ACT ONE Spintronics kompleta dao nam je odličan uvod u osnovne elemente svakog električnog kola, pokrio problematiku jednosmerne struje i pokazao kako se rešavaju problemi kada se kolo nalazi u tranzijentnom režimu. Spintronics ACT TWO ljubičasta kutija je pred nama. Dizajn je gotovo identičan, ali jedna rečenica nagoveštava nove avanture. Tamo gde je na prvoj kutiji pisalo da putovanje kroz vreme počinje, sada piše da se vremensko putešestvije nastavlja. Tu su i dva dodatna elementa: rozi i zeleni, za koje verujemo da će prosuti još više čarolije, nadamo se ne prezahtevne za izvođenje.
Napomena nakon svih izazova: Natalija je prvi izazov datirala 2. septembra 1893., a poslednji 22. jula 1895. Dakle 22 meseca je njoj trebalo da ih odgonetne. Ove datume, sada znamo, treba ozbiljno uzeti u obzir.
Druga kutija je tu | photo: magazin Mehatronika
Čim smo podigli poklopac ukazao nam se identičan raspored iz prvog dela, sa tim da je Puzzle Book ovaj put ljubičasto obojen, mada ipak u potpuno identičnom stilu urađena knjiga kao i prethodna. Za koricu je izabran reljefni karton odštampan u punom koloru, a povez je izveden tamnom mat metalnom spiralom što doprinosi retro izgledu.
photo: magazin Mehatronika
Pišemo ovu recenziju nakon što smo prošli svih 149 izazova. Priznajemo da dobar deo njih nismo uspeli sami da rešimo i da nam je bilo neophodno konsultovanje rešenja ili sa kraja Puzzle Book-a ili iz baze na Spintronics sajtu. Naša je preporuka, posebno za ovu drugu knjigu da ne preskačete ni jedan izazov koliko god vam se činio lak ili sličan prethodnom i da prvo probate sami da ga rešite. Ako ne uspete, nikako ne idite na naredni, već potražite rešenje na kraju knjige. Tamo se ne nalaze sva rešenja, pa za ona kojih nema idite na sajt. Rešenja su mudro smišljena tako da vam se prvo daju dva hinta, pa tek onda finalna odgonetka u simulatoru. Kako god da vas vuče, idite korak po korak i dobro proučite svaki korak.
Obe knjige ukupno donose 149 izazova, od kojih je samo par ilustrativno-trivijalnih | photo: magazin Mehatronika
Pomenuli smo Spintronics simulator koji baza poziva kada zatražite konačno grafičko rešenje, ali njega možete koristiti i nezavisno od ove namene – direktno mu pristupajući sa linka na početku ove rečenice. Omogućava kreiranje svih zadatih izazova, ali i osmišljavanje novih. U njemu su pored elemenata koji se nalaze u fizičkim kitovima dodata dva nova: žuti translator nivoa koji se praktično realizuje Spintronics prekidačem u stanju ON i siva dioda. Dioda se inače može kupiti kao poseban element, ali i formirati kombinacijom dva elementa koji se nalaze u ACT TWO kitu, ali o tome kasnije.
Spintronics Online simulator omogućava testiranje sa svim elementima kita | screenshot: magazin Mehatronika
Knjigu je kao i prvu ilustrovao naš poznati ilustrator Aleksandar Zolotić koji je nastavio u njoj priču o četrnaestogodišnoj izumiteljki Nataliji i njenim roditeljima Viktoru i Anji Popov, ruskim iseljenicima u Ameriku u vreme Tesle i Edisona. Dakle vraća nas u doba kada je otpočeo procvat korišćenja električne energije, ali i u epohu zanesenjaka koji su smatrali da će mehanički sklopovi, mehatroni, postati koliko-toliko inteligentni.
Ukusno retro ilustrovana prateća knjiga sa teorijom i izazovima | photo: magazin Mehatronika
Spintronics ACT TWO elementi
Sa Spintronics ACT TWO dolaze neki već viđeni elementi iz ACT ONE: tri Spintronics razdelnika, jedan Spintronics kondenzator (koji je merač napona u isto vreme) i jedan Spintronics otpornik od 500 Ω. Kako se avantura nastavlja, podrazumeva se da ćemo koristiti i elemente iz prvog kita i da će nam trebati veći broj razdelnika zbog složenosti kola. Dodatni otpornik i kondenzator čini mogućim kreiranje različitih ekvivalentnih kapacitivnosti i otpornosti, i složenije razdelnike.
Četiri razdelnika, jedan otpornik i kondenzator su dodatni elementi koje smo već imali u prvom kompletu | photo: magazin Mehatronika
Veći broj elemenata koje treba povezati zahteva i dodatne lance i ploče na kojima se postavljaju. Dodato je još 300 alki (jedan broj njih je tirkizan) i tri osnovne magnetne metalik ploče sa potrebnim narandžastim spojnicama kako bi imali dovoljno prostora da rasporedimo složena kola. U ovom kompletu ne dolazi baterija niti ključ za montiranje spojnica, tako da nema nikakve svrhe kupiti ACT TWO ako ne posedujete ACT ONE. Mada ako niste prošli izazove iz ACT ONE, nije nam ni jasno kako bi uradili i jedan iz ACT TWO.
Dodatnih 300 alkica i 6 spojnica dovoljno je za sve izazove | photo: magazin Mehatronika
Prateći pažljivo izazove koji su sada pred Natalijom u ACT TWO, rešavajući njene glavolomke sa početka ove druge knjige, već na prvi pogled će nam biti jasno da od „detinjastih“ projekata ovde nema ništa. Prvih par izazova samo služi da vas podseti na najteže zadatke iz prethodne knjige i pojasniti vam način kako da smanjite i povećate mnogostruko kapacitivnost Spintronics kondenzatora pogodnim konstrukcijama. Veoma bitna tema koja će vam omogućiti kreiranje napona u širem opsegu. A onda dolazi prvi novi rozi element: Spintronics tranzistor.
Spintronics tranzistor je prvi jedini poluprovodnički element u kompletu | photo: magazin Mehatronika
Deluje čudno i veoma složeno, a zapravo je izveden iz plavog Spintronics razdelnika koga smo već upoznali kod koga je srednji prsten izmenjen kompleksnim mehaničkim sklopom. Ovaj sklop ima za cilj da onemogući rotaciju prvog i trećeg prstena u kontra smeru bez trenja, ali i da unese veliku količinu otpora ukoliko se oba diska okreću u istom smeru. Otpor se realizuje paknama koje naležu na crnu gumu postavljenu umesto zupčanika na drugom nivou. Dodatno, postoji „polugica“ u nivou najvišeg zupčanika sa njegove unutrašnje strane koja se može prebaciti iznad ili ispod specijalnog zupca i koja time određuje smer dozvoljene rotacije, odnosno provođenja struje u kolu. U konkretnom slučaju, Spintronics napon (odnosno sila) doveden na gornji zupčanik će regulisati otpor pri rotaciji, pa time i brzinu okretanja donjeg zupčanika, što je u ovom Spintronics svetu struja. Imamo dakle element koji naponom kontroliše struju i to je režim u kome ovaj tranzistor radi. Naravno on može biti i potpuno zakočen.
Osnova Spintronics tranzistora je razdelnik u kome je srednji izvod realizovan složenim sklopom sa gumenim kočnicama | photo: magazin Mehatronika
Kola koja se sada mogu graditi su različiti pojačivači, kao i naponski i strujni izvori i translatori. Neko bi mogao da reaguje na ideju pojačivača, jer realno nemate adekvatan ulazni signal za Spintronics kola. Međutim, kreativno rešenje naravno da postoji – vaši prsti koji mogu proizvoljno zakretati neki Spintronics otpornik ili prekidač u ON stanju. Na taj način vi glumite generator promenjivog signala i mnoge izazove upravo možete rešiti tim, kako je Natalija zove, MVS-om.
Ono što vam zaista može nedostajati je dioda. Kao što smo pomenuli, postoji element u simulatoru, a može se i odvojeno kupiti. On se na tržištu pojavio nakon što smo mi dobili naše komplete. Iako je praktično imati odvojeni element, postoji način da se ona konstruiše od Spintronics razdelnika i Spintronics tranzistora. Sva rešenja u Puzzle Book-u su rešena na taj način. Dioda nam donosi jedan broj ispravljačkih izazova.
Dioda se formira kombinacijom tranzistora i razdelnika, mada postoji i novi diodni element koji se odvojeno kupuje i koji ne dolazi ni sa jednim kompletom | photo: magazin Mehatronika
Drugi novi element je, što je sasvim logično, Spintronics zavojnica koja unosi induktivnost u Spintronics svet. U suštini to je uvek provodan prekidač (položaj ON) koji na svom vrhu ima tri teške metalne kugle sa velikom inercijom. Tu su i tri kočnice koje se oslanjaju na gumeni prsten koji meko usporava ceo sklop. Svi zupčanici su međusobno fiksirani.
Spintronics zavojnica koristi rotacionu inerciju metalnih kugli | photo: magazin MEhatronika
Glava sa kuglama se zavrti kada kroz Spintronics zavojnicu prolazi struja. Nakon prestanka dejstva napona one nastavljaju da se okreću usled ugaone inercije, pružajući otpor toj promeni produžavajući proticanje struje koja slabi do zaustavljanja i na taj način simularaju pravu zavojnicu.
Mehanička očiglednost električne struje | photo: magazin Mehatronika
Ono što nam kreativno donosi ovaj element su pre svega različiti filteri. Kako mi nemamo izvor promenjivog signala, potrebno je prstima okretati (MVS) po nahođenju neki od pasivnih elemenata mehaničkog kola. Na slici ispod to bi mogao biti crveni prekidač koji treba da bude u ON položaju.
Filter realizovan Spintronics elementima | photo: magazin Mehatronika
Filteri se završavaju na 125 izazovu, a u narednih 24 imamo: Buck i Boost konvertere, kola sa povratnom spregom, kao i osnovne sklopove digitalne elektronike, kao što su: Flip-flop-ovi ili recimo veoma komplikovan XOR Gate kolo.
Izazov za koji će vam trebati više vremena nego što očekujete | photo: magazin Mehatronika
Zaključak
Spintronics ACT TWO zaista nastavlja tamo gde je ACT ONE stao. Ulazi duboko u problematiku naizmenične struje i obrade promenjivih signala. U izazovima se kreiraju pojačavači, filteri, kola sa povratnom spregom, kao i neka osnovna kola digitalne elektronike. Znanje u oblasti elektronike u ovom delu prevazilazi osnovnu školu i slobodno možemo reći da ga većina srednjoškolaca ne poseduje. Posebno tu mislimo na učenike gimnazija koji bez obzira što su budući inženjeri imaju veoma tanko praktično funkcionalno shvatanje elektronike i mehanike.
Kompleksno kolo za koje su potrebna oba kompleta | photo: magazin Mehatronika
Spintronics ovim drugim kitom pokazuje svu kompleksnost ideje koju su Alyssa i Paul Boswel imali kada su kreirali svet elektronike mehaničkim napravama. Ko zaista uđe u ova rešenja otvoriće sebi mehatroničke uvide koji prevazilaze spoznavanje elektro ili mehaničkih zakona i činjenica. Pred sobom će imati jedan STEM komplet kojim se može razviti kreativna inteligencija. U današnjem vremenu malo učila može da se pohvali ovako stamenim kvalitetom. Ovo je priča koju bi trebalo da predstavite ne samo najmlađima već i sebi.
Našu recenziju o Spintronics ACT ONE pročitajte na ovom linku.
Više infromacija: Upper Story sajt
Sa pozadinom u električnom inženjeringu i dugom istorijom rada u stručnim časopisima, on se fokusira na ključnom sadržaju magazina Mehatronika i stoji iza brojnih inicijativa.
1 Comment
1 Pingback