V petek, 13. 5. 2016, so dijaki 2. letnika programa Elektrotehnik opravili strokovno ekskurzijo. Obiskali so  razstavo Nikole Tesle, ki je bila na ogled v Cankarjevem domu. Sodelovali so tudi na Dnevih elektrotehnike v Tehniškem muzeju v Bistri, ki so jih pripravili in izvedli študentje Fakultete za elektrotehniko iz Ljubljane.

Razstava nas vodi skozi življenje in delo ter vizijo Nikole Tesle

Razstava Nikola Tesla – človek prihodnosti je na ogled v Galeriji CD v letu, ko obeležujemo 160. obletnico rojstva tega izjemnega človeka, izumitelja in misleca poleg dela, duha in življenja Tesle predstavila tudi zgodovino nekaterih ključnih znanstvenih in tehnoloških zamisli, vprašanja ustvarjalnosti in inovacije ter zlasti razmerja med tehnologijo, kulturo in izobraževanjem v sodobni družbi.

Razstava nas  vodi skozi življenje in delo ter vizijo Nikole Tesle, obsega pa  kombinacijo različnih razstavnih eksponatov od maket in delujočih modelov Teslovih izumov do filmskih in zvočnih zapisov in večpredstavnih informacijskih panojev. Med drugim so predstavljene pomanjšane makete hidroelektrarne na Niagari, laboratorija na Long Islandu, laboratorija v Colorado Springsu in letala za navpično vzletanje kakor tudi delujoči modeli indukcijskega elektromotorja s ploščatim rotorjem, Teslovega transformatorja, indukcijskega elektromotorja z ovalnim rotorjem, ladjice na daljinsko vodenje, vrtečega magnetnega polja ter Teslove črpalke in turbine.

Nikola Tesla (1856, Smiljan – 1943, New York) je bil genialen znanstvenik, inženir in izumitelj, ki je odkrival naravna načela in zakone. Deležen je bil evropske izobrazbe, večino časa pa je ustvarjal v ZDA, kjer je uresničil številne od svojih izumov; skupaj je v elektro-inženirstvu in strojništvu patentiral okoli tristo izumov. Mnoge od njegovih inovacij imajo poseben pomen prav zaradi svojega globalnega značaja in univerzalne uporabnosti. Teslov večfazni sistem je omogočil učinkovitejši prenos električne energije na daljavo in je pomembno prispeval k razvoju sodobne industrijske civilizacije. Teslov transformator za pridobivanje visokofrekvenčnih izmeničnih tokov – njegov ključni patent iz brezžične komunikacije – je postavil temelje sodobni radijski tehniki in brezžičnemu prenosu signalov. Teslov najambicioznejši načrt je bil globalni sistem brezžičnega prenosa električne energije – vendar je moral projekt opustiti zaradi pomanjkanja finančne podpore.

Leta 1900 je napisal in objavil študijo Problem naraščajoče človeške energije, v kateri je opredelil nekatere težave, s katerimi se bo človeštvo spoprijemalo v bližnji prihodnosti, in predlagal specifične rešitve.

Od Teslovih povezav s slovenskim kulturnim prostorom bi lahko omenili njegovo krajše bivanje v Mariboru leta 1879 med študijem na Politehniki v Gradcu. Ob Teslini smrti leta 1943 je ameriško-slovenski pisatelj Louis Adamič nekrolog zaključil z besedami: »Njegovo življenje je bilo zmagoslavje.« Na enajsti Generalni konferenci za uteži in mere leta 1960 je bil sprejet predlog profesorja Franceta Avčina z ljubljanske univerze, da se novo mednarodno mersko enoto za gostoto magnetnega polja poimenuje »tesla«.

Dnevi elektrotehnike

Dneve elektrotehnike je organiziral Tehniški muzej Slovenije v sodelovanju s Fakulteto za elektrotehniko UL že petnajstič zapored. Sodelavci Fakultete za elektrotehniko UL so  predstavili interaktivne eksperimente s področja najsodobnejših tehnologij. Na ta način boste pobližje spoznali različna področja elektrotehnike in multimedije ter preizkusili sodobno tehnologijo, ki jo razvijajo na Fakulteti za elektrotehniko.

V letu 2016 so na ogled sledeče demonstracije:

- Rehabilitacijski voziček 'Hojca'

Avtonomna plovila in vozila se počasi prebijajo v naše vsakdanje življenje. Predstavljamo pametno napravo za rehabilitacijo hoje 'Hojca', ki poleg pacienta opazuje tudi dogajanje okoli sebe – pacientu omogoča interaktivno, a hkrati varno klinično rehabilitacijo hoje po poškodbi živcev ali mišic. Videli boste lahko kako 'Hojca' sledi uporabnikovemu gibanju ter kako skrbi za preprečevanje trkov z ovirami.

- Nastavljiv barvni vir svetlobe

Vidna svetloba, ki jo dojema naš organ vida, je elektromagnetno valovanje z valovnimi dolžinami med 380 nm in 780 nm. Posamezne valovne dolžine dojemamo kot posamezne barve svetlobe od vijolične preko modre, zelene, rumene in oranžne do rdeče. Če pa so v svetlobi prisotne vse valovne dolžine, kot na primer v sončni svetlobi, tako svetlobo dojemamo kot belo svetlobo. Zaradi načina, kako naš vidni sistem loči barve, pa je možno “belo” svetlobo sestaviti tudi z okrnjenim spektrom valovnih dolžin. Kot belo svetlobo bomo dojeli tudi kombinacijo modre in rumene ali rdeče in turkizne svetlobe. Videz bele svetlobe da tudi kombinacija rdeče, zelene in modre svetlobe, pa tudi rdeče, zelene, turkizne in modre svetlobe. V nastavljivem barvnem viru svetlobe imamo 13 različnih monokromatskih svetlečih diod (LED), s katerimi lahko nastavimo različne spektre barvne ali bele svetlobe.

- Robotski ksilofonist

Robotski ksilofonist igra ksilofon s pomočjo dveh malih hitrih robotov Phantom. Med igranjem sledi notam v obliki digitalnega zapisa. Eksperiment demonstrira vodenje robota glede na časovno usklajene gibe

- Lebdenje železne krogle v magnetnem polju

Elektromagnetna sila na kroglo je odvisna od toka skozi elektromagnet. Da krogla miruje, mora biti sila elektromagneta v ravnovesju s silo teže krogle. Njen položaj v magnetnem polju zaznavamo s svetlobnim merilnim sistemom (LED dioda in fototranzistor). Regulacijsko vezje primerja želeni in dejanski položaj krogle ter posledično povečuje oziroma zmanjšuje električni tok skozi navitje elektromagneta.

- Vsi na kolo ... za elektriko!

Električno kolo lahko z ustreznim elektronskim pretvornikom spremenimo v mikro elektrarno in oddajamo električno energijo v omrežje.

- Biološka povratna vezava

Namen biološke povratne je izboljšanje gibanja v različnih okoliščinah. Z brezžičnimi senzorji gibanja zajamemo podatke o gibanju. Pridobljene podatke prenašamo prek komunikacijskega omrežja ter jih obdelujemo v realnem času. Na osnovi rezultatov obdelave uporabnika prek slušnega kanala med samim gibanjem obveščamo o uspešnosti oziroma o morebitnih napakah. Biološka povratna vezava pomaga pri doseganju boljših rezultatov in hitrejšem učnem procesu. Pri konkretnem eksperimentu uporabnik poskuša kontrolirano premakniti pametni telefon z vgrajenim pospeškometrom med dvema označenima lokacijama pri čem se oslanja zgolj na povratno informacijo, ki jo sprejema prek slušnega kanala.

- Miš ali ptič (risanje po zraku)

Nagib predmeta glede na tla izmerimo z uporabo libele. Z libelo izmerimo, v kateri smeri je središče zemlje tako, da nam libela pokaže, kam vleče gravitacijska sila. V eksperimentu je uporabljena elektronska libela, s katero izmerimo nagib miši glede na smer središča zemlje in z izmerjenim krmilimo miške na računalniku.

- Optično vlakno – ali veš kako deluje?

Optično vlakno je zgrajeno iz jedra, po katerem potuje svetloba, in plašča, ki omejuje svetlobo na jedro. Dodatno ga ščiti obloga, ki varuje vlakno pred poškodbami. Razširjanje svetlobe po vlaknu temelji na fizikalnih zakonitosti popolnega odboja, do katerega pride na meji med jedrom z večjim in plaščem z manjšim lomnim količnikom. Optična vlakna se uporabljajo v telekomunikacijah, kjer nadomeščajo bakrene vodnike. Bistvene prednosti se nanašajo na veliko prenosno zmogljivost, majhne izgube in odpornost na elektromagnetne motnje iz okolice. Na tabli s svetlovodnim eksperimentom lahko opazujemo in bolje razumemo fizikalne lastnosti v optičnem vlaknu.

- Zvočna tarča

Optično povezavo je mogoče vzpostaviti tudi v praznem prostoru. Najstarejši zgled za takšno zvezo so dimni signali, ki hkrati odkrivajo slabosti takšnih komunikacij: majhna zmogljivost zveze, občutljivost na motnje in na pogoje razširjanja svetlobe v ozračju. Domet prostozračne optične zveze je zato precej boljši sredi jasne noči kot podnevi v megli. S pojavom ustreznih svetlečih diod in sprejemnih fotodiod so postale prostozračne optične zveze zelo zanimive predvsem za komunikacije na krajših razdaljah do nekaj deset metrov (daljinsko upravljanje, brezžične slušalke...). Vzpostavitev optične povezave v praznem prostoru lahko na zanimiv način opazujemo s pomočjo zvočne tarče.

- Usmerjeni zvočnik Acuspade 

Zvok z visoko frekvenco je pri isti velikosti zvočnika bolj usmerjen kot zvok z nizko frekvenco. Zvočnik Acuspade za usmerjeni zvok je sestavljen iz množice majhnih ultrazvočnih oddajnikov, in oddaja zvok frekvence 40 kHz. Zvok s tako visoko frekvenco je zelo usmerjen, vendar je izven slišnega območja človeka. Pri širjenju zvoka skozi zrak se na vsakem delu poti del energije zvoka izgubi – pretvori se v toploto. S tem se zrak segreje in razširi. Če spreminjamo jakost ultrazvoka, se bo spreminjala tudi velikost izgub v zraku in s tem gretje zraka. Zaradi gretja in ohlajanja se zrak na poti ultrazvoka rahlo širi in krči. Če velikost ultrazvoka spreminjamo z običajnim avdio signalom, se zrak v snopu ultrazvoka širi in krči skladno z avdio signalom, kar zaznamo kot običajen zvok.

- Biometrija – računalnik razpoznava in zliva podobne obraze

Samodejno razpoznavanje ljudi iz slik obrazov se danes uporablja že v mnogih računalniških aplikacijah. Z biometričnimi postopki pa se lahko tako razpoznava kot tudi meri podobnost med obrazi različnih ljudi. So vam že kdaj rekli, da ste podobni kakšnemu filmskemu igralcu ali slavnemu športniku? Računalnik bo s spletno kamero najprej zajel sliko vašega obraza in nato s postopki biometrične primerjave ugotovil, komu od slavnih ste najbolj podobni. Nato bo prikazal še zlivanje slike vašega obraza s sliko obraza izbrane osebe.

- Elektrika v človeškem telesu

Ko se odločimo, da bomo naredili gib, se aktivira ustrezni del primarne gibalne skorje in/ali možganskega debla. Od tu potujejo akcijski potenciali navzdol po hrbtenjači vse do mišic, ki izvedejo želeni gib. Če je živčna povezava mišice z možgani prekinjena, je mišica hroma. Mišica se sicer še vedno lahko krči, vendar je zaradi odsotnosti akcijskih potencialov iz možganov njeno delovanje okrnjeno. Krčenje mišic povzroči električno aktivnost, katere zapis imenujemo elektromiogram. Elektromiogram neprizadete mišice lahko služi za krmiljenje električnega impulznega generatorja, ki z ustreznimi impulzi dovedenimi preko površinskih elektrod povzroči aktivnost paralizirane mišice. Ker je mišica sama po sebi zdrava, bo tudi v tem primeru izvedla gib.

- Video igra - delitev nalog med strojno in programsko opremo

Na razvojnih sistemih s programirljivim vezjem preizkušamo računalniške algoritme in delitev nalog med programsko opremo in namensko strojno opremo. Na demonstraciji bo razvojna plošča z vezjem Zynq, s katerim naredimo celoten sistem v enem integriranem vezju. Prikazali bomo računalniško igrico, kjer je del grafičnih funkcij narejen v namenski strojni opremi.

- Dom na dotik

IOT - "Internet of Things" je trenutno ena od najhitreje rastočih panog v svetu, katere cilj je povezati vse naprave v svetovni splet. Ena od tovrstnih rešitev je tudi upravljanje naprav v hiši. Sistem, ki ga predstavljamo, krmili žaluzije, ogrevanje, prezračevanje in ostale porabnike v hiši prek svetovnega spleta. Sistem sestavljajo Linux strežnik, na katerega so povezani krmilniki, ki krmilijo posamezne naprave in odčitavajo podatke senzorjev. Sistem so razvili študentje Fakultete za elektrotehniko.

- RTV Virtualni studio

Virtualni studio je v video produkciji zelo popularen in tudi množično uporabljan. Danes je s pomočjo digitalnih tehnik možna uporaba različnih vrst studiev. Pri enostavnih enobarvno ozadje samo zamenjamo s statično sliko, pri naprednejših pa lahko nastopajoče postavimo v navidezni, tridimenzionalni prostor. Vsem je skupno enobarvno ozadje (v večini primerov modro ali zeleno), ki ga s pomočjo video mešalne mize izločimo iz slike in nadomestimo z novo »navidezno« sliko. Izziv nastopajočim predstavlja orientacija v prostoru, saj lahko vse, kar se nahaja okrog nastopajočih, vidijo le zrcaljeno na ekranu.

- RTV prenosi – DVB-T in internet TV

Prenos signala iz TV studija preko omrežja prizemne televizije (DVB-T) nam omogoča brezžično dostavo vsebin iz ene točke (oddajnika) neomejenemu številu uporabnikov. Za izvedbo prenosa je potrebna veriga omrežnih elementov, ki skrbijo za prenos signala od stekla - do stekla (kamera-zaslon). Ker pa danes najbolj pogosto uporabljane naprave na poti (telefoni, računalniki) nimajo vgrajenih sprejemnikov DVB-T je za te naprave veliko bolj primeren prenos preko IP omrežij, kjer se lahko kvaliteta in resolucija slike prilagaja tako napravi kot omrežju. Skoči v studio in pozdravi prijatelje!

- HbbTV – Interaktivna TV (glasuj za svojega favorita)

HbbTV (Hybrid Broadband Broadcast TV) standard povezuje radiodifuzno televizijo in internet na eni napravi in omogoča uporabo dodatnih storitev. Gledaš prenos tekme na televiziji pa si lahko na istem zaslonu ogledaš še podatke o tvojih najljubših igralcih, statistike, posnetke zadekov, ki se nahajajo na internetu. Ali pa med tekmo glasuješ ali staviš na svojega najljubšega igralca kar preko televizije oz daljinskega upravljalnika? Glasuj za svojega favorita!

- IOS aplikacije (Bicikelj, RTV4D, Komunikator)

Sodobne interaktivne multimedijske aplikacije nam tako nudijo dostop do mutlimedijskih vsebin in komunikacijo s komerkoli, kjerkoli in kadarkoli. Z aplikacijami Bicikelj, RTV4D in Komunikator se telefon ali tablični računalnik spremeni v napredno multimedijsko napravo, na katerih si lahko v živo ogledamo televzijske programe, poslušamo radio ali beremo zadnje novice (RTV4D). Z aplikacijo Bicikelj najdemo najbližjo postajo, na kateri si lahko izposodimo ali vrnemo kolo, nas vodi v pravo smer in sporoča koliko koles je še na voljo za izposojo. Komunikator pa nam omogoča cenejše telefonske klice v tujini preko internetne povezave, z uporabo vseh funkcionalnosti, ki jih ima sodobni telefon.

- Omrežje – »Internet na glavo«

Eksperiment predstavlja način prestrezanja internetnega prometa. Usmerjevalnik prevzame povezavo na spletni strežnik in prestreže vse zahtevke za vse slike. Nato program/skripta, presname te slike na usmerjevalnik, jih obrne na glavo in namesto pravih, te obrnjene vrne brskalniku. Brskalnik in uporabnik tega vmes ne vidita, ampak jima odpre stran z vsemi slikami obrnjenimi na glavo. Namesto "na glavo" je lahko prikaz tudi zamegljen, ali uporabimo kak drug efekt. Lahko uporabimo čisto neko drugo sliko.

- Gledanje zvoka

Akustična kamera deluje po enakem principu kot človeško uho. Z njo lahko natančneje določimo lokacijo izvora zvoka oziroma akustične emisije. Namesto ušes uporablja 32 mikrofonov, ki so postavljeni v krožnico. Računalnik s pomočjo algoritma izračunava zakasnitve signalov na posameznih mikrofonih in tako natančno določi izvor zvoka. Lokacija zvoka se glede na jakost zvoka izriše na sliki v obliki barvnih polj. V poskusu bodo obiskovalci lahko «gledali« zvok zvočnikov, piščalk ali pa zvok ploskanja.

- Smart Froc

Smart Froc pa je otroški stol, ki vsebuje elektronsko vezje in več senzorjev zaspremljanje telesne teže otroka, njegove aktivnosti in ostalih parametrov.Podatki se lahko pošiljajo na mobilni telefon in prikazujejo v mobilni aplikaciji. Uspešno zaključen projekt na katerem so sodelovali študenti Fakultete za elektrotehniko, potrjuje serijska proizvodnja 1.000 kosov.

- Sončne celice

Sončne celice so sestavni del fotonapetostnih modulov in sončnih elektrarn in delujejo kot neposredni pretvorniki sončne energije v električno z največjo gostoto na enoto površine med vsemi obnovljivimi viri. Površje Zemlje doseže skoraj 10.000-krat več sončne energije, kot je človeštvo neposredno porabi. To vodi do domneve, da bo sončna energija prav kmalu postala svetovni primarni vir energije. Izkoriščanje sončne energije ne onesnažuje okolja. Odpadki in emisije, ki se tvorijo med proizvodnjo, so obvladljivi z uporabo nadzora onesnaževanja. Fotonapetostni sistemi lahko delujejo vrsto let in potrebujejo malo vzdrževanja ali posredovanja po njihovi začetni namestitvi, zato so obratovalni stroški zelo nizki v primerjavi z drugimi viri električne energije. Proizvodnja in poraba energije pri omrežnem fotonapetostnem sistemu sta pogosto na istem mestu, pri čemer se zmanjša izguba pri prenosu energije. V primerjavi s fosilnimi gorivi in jedrskimi viri energije, je bilo zelo malo sredstev za raziskave namenjenih za razvoj sončnih celic, tako da je še veliko prostora za izboljšave. Učinkovitost sončnih celic se stalno povečuje, medtem ko se proizvodni stroški znižujejo. Trenutni izkoristki sončnih celic se gibljejo okrog 20 %, medtem ko eksperimentalne sončne celice že presegajo rekordnih 40 %.

in še marsikaj zanimivega.