PROFI.

Transkript

1 PROFI 1. Stavebnice Profi- E-Tec 2. Elektrické obvody 2.1. Než zaneme 2.2. Jednoduchý elektrický obvod 2.3. Vodi a nevodi zkouše propojení 2.4. Seriové a paralelní zapojení 2.5. A NEBO obvody 2.6. Oboustranné zapojení schodišový spína 2.7. Motor Princip funkce motoru Ovládání motoru s dvma smry otáení 3. Elektromechanické ovládání 3.1. Blika 3.2. Ovládání semaforu 4. Regulace využívající elektroniku mikroprocesorové ízení 5. Modul E-Tec 5.1. Kontakty 5.2. Základní program Magnetické idlo Reedv senzor Poplašný systém 5.3. Speciální programy Speciální program výstražného systému Jiný speciální program sušika rukou Fototranzistor 5.4. Všechny zpsoby použití Drovaka Garážová vrata Závora na veejném parkovišti Automat na kostky 5.5. E-Tec modul mže dlat ješt více 5.6. Krátký prvodce pro E-Tec modul 6. Odstraování problém 7. Chytejší ovládání fischertechnik Computing

2 1 Stavebnice Profi E-Tec Stavebnice Profi E-Tec se zabývá vzrušující tematikou elektrotechniky. Zaneme s jednoduchými elektrickými obvody, které nám ukážou jak napíklad funguje žárovka, a jak se zapíná a vypíná svtlo v lednice. Ale také se nauíme, jak funguje schodišové osvtlení, které mže být rozsvceno a zhasínáno dvma rznými pepínai. Další kapitola vysvtlí istou elektromechanickou automatizaci zaízení bez poíta a elektroniky, která využívá tzv. pepínací buben. Budete pekvapeni, že semafory mohou být ovládány pomocí takovýchto zaízení. Potom se podíváme na moderní elektroniku a ovládání rzných zaízení, nap. závor na veejných parkovištích nebo garážových dveí využívajících E-Tec Modul. Jedná se o malý elektronický ovládací modul s mikroprocesorem, který dlá úžasné vci. Mžeme napíklad spojit dv rzná idla (tlaítka, svtelná idla, magnetická idla) a ovládat motor podle signál idel. Krom toho jsou nkteré programy již v E-Tec Modulu uloženy a mohou tak být snadno vyvolány a použity k jiným úlohám. Zjistíme, že tento malý modul má skvlé možnosti. Ale pusme se do toho od zaátku. Bžná elektrická žárovika Žárovika s okou: tato žárovika obsahuje oku, která váže svtlo. Tuto žároviku využijeme hlavn, když budeme modelovat svtelnou závoru využívající fototranzistor. Návod nalezneme v dokumentu pozdji. Tvar této žároviky je velice podobný bžné žárovice. Ujistme se, že vždy užíváme správnou žároviku. Pro náš první pokus použijeme bžnou žároviku. Když chtjí elektrotechnici znázornit, jak by mly být rzné souástky zapojeny, nekreslí skutené souástky jako jsou vodie a konektory, ale symboly, které je reprezentují. Zjednodušený nákres našeho obvodu bude následující: 2 Elektrické obvody 2.1 Než zaneme Než zaneme experimentovat, potebujeme dohromady smontovat nkolik komponent jako jsou kabely a konektory, žárovky, bzuák a 9-voltový zdroj naptí. Viz montážní instrukce v Rady a instrukce pro montáž. 2.2 Jednoduchý elektrický obvod Když jsou všechny souásti pipraveny k použití, mžeme pistoupit k jednoduchým elektrotechnickým pokusm. Nejprve se podíváme na jednoduchý elektrický obvod. Abychom tak mohli uinit, potebujeme následující komponenty: Zdroj naptí: Obvykle používáme v této stavebnici k experimentování 9-ti voltovou alkalickou baterii, kterou nalezneme v piloženém bateriovém pouzde. Samozejm mžete použít i fischertechnik Acumulator Set part no nebo zdroj naptí Energy Set part no Nyní pipojme žárovku ke zdroji naptí: Stavebnice obsahuje dv rzné žároviky: Takovýto nákres se nazývá schéma zapojení. Co vidíte, když pipojíte žároviku ke zdroji naptí, napíklad k 9-ti voltové baterii? Správn, žárovika svítí. Práv jste sestavili obvod, kterým protéká elektrický proud a to od kladného pólu zdroje naptí, skrze ervený vodi do žároviky (také nazývané spotebi) a pes erný vodi zpt k zápornému pólu zdroje naptí. Zdroj naptí mžete vidt jako uritý druh vodní pumpy, která tlaí proud skrze vodie ke spotebiteli (spotebii). Podobn jako u pumpy v akváriu je i zde, pro tok proudu, dležitým práv uzavený cyklus. Kdybychom kdekoli perušili tok proudu, nap. odpojením pípojek, proud by nemohl protékat. Stejn jako je vodní pumpa na základ své kapacity schopna vytváet uritý tlak vody, je i zdroj naptí schopen poskytovat urité naptí, jehož výše je mena ve Voltech (zkratka V). Spotebie z Fischertechnika (žároviky, motory, bzuáky) vyžadují naptí o velikosti 9V. Toto naptí nám bude poskytovat zdroj naptí Fischertechnik (the fischertechnik power supply). Když použijete vyšší naptí, poškodíte tím spotebie. Každý spotebi potebuje uritou výši elektrického proudu, podobn jako voda, která protéká skrze vodovodní potrubí. A stejn, jako je vodovodní kohout odporem prtoku vody, je spotebi odporem pro elektrický proud. ím menší je odpor spotebie, tím vtší proud jím protéká. Proud (elektrický) je men v Ampérech (zkratka A). Veliina, která vyjaduje jak 2/13

3 hodn spotebi brání prchodu proudu, se nazývá elektrický odpor. Je men v Ohmech (zkratka Ω). Ale zpt k elektrickému obvodu. Nejprve jsme perušili obvod odpojením pípojky. To vša lze uinit i mnohem elegantnjší cestou, kdy použijeme pepína, který mže být nainstalován na jeden z pívod ke spotebii tak, že bude obvod perušovat anebo uzavírat. Tlaítko není stisknuto Tlaítko je stisknuto Žárovika Výsledek: Jestliže je obvod perušen stisknutím tlaítka (kontakty 1 a 2), nazývá se tlaítko perušovací. Jestliže je obvod uzavírán stisknutím tlaítka (kontakty 1 a 3), nazývá se tlaítko spínací. Nyní tchto dvou rzných funkcí využijeme v jednom modelu fischertechniku. Fischertechnikv pepína je tlaítko se 3 pípojkami, které jsou oznaeny 1, 2 a 3. Jestliže pipojíte pívod ke kontaktm 1 a 2 tlaítka, obvod je uzaven (jako kdyby tlaítko vbec neexistovalo), takže proud mže protékat. Jestliže stisknete tlaítko (pracovní pozice), obvod je perušen. Kdybyste však pipojili pívody na kontakty 1 a 3 tlaítka, obvod není uzaven, takže nemže protékat žádný proud. Když stisknete tlaítko, obvod je uzaven. Abychom se blíže podívali na tento rozdíl, obohatíme náš jednoduchý obvod sestávající se pvodn ze zdroje naptí a žároviky o tlaítko, které pipojíme mezi ervený vodi a žároviku. Od te dále už nebudeme používat žádné reálné obrázky, ale schémata zapojení: - S použitím souástek stavebnice sestrojte baterku. - Rozvažte si, zda by mlo tlaítko pracovat jako perušovací anebo spínací. - Nakreslete dané schéma zapojení. - Sestavte model ledniky s vnitním osvtlením, které svítí, když otevete její dvee a zhasne, když je zavete. - Jak by mlo být tlaítko zapojeno v tomto pípad? - Nakreslete dané schéma zapojení. Ve stavebních instrukcích mžete nalézt píklady ešení tchto dvou úkol. 2.3 Vodi a nevodi Ne všechny materiály jsou schopny vést proud. Proud vede dobe zejména skrz kovy jako je m, ze které jsou kabely ve fischertechniku. Ale také mosaz, železo, olovo, cín nebo jiné kovové materiály, které jsou souástí stavebnice, jsou dobré vodie. Jiné materiály vedou proud he anebo vbec. Napíklad plasty jsou absolutními nevodii, takzvanými izolátory. Sestavte obvod (nejlépe na velké erné desce) a zaznamenejte, kdy žárovika svítí. Tlaítko není stisknuto Tlaítko je stisknuto Žárovika Druhé schéma zapojení vypadá následovn: Sestavte zaízení, které testuje, jestli je njaký materiál vodiem proudu i nikoli. Takovéto zaízení se nazývá zkoušeka spojitosti. Máte-li njaký nápad, jak by to mohlo fungovat, tak do toho, vyzkoušejte to. V opaném pípad zde nabízíme uritou pomoc: Potebujeme dva volné kontakty, které budeme pikládat k materiálu. Jestliže ten povede proud, je obvod uzaven a bzuák (ze stavebnice) vydá zvukový signál, který bude toto uzavení signalizovat. Jestliže bzuák nevydává žádný signál, víme, že tento konkrétní materiál není vodiem elektrického proudu. Zmte svj obvod podle tohoto schématu a znovu sledujte, kdy žárovika svítí: 3/13

4 Schéma zapojení tohoto zaízení je následující: Paralelní: Varování! Ujistte se o správnosti polarity bzuáku. ervená=kladný pól. Jinak nebude bzuák pracovat. Jestliže máte jakékoli problémy pi sestavování tohoto zaízení, nahlédnte do montážních instrukcí. Tam mžete nalézt detailní popis, jak ho sestavit. Vyzkoušejte rzné druhy materiál a oznate kížkem, které jsou vodii a které izolanty (izolátory). Materiál Vodi Nevodi Materiály, které jsou dobrými vodii (nap. m) jsou využívány k penosu proudu. Nevodie (nap. plasty) jsou používány k izolování vodivých materiál ped nezámrným dotykem. Proto jsou kabely fischertechniku uvnit z mdi a na povrchu izolovány pomocí plast. 2.4 Sériové a paralelní zapojení Podívejme se nyní co se stane, když nezapojíme pouze jeden samostatný spotebi, ale hned nkolik spotebi do obvodu. Jako spotebie použijeme dv žároviky a zapojíme je dvma rznými zpsoby: Do série jednu za druhou: Mimochodem, když se dva vodie ve schématu zapojení kíží, jako napíklad 2 vodie zde, a jestliže jsou elektricky spojeny v kížících se bodech, znázorujeme to ernými body. Jestliže se vodie kíží bez této teky, nejedná se o elektrické spojení. 1. Sestavte tento obvod na erné stavební desce s využitím 2 žároviek (podívejte se také do instrukcí). 2. Jak jasné je svtlo obou žároviek v porovnání s jedinou žárovikou v jednoduchém obvodu? Jasnjší Stejné Temnjší Výsledek: Jestliže zapojíte jednu žároviku za druhou v jednom obvodu, íkáme tomu sériové zapojení. U sériového zapojení se ob žároviky dlí o dostupné naptí (zde: 9V). Proto žároviky nesvítí tak jasn. Jestliže zapojíte dv žároviky v jednom obvodu paraleln, íkáme tomu paralelní zapojení. V tomto pípad pijímají ob žároviky plné naptí 9V. Proto ob svítí tak jasn jako v pípad jednoduchého obvodu. 2.5 AND-OR obvody Podobn jako dv žárovky v jednom obvodu mžeme do obvodu zalenit i dv tlaítka a jednu žároviku. V tomto pípad mžete zapojit tlaítko jak do série, tak paraleln. Sériové zapojení: Tento obvod naleznete na stran 11 montážních instrukcí. Sestavte tento obvod na erné stavební desce. Nakreslete elektrický obvod. Kdy žárovika svítí? Zakížkujte správná ešení. Když není stisknuto žádné tlaítko Když je stisknuto první tlaítko Když je stisknuto druhé tlaítko Když jsou stisknuta ob tlaítka 1. Sestavte tento obvod se dvma žárovikami na erné stavební desce (podívejte se do také instrukcí). 2. Jak jasné je svtlo obou žároviek v porovnání s jedinou žárovikou v jednoduchém obvodu? Zakížkujte správnou odpov. Paralelní zapojení: Tento obvod naleznete v montážních instrukcích na stran 11. Jasnjší Stejné Temnjší 4/13

5 Sestavte tento obvod na erné stavební desce. Nakreslete elektrický obvod. Kdy žárovika svítí? Zakížkujte správná ešení. jednoduchého obvodu využívajícího tlaítka a motoru. Schéma zapojení je následovné: Když není stisknuto žádné tlaítko Když je stisknuto první tlaítko Když je stisknuto druhé tlaítko Když jsou stisknuta ob tlaítka Výsledek: Když jsou dv tlaítka zapojena do série, žárovika bude svítit pouze tehdy, když jsou tlaítko 1 a tlaítko 2 stisknuta, proto se tento obvod nazývá AND-obvod. (Pozn.: AND znamená esky A zárove.) Když jsou dv tlaítka zapojena paraleln, žárovika bude svítit tehdy, když je tlaítko 1 nebo tlaítko 2 stisknuto. Toto zapojení se nazývá OR-obvod. (Pozn.: OR znamená esky NEBO.) 2.6 Oboustranné zapojení (schodišové zapojení) Možná jste se sami sebe ptali, jak je možné vstoupit do budovy, rozsvítit v pízemí, vyjít schody a zhasnout v prvním pate. A když jste v prvním pate, mžete také svtlo rozsvítit nebo znovu zhasnout prost tak, jak chcete. Abyste toto pochopili, potebujete znát zapojení, které se nazývá oboustranné zapojení (schodišové zapojení). Sestavte jednoduchý model schodišového osvtlení s využitím žároviky a dvou tlaítek. Aby svtlo svítilo položte na ervené tlaítko malou destiku, aby zstalo stlaené (podívejte se také do montážních instrukcí). Jakmile stisknete tlaítko, motor se zane toit. Jestliže zamníte konektory na motoru, bude se otáet druhým smrem pro motor je tedy dležité, jak zapojíte pípojky. Zamníte-li plus a mínus, tj. zamníte-li polaritu, zamníte (otoíte) i smr otáení motoru Princip funkce motoru Pro se motor otáí, když jím protéká proud? Jestliže si myslíte, že je pro vás následující exkurz do fyziky píliš složitý, jednoduše jej peskote. Jakmile se budete ve škole uit magnetický efekt na elektrický proud, jist tento princip pochopíte. My se budeme zabývat funkním principem motoru zjednodušen: Jestliže máte vodi skrze njž protéká elektrický proud v magnetickém poli, je vodi vystaven síle, která s ním pohybuje. Tato schopnost je využívána u elektrického motoru. Zjednodušen se motor skládá ze dvou ástí: pevné, které se íká stator a pohyblivého rotoru. Stator je magnet, rotor je potom smyka vodi, která se pohybuje v magnetickém poli statoru, jakmile jí prochází proud. Po 90ti stupovém otoení by rotace vodiové smyky normáln ustala a proto musí být smr proudu protékajícího rotorem otáen v ase tak, aby mohla rotace pokraovat. Tomu se íká mnní a vede to k tomu, že se rotor toí dál. Nyní zapojte model podle následujícího schématu zapojení: Zjistte, zda zapojení pracuje jako výše popsané schodišové osvtlení. Pro toto zaízení potebujeme všechny 3 kolíky na minitlaítku. Na rozdíl od jednoduchého zapínacího/vypínacího pepínae, nazýváme tyto pepínae pechodové pepínae nebo pepojovae. Ve skutenosti se rotor neskládá z jen jedné vodiové smyky, ale z velice mnoha smyek, které se uritým zpsobem dotýkají. Polarita proudu se rovnž neotáí pouze jednou, ale nkolikrát, aby bylo umožnno optimální otáení. 2.7 Motor Tato kapitola vysvtluje jeden z dalších spotebi, elektrický motor. Jestliže pipojíte motor ke zdroji naptí, zane se otáet. Vyzkoušejme to sestavením Ovlada motoru se dvma smry otáení Ve spoust pístroj by se motor neml otáet pouze jedním smrem, ale ml by být schopen mnit svj smr otáení. V našem prvním experimentu s motorem jsme tohoto dosáhli 5/13

6 zámnou konektor motoru. To je ale trochu komplikované. Proto se podíváme na možnost vyešit tento problém elegantnji, využitím minitlaítek. Jako píklad takovéhoto zaízení mžeme uvést výtah, který by se ml pohybovat nahoru i dolu. Nejprve sestavte výtah (viz montážní instrukce) Zapojte model podle následujícího schéma zapojení tak, aby se výtah pohyboval nahoru, když makáte jedno tlaítko a dolu, když makáte druhé. Jestliže nemakáte žádné tlaítko, motor by se neml pohybovat vbec. neustále tlaítko makat a pouštt, makat, pouštt, makat, pouštt... Kdo má ale na toto as? Abychom se tomuto vyhnuli, použijeme takzvaný pepínací buben. Tato kulatá souástka je pohánna elektrickým motorem a nepetržit se otáí. Pepínací buben spíná tlaítko pomocí svého vnjšího okruhu a rozpíná pomocí svého vnitního okruhu. Pi jedné otáce bubnu je polovinu otáky tlaítko stisknuto a polovinu rozepnuto. Abychom tomu lépe porozumli, sestavíme na erné stavební desce jednoduchý blika (viz montážní instrukce na str. 19 Zakreslete šipky smru pohybu proudu (od + k -) na schématech zapojení (viz níže), abyste byli schopni rozeznat, pro se v závislosti na stisknutém tlaítku motor otáí v rzných smrech. Smr otáení v daném schématu vždy oznate kížkem: Smr otáení: Doleva Doprava Žádný Smr otáení: Doleva Doprava Žádný Smr otáení: Doleva Doprava Žádný Jak mžete vidt v montážních instrukcích, lze polohovat ob tlaítka souasn tak, že stídav makáte jedno z tlaítek pomocí páky, která je umístna mezi samotnými tlaítky. Takovýto pepína se nazývá polaritu mnící pepína. 3 Elektromechanické ovladae 3.1 Blika 2 regulaní kotoue jsou upevnny na stedové matici a lze jimi otáet se v opaném smru. Tak jste schopni nastavit jak dlouho bude tlaítko sepnuto bhem jednoho otoení bubnu. Pro blika to znamená: ím déle je tlaítko sepnuto, tím déle svtlo svítí bhem jednoho otoení bubnu a fáze zhasnutí je tím kratší. Bhem montáže obou regulaních kotou prosím zajistte následující: Jedna strana každého kotoue je stabilní, druhá má osazení. Oba kotoue jsou pipojeny ke stedové matici takovým zpsobem, že strana s osazením je smrem ven. Jinak nelze stedovou matici utáhnout. Jeden píklad použití blikae jsou blikae na výškových budovách. Ale astokrát jen jedno svtlo nestaí. Sestavte vrchol výškové budovy, která má dv varovná svtla (ervené a zelené), které ob stídav blikají (viz stavební instrukce). Jak mžete mnit frekvenci blikání? 3.2 Semaforová svtla Pro blikae je dostatené mít tlaítko a pepínací buben. Využitím nkolika bubn, mžete ovládat celé procesy, nap. semaforová svtla. My si semaforová svtla zjednodušíme tak, že nebudou natolik komplikovaná. Nepoužijeme oranžovou, ale pouze ervenou a zelenou barvu. - Sestavte semaforová svtla s erveným a zeleným svtlem. Použijte žároviky. - Zrealizujte ovládání využívající pepínací bubny se dvma tlaítky a dvma pepínacími bubny. Vyberte pomr pevod motorového pohonu tak, aby dané fáze semaforu trvaly nkolik sekund. - Nejprve nastavte pepínací buben takovým zpsobem, že ervená a zelená blikají stídav. - Navrhnte regulaci pepínacího bubnu tak, aby se choval takovým zpsobem, který vede k následujícímu procesu: Zelená ervená ervená+zelená Do te jsem zapínali s pomocí tlaítka žároviky, motory a bzuáky run. Jestliže by mlo ale svtlo blikat, museli bychom 6/13

7 ešení tohoto úkolu mžete také nalézt v montážních instrukcích. Ped nkolika lety bylo mnoho stroj vybaveno takovýmito elektomechanickými ovladai (regulátory). Dokonce i praky prádla byly takto ovládány. Nevýhodou tchto ovlada je jejich pomrn složitá mechanická struktura a vysoké ztráty díky stálému tení mezi pepínacím bubnem a kontakty. Dnes je vtšina regulaních úloh ešena elektronicky. Tato regulace je mnohem více flexibilní a podstatn menší s mnohem vyšší výkonností, protože zde nedochází k žádnému mechanickému tení. Nyní hodláme vybavit naše modely elektronickým ovládáním a to jedním z nejmodernjších takzvaným mikroprocesorovým ovládáním. 4 Regulace využívající elektroniku 5 Modul E-Tec Naše stavebnice Profi E-Tec obsahuje také malý poíta, takzvaný E-Tec Modul. Samo sebou, že mikroprocesor, který je zde obsažen není tak výkonný, jako mikroprocesory v poítaích, nicmén je postaující k provedení jednoduchých regulaních úloh s modely obsaženými v naší stavebnici. Oproti poítai nemžeme programovat E-Tec modul sami, ale modul obsahuje rzné programy, které mžeme vybrat a spustit využitím ty malých kluzných pepína v závislosti na modelu, který chceme ovládat. Nejprve se blíže podívejme na E-Tec Modul: Oblast elektroniky je velice zajímavá, ale také velmi obšírná. Zabralo by píliš asu zmínit všechny základy, které jsou nutné k plnému pochopení pedmtu elektroniky a elektrických obvod. My se tomuto tématu vyhneme a rovnou zaneme s mikroprocesorovou regulací, kterou zahrnuje stavebnice E- Tec. Mikroprocesorová kontrola Základní funkní principy: Mikroprocesor je malý poíta, který je schopen zpracovávat elekronická data a píkazy. Tudíž jsou mikroprocesory vlastn srdcem každého poítae. Mikroprocesorový systém se skládá z následujících souástí: 5.1 Kontakty Zdroj naptí E-Tec modul samozejm pracuje jen tehdy, jestliže je pipojen k 9V zdroji naptí od fischertechniku. Bhem zapojování se prosím ujistte o správné polarizaci (ervená=kladný pól). Jestliže je modul správn zásobován naptím, zelená LED dioda svítí (bliká krátce bhem pepínání). Vstupy I1-I3 Mikroprocesor je sám o sob nejdležitjší ást. Zpracovává data, která jsou udávána jako píkazy v programu. Programová pam obsahuje program nutný ke spuštní. Datová pam uchovává mezivýsledky a konené výsledky bhem bhu programu. Vstupní a výstupní jednotky mají na starost vnjší pipojení (nap. klávesnici, monitor). Sbrnicový systém odpovídá za výmnu informací mezi jednotlivými souástmi. V základu tak pracuje každý poíta. Do tchto konektor lze pipojit fischertechnik idla. idla penášejí informace z fishertechnik modelu do E-Tec modulu. K dispozici jsou následující idla: tlaítka, magnetické idlo a fototranzistor. Pozdji se na tato idla podíváme. Technická data vstup: 9V =, pepínací práh: 4V = (s poátkem tohoto prahu se bere tlaítko jako stištné =1, pod touto hodnotou jako nestištné =0). Výstup pro motor Motor, žárovika anebo bzuák mohou být zapojeny do tchto dvou zdíek, které jsou oznaeny 01 a 02. Jaký výstup je pipojen (žárovika svítí/nesvítí, motor vlevo/vpravo/vypnutý) závisí na tom, jaký program byl vybrán a jaké jsou podmínky na vstupech (nap. jestli je tlaítko stisknuto i nikoli). Technická data výstupu: 9V =, konstantní proud 250mA, krátkodobý 500mA, kladoucí odpor zkratu. 7/13

8 Kluzný pepína 1-4 Poloha tchto ty pepína, kterým se také íká DIP pepínae uruje funkci E-Tec modulu. Použitím tchto pepína mžete vybírat požadovaný program a proto pod nimi mžete íst Select (Vyber). Tudíž je nezbytné, aby byly DIP pepínae vždy v té pozici, která je vyžadována pro píslušný model. Správné nastavení pepína pro konkrétní model naleznete ve stavebních instrukcích. Každý pepína má 2 pozice ON (horní pozice) a OFF (dolní pozice). Te už zjistme, jak E-Tec Modul pracuje. 5.2 Základní program Nejprve zvolme OFF na všech 4 DIP pepínaích a pipojme E-Tec modul ke zdroji naptí. DIP1 DIP2 DIP3 DIP4 OFF OFF OFF OFF Dležité! E-Tec modul nate jaký program by ml být spuštn pouze tehdy, jestliže je zdroj naptí zapnut. Proto nejprve vyberte požadovaný program a poté pipojte pístroj pivádjící elektrickou energii anebo baterii. Jestliže DIP4 je OFF, je aktivován takzvaný základní program. Je to celkem obecný program pomocí kterého mžete ovládat celou adu model. Vyzkoušejte tento program pipojením jednoho motoru k výstupu Motor a po jednom tlaítku ke vstupm I1-I3 (zapojte tlaítkm kontakty 1 a 3 viz povídání o jednoduchém obvodu v kapitole 2). Pi tomto pokusu je polarita kontakt vstup a výstupu na E-Tec modulu nedležitá. pepína v pozici OFF. Kluzné pepínae 1-3 mají v základním programu zvláštní funkce: V kapitole 2, oddílu Jednoduchý obvod, jste se už nauili, že tlaítko mže pracovat jako spínací anebo rozpínací. Dote jsme tyto rzné funkce realizovali pipojením tlaítka spínacího (kontakt 1 a 3) nebo perušovacího (kontakt 1 a 2). Využitím E- Tec modulu mžeme to samé init elektronicky. Pokus: Použijte pokusné nastavení, které jsme již nastavili a pepnme kluzný pepína DIP1 do polohy ON dsledek: motor se hned rozebhne. Vypnte motor použitím I3 DIP pepínae mohou být pepínány jak nehty, tak i (lépe) malým šroubovákem, který nám stavebnice poskytuje. Stisknte I1 a uvolnte jej dsledek: motor bží jen když uvolníte tlaítko. Dále již není tlaítkem spínacím, ale rozpínacím Nyní mžete zkusit to samé využitím tlaítek na I2 a I3. Kdybychom použili jako idlo pouze tlaítko, elektronická zmna ze sepnutí do rozepnutí kontaktu by byla zbytená, protože tlaítko mže být pestavno k sepnutí kontaktu jednoduchou zámnou kabel. Nicmén když použijeme další idlo, nap. magnetické idlo (nazývané také Reed kontakt), situace bude jiná Magnetické idlo (Reedv senzor) Pokus: Krátce stisknte tlaítko pipojené na I1 Výsledek: motor bží Krátce stisknte tlaítko pipojené na I2 Výsledek: smr bhu (otáení) motoru se otoil Krátce stisknte tlaítko pipojené na I3 Výsledek: motor zastavil. Reedv senzor je magnetický pepína, který se uzave, jakmile se k nmu piblíží magnet. Navíc zelená LED dioda zhasíná v každé chvíli, když je tlaítko stisknuto a potom se zase rozsvcí. Tak mžete otestovat, jestli idla pracují. Funkce základního programu mže být popsána následovn: Vstup Motor Vyber I1 Doleva I2 Doprava I3 Vypnuto Jestli je základní program aktivován nebo není záleží pouze na pozici pepínae DIP4. Základní program je aktivní, když je Nemžeme jej jednoduše pestavt na perušova, protože se jedná o jednoduchý zapínací/vypínací pepína a nikoli pepojova. Proto má jen 2 kontakty. Pokus: Nastavte všechny DIP pepínae do polohy OFF a pipojte magnetické idlo k I1. Pidržte magnetickou souástku ze 8/13

9 stavebnice (erná kostka obsahující kulatý magnet) poblíž idla. Výsledek: motor zaíná bžet. Zastavte motor pomocí I3. Pepnte DIP1 do pozice ON motor bží. Opt zastavte motor pomocí I3. Pidržte magnet blíže k idlu (ve vzdálenosti pibližn 1 cm) a odstrate jej. Výsledek: motor se zastaví jen tehdy, jestliže odstraníme magnet. Te magnetické idlo pracuje jako perušova. S tmito znalostmi, sestavme první model a ovládejme ho pomocí E-Tec modulu. Bude to poplašné zaízení Poplašné zaízení Sestavte model dveí nebo trezoru. Když jsou dvee otevené, bzuák by ml být spuštn prostednictvím magnetického idla, a poplach zastaven pouze tehdy, jestliže je vypnut pomocí samostatného tlaítka. Poznámky: Program: základní program (DIP4=OFF) Magnetické idlo je pipojeno na I1 jako perušova (DIP1=ON) Tlaítko (kontakt 1 a 3) na I3 (DIP3=OFF) Bzuák na výstupu pro motor (01=ervený) Pro podrobnosti nahlédnte do stavebních instrukcí 5.3 Speciální programy S výjimkou základního programu, E-Tec Modul obsahuje další programy, které jsou šity na míru rzných model. K pístupu ke speciálním programm pepnte kluzný pepína DIP4 do pozice ON. V této chvíli už nejsou DIP 1-3 ke zmn od spínání k rozpínání kontakt, ale k výbru jednoho z celkem 8 uložených program Speciální program poplašné zaízení Máme také speciální program pro poplašné zaízení. Vyberte následující pozice pepínae: Tento program má následující funkce: Jakmile se otevou dvee, bzuák zane vydávat zvuk, ale ne souvislý, ale s perušeními tak, že skuten nií vaše nervy. Mimoto poplašný systém mže být vypnut teprve tehdy, když jsou dvee zavené. Jinak by se mohlo stát, že by byl poplašný systém aktivován i když jsou dvee stále oteveny a to by bylo píliš snadné pro vyloupení. S využitím tohoto speciálního programu mžete sestavit skutený poplašný systém. Mohli byste tak ochránit ped neoprávnným vstupem dvee vašeho pokoje. Mimochodem mžete nastavit i délku bzuícího signálu. Jestliže spojíte kontakty na vstupu I2 pomocí jednoho ze zbylých kabel, bzuák bude zvuet s vtší frekvencí Další speciální program sušika rukou V pípad sušiky rukou otestujeme krom nového speciálního programu i nový senzor, fototranzistor, který je obsažen ve stavebnici Fototranzistor Fototranzistor je elektronická souástka, která je citlivá na množství svtla. Ve spojení s žárovkou s okou ze stavebnice mžete postavit svtelnou závoru. Krátce se podívejme na to, jak takový fototranzistor pracuje: Bžný tranzistor je souástka se temi vývody, které se nazývají kolektor (C), báze (B) a emitor (E). Tranzistor se nejastji používá pro zesílení slabých signál. Slabý proud, který tee z njakého zdroje do báze tranzistoru, je zmnn na mnohem silnjší proud na kolektoru. Proudové zesílení je obvykle mnohem vtší než Na rozdíl od tranzistoru fototranzistor má pouze 2 vývody. Je to zpsobeno tím, že báze nemá žádný vnjší vývod. Proto tedy je zobrazen jako perušovaná ára ve své znace. Fototranzistor pracuje zdánliv jako malý solární lánek spojený s tranzistorem. Svtlo dopadající na bázi generuje velmi malý proud, který je zesilován tranzistorem a penášen kolektorem. ím více svtla dopadá, tím vtší proud tee na kolektor. Aby to fungovalo tak, jak bylo popsáno, fototranzistor vyžaduje další elektronické souástky. Ty jsou obsaženy v E-Tec Modulu, proto fototranzistor mže být pipojen pímo do vstupu I 1 I 3. Dležité: K aktivaci programu krátce vypnte a zase zapnte zdroj naptí E-Tec modulu. Když je aktivován speciální program, LED dioda E-Tec modulu bliká, zatímco ovládá motor. Dležité: Když pipojíte fototranzistor na njaký vstup, urit se pesvdte o správné polarit. Kontakt, který je oznaen erven, musí být pipojen na vstup oznaený +. Jinak fototranzistor nebude pracovat. Když použijete fototranzistor spolen s žárovikou s okou pro svtelnou závoru, E-Tec pozná, jestli je svtelná závora perušena nebo ne. Ale vrame se zpátky k sušice rukou: 9/13

10 Postavte model podle stavební píruky a zapojte ho do E- Tec modulu podle popisu. Nastavení DIP pepína je dležité. Co mžete usoudit z jejich nastavení? Nastavení DIP pepína pro speciální programu sušika rukou.: DIP 1 = OFF DIP 2 = OFF DIP 3 = OFF DIP 4 = ON to je speciální program Dležité: Napájecí naptí pipojte až po nastavení DIP pepína! Funkce programu: Když je svtelná závora perušena na I 1, motor se zane otáet asi 7 sekund. To odpovídá skutenému vysoušei rukou. 5.4 Všechny zpsoby použití Drovací stroj Další model, který postavíme, je drovaka. Tento úkol má 3 úrovn obtížnosti. Stavební píruka ukazuje pouze tetí zcela dokonenou úrove. Až se nauíš všechno o E-Tec modulu, budeš schopen dokonit první a druhý úkol sám. Úkol 1: Postav drovaku, která jde dol na stisknutí tlaítka. V nejnižší poloze se polarita obrátí a motor se otáí obrácen a stroj se vrací zpátky. V horní poloze se motor vypne. Na horním konci musí být tlaítko, otoení polarizace motoru v nejnižší poloze mže být zajištno magnetickým senzorem. Tlaítko mže být také použito jako startovací (detaily najdeš v montážní píruce). Použij E-Tec Modul se základním programem. Který senzor bude zapojen do kterého vstupu I 1 až I 3? Jak mohou být vstupy I 1 až I 3 nastaveny (spínací nebo rozpínací)? Nejdíve zapojte 2 tlaítka (koncové a startovací tlaítko) jako spínací (kontakty 1 až 3). Ujistte se, že motor je nastaven ped koncovým spínaem pedtím, než je E-Tec model zapnut. Jinak se bude stále otáet v jednom smru, dokud to správn nenastavíte. Úkol 2: Drovaka by mla být bezpené zaízení, proto by mla dol pouze když 2 tlaítka jsou stisknuta souasn (jedno levou a druhé pravou rukou). Toto se také nazývá obouruní ovládání. Jak mohou být tlaítka zapojena? Tlaítko 1 a tlaítko 2 musí být stisknuta zárove. Úkol 3: Pro zvýšení bezpenosti mžeme nainstalovat svtelnou závoru. Když nkdo strí ruku do stroje, musí se stroj zastavit okamžit. Jaké udlat zmny na koncovém spínai, aby zastavil motor? Svtelná závora musí být zapojena do I3 a vstup I3 musí být nastaven jako rozpínací v pípad, že se má motor okamžit zastavit, když bude svtelná závora perušena. Abychom to mohli udlat, pepína DIP 3 musí být pepnut na ON. Dosud byl OFF a tak motor byl vypnut pomocí horního koncového tlaítka zapojeného jako spína. Nyní se mže motor zastavit, když horní koncové tlaítko je stisknuto. Proto musí být zapojeny v serii se svtelnou závorou do I3 a také jako rozpína (pipojit kontakt 1 a 2 tlaítka). ešení tohoto úkolu mžete také nalézt v montážních instrukcích Garážová vrata Urit znáte garážová vrata, která nemusíte otvírat a zavírat run, ale pomocí dálkového ovládání nebo vstupní karty. My bychom také rádi mli taková garážová vrata! Postavte garážová vrata, která se otvírají a zavírají pomocí motoru (podívejte se do stavební píruky). Mohou mít následující funkce: - mohou být otvírány pomocí karty s magnetickým proužkem (simulovaným magnetem a magnetickým senzorem). - mohou se zavírat stisknutím tlaítka. Jako koncový spína pro zavené a otevené dvee je nutné použít další tlaítko. Nejdíve vyešte tento úkol pomocí základního programu E-Tec modulu Zapište si nastavení DIP pepínae do tabulky ( ON nebo OFF ) DIP1 DIP2 DIP3 DIP4 Zapište si, jaký senzor je pipojen do kterého vstupu Senzor magnetický senzor koncový pepína v horní pozici (dvee oteveny) koncový pepína v dolní pozici (dvee zaveny) tlaítko pro zavení garáže Kde je slabá stránka tohoto programu? Vstup Jestliže jste nenašli žádné problémy, zkuste zavít dvee, když jsou již zaveny. Uvidíte, že motor se otáí a snaží se dvee zavít. 10/13

11 Náš základní program není schopen vyešit tento problém. Akoliv, integrovali jsme jiný speciální program pro tento model. Najdete ho pod tímto nastavením DIP pepína: pln projede, musí být nejprve perušena a následn zavena. Použili jsme stejný program jako u garáže a proto tlaítko, které zavírá garáž musí mít pipojeny kontakty 1 a Automat na kostky Jako poslední model této stavebnice bychom vám rádi pedstavili zaízení, které vydává stavebnicové kostky. Vy vložíte minci a automat vám vydá dv stavebnicové kostky 15. Dležité: Nyní musíte pipojit spína pro zavení garáže kontakty 1 a 2. Jinak se dvee pouze zavou po dvojitém stisknutí tlaítka. Pro tento vstup je takto naprogramován pochopíte, když se podíváte na model závory veejných garáží. Tuto vlastnost zde potebujeme. Sestavte model tak, jak je popsán ve stavebních instrukcích. Vytte z pozice DIP pepína, jestli je model ovládán základním anebo speciálním programem. Zakížkujte správnou odpov: Základní program Speciální program Popis programu: Nejdíve garážová vrata nastavíme do zvolené startovní pozice garáž bude zavená. Pokud to bude mít za následek, že se nám chybová LED velmi rychle rozbliká ( je v takzvaném interferenním, poruchovém stavu ), mžete to spravit vypnutím a následným zapnutím zdroje. Tento poruchový bezpenostní stav se objeví také tehdy, když motor bží déle než 60 sekund bez perušení. Když otevete garáž pomocí magnetického senzoru, musíte nejdíve garáž zavít aby jste ji byli schopni znovu otevít. Takto program ví, jestli je garáž práv otevená nebo zavená Závora na veejném parkovišti Podobn jako garážové dvee pracuje závora na veejném parkovišti a proto mžete použít stejný program. Nyní pestavte zaízení tak, aby nevydávalo pouze dv, ale ti kostky. Ped zapnutím E-Tec modulu se pesvdte, že je motor umístn mezi dvma koncovými pepínai. V opaném pípad bude po spuštní modelu pracovat posuvná ást zaízení nepetržit v jednom smru. 5.5 E-Tec modul umí ješt víc Poté, co jsme se zabývali všemi modely stavebnice, bychom vám chtli ukázat jaké jsou skryté možnosti E-Tec modulu, které nemohou být pímo využity touto stavebnicí. Ale jist mžete tyto funkce využít ve svých vlastních modelech. Speciální program stídavé blikání DIP pepína: Nicmén úkol je trochu jiný: Když pijedete ped závoru veejného parkovišt, mli byste ji být schopni otevít pomocí pístupové karty (magnetická souástka + magnetické idlo). Když pak závoru projíždíte, mla by být zablokována pomocí svtelné bariéry, která by mla závoru spouštt až po úplném projetí vašeho auta. Znovu si pipomete jaké idlo je pipojeno na jaký vstup. Navíc byste mli pipojit ervenou a zelenou žároviku, které budou ukazovat idii, kdy jet. Jak pipojíte tyto žároviky tak, aby ervená a zelená žárovika svítily v tu pravou chvíli. Namísto motoru pipojte jeden pól každé žároviky k 01 a 02 a druhý pól uzemnte anebo jej pipojte k zápornému pólu zdroje naptí. Když te pipojíte E-Tec modul ke zdroji naptí, ob žároviky zanou blikat. Spojením vstup I1-I3 mžete vytváet delší blikací frekvence: Úplný návrh tohoto modelu je zobrazen ve stavebních instrukcích. Aby se svtelná bariéra spustila jen tehdy, když auto 11/13

12 Spojené vstupy Žádné I3 I2 I2 a I3 Blikací funkce rychle se stídající blikotání, stálé rychle se stídající blikotání, nestálé pomalu se stídající blikotání, stálé pomalu se stídající blikotání, nestálé Navíc existují ješt pomaleji se stídající frekvence blikání, které byste bžn pro blika nepoužili. Jsou urené pedevším pro modely, které mají motor, jsou neustále obsluhovány a nemly by se toit po celou dobu pouze jedním smrem, nap. ruské kolo: Spojené vstupy I1 I1 a I3 I1 a I2 Funkce motoru 7 sekund doleva, 1 sekunda pauza, 7 sekund doprava atd. 15 sekund doleva, 2 sekundy pauza, 15 sekund doprava atd. 30 sekund doleva, 3 sekundy pauza, 30 sekund doprava atd. I1, I2 a I3 60 sekund doleva, 4 sekundy pauza, 60 sekund doprava atd. Speciální programy pro digitální technologie Také jsme se zabývali 4 programy pro fanoušky digitálních technologií (Monoflop, Flip-Flop, AND a OR funkce) Ale skutená zábava zane, když spojíte nkolik E-Tec modul. Ale protože to již je nad rámec možností této stavebnice, zmíníme jen tyto funkce doprovodné brožue. Detailní popis bude zveejnn na Internetu Krátký prvodce E-Tec modulem Te, když jste vstebali spoustu aplikaních píklad a víte, jak ovládat modely pomocí E-Tec modulu, vám poskytneme souhrn nejdležitjších funkcí tohoto modulu. Kontakty: Zdroj naptí 9V = I1-I3: Vstupy pro idla Motor (01 a 02): výstupy pro bh motoru doleva/doprava/žádný Select (Výbr): DIP pepínae 1-4 pro volbo programu Základní program: DIP4=OFF DIP1-DIP3=0N I1-I3 naprogramovány jako perušovae DIP1-DIP3=OFF I1-I3 naprogramovány jako spínae Funkce: I1=motor se toí doleva I2=motor se toí doprava I3=motor se netoí Speciální programy: DIP4=ON Dležité: Vybraný program je naten pouze tehdy, když je E-Tec modul zapnutý a proto musíte nejprve nastavit DIP pepínae a teprve potom pipojit E-Tec modul ke zdroji naptí. Program 1: Sušika rukou DIP pepína Funkce: Jakmile je I1 perušen, motor se zane otáet doleva po dobu 7 vtein a poté se opt vypne. Program 2: Poplašné zaízení DIP pepína Funkce: Jakmile je I1 perušen, bzuák zane perušovan zvuet. Když je I3 spojen, bzuák ztichne, nicmén pouze tehdy, jestliže byl ped tím I1 rozpojen. Mžete nastavit dobu trvání jednotlivých bzuení pomocí peklenutí (spojení) I2. Program 3: Garážové dvee/závora veejného parkovišt DIP pepína Funkce: Nejprve je závora uzavena (bh motoru doprava). Jestliže není bh motoru ukonen do 60 sekund pepínaem, nebo když se objeví njaká jiná chyba, LED dioda intenzivn bliká (takzvaný rušivý mód). Oprava: vypnte zdroj a optovn jej zapnte. Závora se zvedne (bh motoru doleva) sepnutím I1. Závora bude uzavena (bh motoru doprava) sepnutím I2 (t.j. jestliže je po perušení pipojená svtelná bariéra rozpojena). Závora se mže zavít pouze tehdy, jestliže byla pedtím zvednuta a naopak. Program 4: Stídavé blikání DIP pepína Funkce: viz zaátek subkapitoly /13

13 Program 5-8: Digitální funkce Popis: viz 6 Odstraování problém Vždy vás dokáže odradit situace, kdy sestavíte njaký model a on nepracuje tak, jak by ml. Potom byste se mli pokoušet jej rozchodit a když budete mít štstí, zane správn pracovat nejspíš istou náhodou. Proto bychom vám rádi dali pár typ na to, jak se vyhnout i opravit chyby, které by mohly nastat. Kabely a pípojky: Bhem montování elektrických pípojek byste se mli postarat o to, aby byly skuten ve vodivém spojení s vodiem (žílou kabelu). Nejlepší je každý kabel po vytvoení vyzkoušet s pomocí žároviky, kterou pipojíte ke zdroji naptí práv tímto vytvoeným kabelem anebo jej odzkoušet pomocí zkoušeky spojitosti popsané již díve v tomto manuálu. Správné propojení v modelech U nkterých model potebujete mnoho kabel. Musíte je pipojit peliv a vyhnout se chybám, protože jinak modely nebudou pracovat správn. Když nebudete dostaten peliví, mohlo by se vám stát, že pipojíte motor do vstupu anebo idlo do výstupu pro motor potom celý model není schopen fungovat. Proto se vždy, když model nepracuje správn nejprve ujistte, zda je správn propojen kabely. Zdroj naptí Když používáte akumulátorek anebo baterii, ujistte se, že je stále ješt schopna dodávat dostatek energie. Mžete pipojit žároviku a jestliže již skomírá anebo po pár sekundách zhasíná úpln, je vybitá. Správná polarizace Pro nkteré souástky je dležité, aby mly správnou polarizaci, jinak nefungují: E-Tec modul ervený kabel = kladný pól, erný kabel = záporný pól. Zelená LED dioda svítí v pípad správného pipojení zdroje naptí. Fototranzistor ervená znaka = kladný pól, znaky kladného pólu (plusy) jsou viditelné na vstupech E-Tec modulu. Test provedení: pipojte fototranzistor k I1 na E-Tec modulu, E-Tec modul je v základním programu (DIP1- DIP4=OFF). Pibližte žároviku, která svítí, k fototranzistoru. Jestliže fototranzistor rozpozná svtlo, zelená LED dioda krátce zhasne a opt se rozsvítí. Bzuák ervený kabel = kladný pól, erný kabel = záporný pól. Nastavení DIP pepína E-Tec modulu Aby mohl E-Tec modul spustit ten správný program, musí být DIP pepínae nastaveny správn. Ve stavebních instrukcích nebo v brožue aktivit naleznete nastavení pepína pro všechny modely. Dležité: Program se nate pouze tehdy, jestliže je E-Tec modul zapnut. Když mezitím (pi práci) zmníte program, musíte krátce perušit innost zdroje naptí, abyste tento nový program aktivovali. U základního programu (DIP4=OFF) mohou být vstupy I1-I3 zmnny ze spína na perušovae pomocí DIP pepína DIP1-DIP3. Modul tuto zmnu rozpozná i tehdy, jestliže je program již spuštn. V tomto pípad není zapotebí perušovat proud. Jestliže njaká souástka nepracuje i pes správnou polarizaci, neporušené kabely a dostaující zdroj naptí, je zde jen jedno vysvtlení: Je to porouchané! V tomto pípad prosím kontaktujte servis fischertechniku. 7 Víceinteligenní ovládání fischertechnik Computing (Programování) Doufáme, že jste si užili dostatek zábavy pi ovládání model, které jste sestavili se stavebnicí Profi E-Tec. Možná, že hodláte sestavit vaše vlastní modely a ovládat je s použitím E-Tec modulu. Potom jist zjistíte, že základní program E-Tec modulu již není dostatený ke skutené kontrole vašich model, protože postrádáte vhodné speciální programy. Možná, že vaše modely nemají jen jeden motor, ale hned nkolik motor a vy si pejete dosáhnout konkrétní procedury. Když toto nastane, jste pipraveni pro další krok v oblasti regulaních (ovládacích) technologií: Computing Program od fischertechniku. Teto program vám poskytne ovládací modul zvaný Interface (rozhraní), který je schopen ovládat až 4 motory najednou. Mimoto zahrnuje 8 digitálních vstup pro tlaítka, fototranzistory nebo Reedovy kontakty a rovnž i dva analogové vstupy pro mení odporu. Nejlepší je však ta skutenost, že tento modul mžete pipojit k vašemu PC a jste tak schopni navrhovat své vlastní programy využitím grafického software. To otvírá prostor neomezeným možnostem. Pirozen, že také mžete programovat a ovládat modely této stavebnice. Napíklad zapemýšlejte nad výtahem. Mžete jej vybavit idly a naprogramovat jej jako skutený výtah s pivolávacími tlaítky v každém pate a voliem, do kterého patra byste rádi jeli. To je pak skutená zábava tak ji vyzkoušejte. 13/13