená LED vypne a potom zase zapne zakaždým, keď stlačíte tlačidlo. Takto môžete vyskúšať, že senzory fungujú. Funkcie základného programu možno popísať nasledovne:

Vstup Motor I1

Výber

Dol'ava

I2

Pozri tabuľku na strane Doprava 25.

I3

Vypnutý

Či je alebo nie je aktivovaný základný program závisí čisto len na pozíciu prepínača DIP4. Základný program je aktívny, keď je na pozícii OFF. Potom majú prepínače 1 až 3 speicální funkcie v hlavnom programe. V kapitole dva o jednoduchom obvode ste sa už naučili, že tlačidlo môže fungovať ako vypínač. Do tejto chvíle sme zistili viac o rôznych funkciách pomocou prepojenia tlačidla a spojenie kontaktu (kontakty 1 a 3) alebo rozpojenie kontaktu (kontakty 1 a 2). Pomocou modulu E-Tec môžete to isté urobiť elektronicky. pokus: - Použite pokusné nastavenie, ktoré ste práve zostavili, a prepnite prepínač DIP 1 na ON - výsledok: motor sa ihneď spustil. - Vypnite motor pomocou I3. Poznámka: DIP prepínače môžu byť prepnuté buď nechtom alebo ešte lepšie malým skrutkovačom, ktorý je súčasťou stavebnice. - Stlačte I1 a pustite ho - výsledok: motor sa spustí len ak pustíte tlačidlo. Už nevytvára kontakt, ale narušuje ho. - Môžete skúsiť to isté s tlačidlami I2 a I3. Ak by sme ako senzor používali iba tlačidlá, elektronická zmena z narušenia kontaktu by nebola potrebná, pretože tlačidlo môže byť prestavané, aby utváralo kontakt jednoducho pomocou výmeny káblov. Avšak, ak použijete ďalší senzor, napríklad magnetický senzor, situácia sa zmení.

5.2.1 Magnetický senzor Jedná sa o magnetický prepínač, ktorý sa uzavrie, akonáhle sa k nemu priblíži magnet. (Pozri obrázky na strane 25.) Nemôžeme ho jednoducho prestavať, aby sa stal vypínačom, ako to ide u jednoduchého ON / OFF prepínače a nie komutátora. Má iba dve spojenia. pokus: - Prepnite všetky DIP na OFF a pripojte magnetický senzor k I1. - Dajte blízko senzora magnetický diel, ktorý je priložený v stavebnici (čierna kocka s guľatými magnetmi). Výsledok: motor sa spustí. - Zastavte motor pomocou I3. - Prepnite DIP1 na ON - motor beží. - Zastavte opäť motor pomocou I3. - Pridržte magnet blízkosti senzora (vo vzdialenosti cca 1 cm) a dajte ho preč. Výsledok: motor zastaví, len ak dáte preč magnet. Teraz funguje magnetický senzor ako vypínač.

S týmto v pamäti teraz postavte prvý model a ovládajte ho pomocou modulu E-Tec. Bude sa jednať o poplachový systém.

5.2.2 Výstražný systém úloha: Postavte model dverí alebo trezoru. Keď sa dvere otvoria, mal by sa spustiť pomocou magnetického senzora bzučiak, ktorý prestane, keď je alarm vypnutý pomocou ďalšieho tlačidla. poznámky: Program: základný program (DIP4 = OFF) Magnetický senzor na I1 ako vypínač (DIP1 = ON) Tlačidlo (kontakty 1 a 3) na I3 (DIP3 = OFF) Bzučiak na výstupe motora (01 = červená) Pre detaily nahliadnite do inštrukcií na zostavenie. 5.3 Špeciálne programy Okrem základného programu má modul E-Tec tiež ďalšie programy, ktoré sú určené pre rôzne modely. Aby ste mali prístup k špeciálnym programom, prepnite prepínač DIP4 na ON. Teraz už DIP1-3 nejdú použiť na zmenu vstupov pomocou prerušenia kontaktu, ale k výberu z celkom ôsmich uložených programov. 5.3.1 Špeciálny program systému poplachu Existuje aj špeciálny program pre poplachový systém. Vyberte nasledujúce pozíciu prepínačov: (pozri obrázok na strane 26). dôležité: Aby ste aktivovali program, krátko zapnite a za krátky okamih vypnite napájanie modulu E-Tec. Keď je aktivovaný špeciálny program, LED na module E-Ted zabliká, keď ovláda motor. Program má nasledujúce funkcie: Akonáhle sú dvere otvorené, bzučiak začne vydávať zvuk, však nie neustále, ale s prerušeniami aby vás rušil. Poplachový systém možno vypnúť, len keď ste predtým zavreli dvere. Inak by sa mohlo stať, že poplachový systém bude aktivovaný, aj keď sú dvere stále otvorené, čo by bolo veľmi jednoduché pre zlodeja. Pomocou špeciálnych programov môžete vybudovať skutočný poplachový systém. Môžete dokonca chrániť dvere svojej izby pred nedovoleným vniknutím. Mimochodom tiež môžete nastaviť dobu trvania signálu bzučiaka. Keď prepojíte jacky na vstupe I2 pomocou jedného zo zvyšných káblov, zvukový signál bude mať vyššiu frekvenciu.

5.3.2 Ďalšie špeciálne program - sušič rúk V prípade sušiča rúk navyše okrem nového špeciálneho programu vyskúšate tiež nový senzor, fototranzistor, ktorý je priložený k stavebnici.

5.3.3 fototranzistor Jedná sa o elektronický komponent, ktorý reaguje na jas svetla. Spolu s lampou lens tip s ním môžete postaviť svetelnú bariéru. Krátko sa pozrieme na to, ako fototranzistor funguje: Na strane 26 sa nachádza symbol pre fototranzistor. Normálny tranzistor je komponent s tromi spojeniami. Spojenie sa nazývajú emitor, základňa a kolektor. Tranzistory sa používajú hlavne na posilnenie slabých signálov. Slabý prúd, ktorý prúdi od akéhokoľvek signálu do základne tranzistora, je premenený na oveľa silnejší prúd v kolektore. Zosilnenie prúdu môže dosiahnuť faktora väčšieho ako 1000. Avšak fototranzistor v stavebnici má iba dve spojenia. Dôvodom pre to je, že základňa nemá žiadne vonkajšie spojenie. Preto je v symbole zobrazená ako zlomená línie. Fototranzistor pracuje ako malý solárny panel skombinovaný s tranzistorom. Svetlo narážajúce na základňu generuje veľmi malý prúd, ktorý je zosilnený tranzistorom a poskytovaný kolektorom. Čím silnejšie je dopadajúce svetlo, tým silnejší je prúd na kolektora. Aby toto fungovalo, ako je popísané, fototranzistor vyžaduje niektoré ďalšie elektronické komponenty. Tieto sú v module E-Tec. Fototranzistor možné pripojiť priamo k vstupom I1-I3. dôležité: Keď pripojíte fototranzistor k vstupu, uistite sa, že to je v správnej polarite. Kontakt s červenou značkou musí byť pripojený ku strane vstupu +. Inak nebude fototranzistor fungovať. Ak použijete fototranzistor spoločne s lampou lens tip ako svetelnú bariéru, modul E-Tec rozpozná, či je svetelná bariéra narušená alebo nie. Teraz ale zostavte sušič rúk: úloha: - Postavte model podľa pokynov na zostavenie a prepojte ho s modulom E-Tec podľa popisu. - Nastavte DIP prepínače, ako je potreba. Čo ste schopní z ich pozícií zistiť? Pozícia DIP přepínačl: DIP4 = ON - jedná sa o špeciálny program DIP1 DIP2 DIP3 OFF OFF OFF Nastavenie pre špeciálny program sušiče rúk. dôležité: Pripájajte zdroj napájania až po nastavení DIP prepínačov! Funkcie programu: Keď je narušená svetelná bariéra na I1, motor sa spustí a zastaví sa po siedmich sekundách. Takto funguje skutočný sušič rúk.

5.4 Všetky druhy aplikácií 5.4.1 Dierovačka Ďalší model, ktorý postavíme, je dierovač. Táto úloha má tri úrovne obtiažnosti. Pokyny na zostavenie objasňujú len tretie, najťažšie dokončenú úroveň. Potom, čo ste sa naučili všetky veci o module E-Tec, mali by ste byť schopní krok po kroku dokončiť sami problémy jedna a dve. Úloha 1: - Postavte dierovač, ktorá sa pohybuje hore a dole pri stlačení tlačidla. V nižšej pozícii by mala byť polarita motora obrátená, aby sa prístroj opäť zdvihol. V hornej pozícii by sa mal motor vypnúť. - Prepínač na hornej strane by mal byť tlačidlo, obracač polarizácia motora v dolnej pozícii by mal byť spustený magnetickým senzorom. Tlačidlo by tiež malo byť použité ako štartovacie tlačidlo (viac detailov je v návode na zostavenie). - Použite modul E-Tec so základným programom. - Ktorý senzor by mal byť pripojený ku ktorému vstupu I1 až I3? - Ako by mali byť zapojené vstupy I1 až I3 na module E-Tec? Budú formovať alebo rozpojovať kontakt? Poznámka: Najprv prepojte dve tlačidlá (koncový a štartové prepínač), aby vytvárali kontakty (kontakty 1 a 3). Uistite sa, že je motor umiestnený medzi koncový prepínač predtým, než je zapnutý modul E-Tec. Inak bude dierovač pracovať donekonečna v jednom smere, až ju zapnete. Úloha 2: - Dierovačka by mala mať bezpečnostné zaistenie, aby sa spúšťal dole, len keď sú súčasne stištěna dve tlačidlá (jedno ľavú, druhé pravou rukou). Ako môžete tlačidla prepojiť? Poznámka: Je potrebné stlačiť tlačidlo 1 a tlačidlo 2 Úloha 3: - Ako ďalšie zabezpečenie by ste mali nainštalovať svetelnú bariéru. Keď sa niekto dostane k prístroju, mal by ihneď zastaviť. Ako by mala byť svetelná bariéra nainštalovaná? - Čo musíte zmeniť na koncovom prepínači, ktorý zastavuje motor? Poznámka: Svetelná bariéra musí byť pripojená k I3 a vstup I3 musí rozpojiť kontakt, aby sa motor zastavil vo chvíli, keď je narušená svetelná bariéra. Kvôli tomu musia byť DIP3 prepnutý na ON. Až doteraz bol na OFF, pretože motor bol vypnutý pomocou horného koncového prepínača, ktorý bol pripojený, aby spájal kontakt. Motor by mal teraz zastaviť, keď je stištěn horný koncový prepínač. Preto musí byť prepojený sériovo so svetelnou bariérou k I3 a tiež by mal prerušovať kontakt (spojiť kontakty 1 a 2 v tlačidle). Ak máte so spojením nejaké problémy, použite diagram obvodu v návode na zostavenie.

5.4.2 Garážové vráta Iste poznáte garážové brány, ktorá je treba otvárať a zatvárať ručne, ale ktorá je možné otvoriť pomocou diaľkového ovládania alebo prístupovou kartou. Taká garážové brány by sme chceli tiež! úloha: - Postavte garážové brány, ktorá sa dá otvoriť a zatvoriť za pomoci motora (viď návod na zostavenie).

- Mala by mať nasledujúce funkcie: malo by byť možné otvoriť bránu pomocou karty s magnetickým pásikom (nahradíme ju magnetickým komponentom a magnetickým senzorom). Mala by sa zavrieť po stlačení tlačidla. Koncový prepínač pre otvorenie a zatvorenie by mala byť ďalšie tlačidlá. - Najprv vyriešte túto úlohu pomocou základného programu modulu E-Tec. - Zaznamenajte pozíciu DIP prepínača do nasledujúcej tabuľky (ON alebo OFF). DIP1 DIP2 DIP3 DIP4 - Zapíšte, ktorý senzor bol pripojený ku ktorému vstupu. Senzor Vstup Magnetický senzor Koncový prepínač hornej pozície (otvorené dvere) Koncový prepínač dolnej pozície (zatvorené dvere) Tlačidlo pre zatvorenie garáže - Kde je slabina tohto programu? Ak ste nenašli žiadnu slabinu v tomto programe, pokúste sa zavrieť dvere, keď už sú zatvorené. Všimnete si, že motor sa stále otáča a snaží sa zavrieť dvere. Náš základný program nie je schopný vyriešiť tento konkrétny problém. Preto sme zapojili ďalšie špeciálny program pre tento model. Nájdete ho pod nasledujúce pozíciou DIP: (pozri obrázok v ľavom stĺpci na strane 28). dôležité: Teraz musíte prepojiť tlačidlo pre zatvorenie garáže s kontakty 1 a 2. Inak sa budú dvere zatvárať iba potom, čo tlačidlo stlačíte dvakrát. Pochopíte dôvod, prečo je tento vstup takto programovaný, keď sa pozriete na modelovú bariéru u verejných garáží. Túto vlastnosť budeme potrebovať aj tu. Popis programu: Najprv je garážovým bránam daná počiatočnej pozície, garáž sa zavrie. Pokiaľ dôjde k chybe, LED bude veľmi rýchlo blikať (takzvaný mód interferencia). Môže byť opravený jedine pomocou vypnutia a opätovného zapnutia prúdu. Táto bezpečnostná vlastnosť sa tiež spustí, keď motor beží po dlhšiu dobu než 60 sekúnd, bez toho by bol stištěn prepínač. Keď otvoríte dvere garáže pomocou magnetického senzora, musíte ich najprv zatvoriť, aby ste ich mohli znova otvoriť. Program pozná, či sú dvere zrovna otvorené alebo zatvorené. 5.4.3 Bariéra vo verejných garážach Podobnú funkciu ako garážové vráta má bariéra vo verejných garážach. Môžete použiť rovnaký špeciálny program. Avšak tentoraz je úloha trochu iný: úloha: - Keď prídete pred bariéru vo verejných garážach, mali by ste byť schopní ju otvoriť pomocou prístupovej karty (magnetický komponentov + magnetický senzor). Ak ste okolo nej prešli autom,

bariéra by sa mala uzavrieť vďaka světelhé bariére. Svetelná bariéra by mala spustiť motor len ak auto kompletne minulo bariéru. - Opäť zaznamenajte, ktorý senzor je pripojený ku ktorému vstupu. - Navyše by ste mali nainštalovať červenú a zelenú lampu, ktoré ukážu vodičovi, kedy má ísť. Ako prepojíte tieto lampy tak, že sa zelená rozsvieti sa správnu chvíľu? Poznámka: Kompletnú desing tohto modelu je popísaný v návode na zostavenie. Aby sa svetelná bariéraspustila iba, keď ju auto celej minulo, musí byť najprv narušená a následne uzatvorená. Použili sme rovnaký program ako u garáže. Preto musí byť tlačidlo pre zatvorenie garáže pripojené ku kontaktom 1 a 2.

5.4.4 Automat na kocky Ako posledný model v sade by sme radi predstavili stroj, ktorý uvoľňuje zo seba kocky. Vhodíte mincu a stroj vám dá dve stavebné kocky 15. úloha: - Postavte model, ako je opísaný v návode na zostavenie. - Zistite z pozície DIP prepínače, či je ovládaný pomocou základného alebo špeciálneho programu. Zaznamenajte správnu odpoveď. Základný program Špeciálny program - Teraz prestavte zariadenie tak, aby vydávalo nie dve, ale tri kocky. Poznámka: Uistite sa, že je motor umiestnený medzi dve koncové prepínače predtým, než je zapnutý modul ETec. Inak sa bude posuvník pohybovať stále rokuje smerom.

5.5 Modul E-Tec toho zvládne oveľa viac Potom, čo ste si vyskúšali všetky modely, chceme vám ukázať, ktoré funkcie sa ukrývajú v module E-Tec a doteraz ste ich priamo nepoužili. Tieto funkcie vám určite pomôžu vymyslieť vlastné modely. Špeciálny program - striedavé blikanie svetiel DIP prepínač: pozri obrázok na strane 29. Namiesto motora pripojíte jeden pól každej lampy k 01 a 02 a druhý pól k negatívnemu pólu zdroja napájania. (Pozri diagram obvodu na strane 29.) Negatívny pól zdroja napájania Ak napojíte modul E-Tec k zdroju napájania, obe lampy začnú blikať. Premostením vstupov I1-I3 môžete vygenerovať väčšiu frekvenciu blikania:

Premostený vstup Funkcia blikania Žiadný

Rýchle striedavé blikanie, konzistentné

I3

Rýchle striedavé blikanie, nekonzistentné

I2

Pomalé striedavé blikanie, konzistentné

I2 a I3

Pomalé striedavé blikanie, nekonzistentné

Navyše sú aj pomalšie frekvencie blikania, ktoré by ste normálne nepoužili. Sú skôr určené pre modely, ktoré majú motory, pracujú neustále nemali by pracovať neustále v jednom smere, napríklad ruské koleso: Premostený vstup Funkcie motoru I1

7 sek. dol'ava, 1 sek. pauza, 7 sek. doprava, atď.

I1 a I3


1 a I2


1, I2 a I3


Špeciálne programy pre digitálne technológie Tiež sme poskytli štyri programy pre fanúšikov digitálnych technológií, ktoré môžete použiť na stavbe logických obvodov (Monoflop, Flip-Flop, funkcie A a ALEBO). Skutočná zábava ale začína, keď prepojíte niekoľko modulov E-Tec. Tým sa však dostanete mimo možnosti tejto stavebnice, môžeme ich teda len spomenúť. Podrobný opis bude uverejnený na internete na www.fischertechnik.de/downloads.

5.6 Krátky sprievodca modulom E-Tec teraz, keď ste sa naučili mnoho príkladov použitia a viete, ako ovládať modely za pomocou modulu E-Tec, vám dáme zhrnutie najdôležitejších funkcií modulu. spojenie: Zdroj napájania: 9V = I1-I3: vstupy pre senzory Motor (01 a 02): výstupy pre motor doľava / doprava / vypnutý Výber: DIP prepínače 1-4 pre výber programu. Základný program: DIP4 = OFF DIP1-DIP3 = ON I1-I3 naprogramované pre prerušenie kontaktu DIP1-DIP3 = OFF I1-I3 naprogramované pre spojenie kontaktu funkcie: I1 = motor doľava I2 = motor doprava I3 = motor vypnúť Špeciálne programy: DIP4 = ON

dôležité: Vybraný program sa dá prečítať, len ak je modul E-Tec zapnutý. Preto musíte najprv nastaviť DIP prepínače a potom pripojiť modul E-Tec k zdroju napájania. Pre obrázky prepínačov k programom vždy nahliadnite do originálneho manuálu na stranu 30. Program 1: Sušič rúk Funkcia: Akonáhle je prerušený I1, motor sa spustí v smere doľava po sedem sekúnd a potom sa vypne. Program 2: Poplašné zariadenie Funkcia: Akonáhle je prerušený I1, ozve sa bez prerušenia bzučiak. Keď je uzavretý I3, bzučiak sa vypne, avšak len ak bol predtým znovu prepojený I1. Môžete zmeniť pomocou I2 trvania jednotlivých zvukov bzučiaka. Program 3: Vráta garáže / bariéra vo verejných garážach Funkcie: bariéra sa zavrie (motor doprava). Ak nie je počas 60 sekúnd nájdený ukončovacie prepínač alebo ak nenastane chyba, LED začne veľmi rýchlo blikať (takzvaný mód interferencia). Oprava: Vypnite a opäť zapnite napájanie. Bariéra sa otvorí (motor doľava) uzavretím I1. Bariéra sa zavrie (motor doprava) uzavretím I2 (napríklad keď je prepojená svetelná bariéra znova prepojená bez prerušenia). Bariéra môže byť uzavretá, ak bola predtým otvorená a naopak. Program 4: Striedajúce sa blikajúce svetlá Funkcie: viď predchádzajúci časti návod. Programy 5-8: Digitálne funkcie Popis: viď www.fischertechnik.de/downloads

6. Riešenie problémov Tu sa nachádza niekoľko tipov, ako odhaliť príčinu problému, keď vami zostavený model nefunguje. Káble a konektory: Počas zostavenie konektorov by ste si mali dávať pozor, že sú naozaj v kontakte s vodičom. Najlepšie je skontrolovať každý kábel po spojení pomocou lampy, ktorú pripojíte k zdroju napájania pomocou vami práve pripojeného kábla alebo môžete použiť skúšačku vodivosti. Správne zapojenie modelov Pri niektorých modeloch potrebujete veľa káblov. Musíte ich opatrne zapojiť, aby ste zabránili chybám, inak nebude model fungovať. Ak nie ste dostatočne opatrní, môžete pripojiť motor k vstupu alebo senzor k výstupu pre motor. Potom nemôže model fungovať. Inými slovami, ak model nefunguje, skontrolujte najprv všetky spojenia. zdroj napájania Keď používate akumulátor alebo batériu, uistite sa, že stále poskytujú dostatok energie. Môžete pripojiť lampu. Ak nesvieti príliš jasne alebo po niekoľkých sekundách zhasne, batérie alebo akumulátor je prázdny. správna polarita

U niektorých komponentov je dôležité, aby mali správnu polaritu, inak nebudú fungovať: Modul E-Tec Červený kábel = pozitívna, čierny kábel = negatívne. Zelená LED sa v prípade správneho zdroja napájania rozsvieti. fototranzistor Červená značka = pozitívna, symbol plus je viditeľný na vstupoch modulu E-Tec. Test funkcie: prepojte fototranzistor k I1 na module E-Tec, modul E-Tec v základnom programe (DIP1-DIP4 = OFF). Dajte zapnutú lampu pred fototranzistor. Ak fototranzistor rozpozná jas, zelená LED sa vypne a za chvíľu opäť zapne. bzučiak Červený kábel = pozitívna, čierny kábel = negatívne. Nastavenie DIP prepínačov modulov E-Tec Aby vás modul E-Tec bežal podľa správneho programu, musia byť presne nastavené DIP prepínače. Pozícia prepínačov pre každý model nájdete v návode na zostavenie. dôležité: Nastavenie programu možno prečítať, len ak je modul E-Tec zapnutý. Keď medzitým zmeníte program, musíte krátko prerušiť prívod energie, aby ste aktivovali nový program. V základnom programe (DIP4 = OFF) môžu byť zmenené vstupy I1-I3, aby prerušili kontakty pomocou DIP prepínačov DIP 1-DIP3. Modul rozpozná túto zmenu, aj keď beží program. V tomto prípade nie je potrebné prerušovať prúd. Ak komponentov napriek správnej polarite, funkčným káblom a dostatočnému napájanie nefunguje, existuje ešte jedno možné vysvetlenie. V stavebnici je defekt! V takom prípade kontaktujte servis.

7. Ešte inteligentnejšie ovládanie - fischertechnik computing Dúfame, že ste si s ovládaním modelov zostavených pomocou Profi E-Tec užili veľa zábavy. Možno sa chystáte zostaviť vlastné modely a ovládať ich pomocou modulu E-Tec. Potom určite dospejete do štádia, kedy vám už nebude stačiť základný program E-Tec, pretože neobsahuje správne programy. Možno, že váš model neobsahuje jeden, ale niekoľko motorov a vy si prajete dosiahnuť istého postupu. Keď sa toto stane, ste pripravení na ďalší krok v technológii ovládania: fischertechnik Computing Program. Poskytuje ovládací modul s rozhraním, ktoré umožňuje ovládať štyri motory naraz. Navyše obsahuje osem digitálnych vstupov pre tlačidlá, fototranzistor, magnetické senzory, a súčasne dva analógové vstupy pre meranie odporu. Najlepšie častí ovšem je prepojenie s vašim PC a možnosť navrhovanie vlastných programov pomocou grafického softvéru. Získate tak nekonečné množstvo možností. Môžete programovať aj modely z tejto stavebnice. Napríklad výťah môžete vybaviť senzory a naprogramovať ho ako skutočný výťah s privolávacím tlačidlami v každom podlaží. Len to skúste!

Robotická stavebnice FISCHERTECHNIK E-Tech 91083

Recommend Documents