Štěpán Pipek

Gymnázium Havlíčkům Brod

Model autonomního větrání

Josef Chytrý

VOŠ a SPŠ Žďár nad Sázavou

Pomůcka pro měření rezonančního obvodu

Barbora Fučíková

Gymnázium Havlíčkův Brod

Systém kontrolující množství toaletního papíru

Radim Štefáček

VOŠ a SPŠ Žďár nad Sázavou

Automatizační modernizace modelové železnice TT

Otázky pro Štěpána PIPKA:
– Okna mají obvodová kování ovládaná 1 klikou – jak nasadit servo a otevře těžké okno?
– Mohl by někdo (zloděj) zvenku okno zatlačením lehce otevřít?

Otázky pro Barboru FUČÍKOVOU:
– Jak vypadá zásobník papíru a jaké role tam jsou (malé-velké)?
– Šlo by teď předvést snímač v chodu a na www zobrazit aktuální měřené hodnoty?

Otázky pro Josefa CHYTRÉHO:
– Kde a jak bude využita práce?
– Kolik kusů bude vyrobeno a kolik to stojí?

Dobrý den, pane Štefáčku. Vaše práce je velmi zajímavá a oceňuji, že jste svůj projekt dotáhl až do fáze realizace. Moje otázky znějí:
1) Jak by šlo vyřešit problém s délkou vlaku, tj. aby systém fungoval i pro delší vlaky, než je vzdálenost mezi čidly?
2) Šlo by sestavit systém se stejnými vlastnostmi, ale jen dvěma čidly (na každé straně přejezdu jeden)? Pokud ano, tak za jakého předpokladu, pokud ne, tak proč. Stačí mi popsat jen princip řešení obou otázek, nejde mi o podrobnosti.
Děkuji. Martin Klusáček

Otázky pro Radima ŠTEFÁČKA:
– Kde a jak bude využita práce?
– Kolik kusů bude vyrobeno a kolik to stojí?

Poděkování všem soutěžícím
Oceňujeme snahu všech soutěžících dělat něco navíc, zvláště letos.
Už tím vynikáte nad ostatními spolužáky.
Věřte, že se vám zkušenosti z letošní soutěže vrátí.

Dobrý den, pane Pipku.
Váš projekt je zajímavý tím, že by mohl být i realizovatelný v praxi. Nejsem si však jist, zda jsem správně pochopil fungování vašeho programu. Takže mám otázku:
1) Co provede váš program (zavře, či otevře okno), pokud teplota přesáhne nastavenou hodnotu, ale vlhkost i koncentrace CO2 zůstanou pod nastavenou hodnotou?
2) Vyzkoušel jste funkčnost svého modelu? Jak jste simuloval změnu vlhkosti a změnu koncentrace CO2?
Děkuji. Martin Klusáček

Dobrý den, pane Chytrý.
Velmi oceňuji, že jste se pustil do návrhu a výroby učební pomůcky. Ve vaší práci mi chybí protokol o vámi provedeném měření na přípravku, na kterém byste ověřil, že výpočet rezonanční frekvence byl proveden správně. Moje otázky:
1) Provedl jste opravdu měření na vámi sestaveném přípravku? Jakou rezonanční frekvenci jste naměřil?
2) Přípravky pro žáky a studenty musí být obecně docela odolné proti nesprávnému použití. Jaká hlavní rizika používání přípravku vašimi spolužáky vidíte? Dá se nějak zvýšit ochrana přípravku před zničením?

Děkuji. Martin Klusáček

Dobrý den, slečno Fučíková.
Velmi oceňuji, že se zabýváte ryze praktickým projektem, který vznikl na základě nějakých skutečných potřeb vyplývajících ze života.
Moje otázky:
1) Nerozumím úplně přesně vztahu, podle kterého ve svém programu počítáte vzdálenost od čidla k roli papíru (strana 9 vaší práce): vzdalenost = (cas/2)*(rychlostzvuku*0.0001). Proč výsledek násobíte 0.0001, když přece převod metrů na centimetry se provádí tak, že se výsledek násobí 100?
2) Pokud bych se rozhodoval, že ve své výrobní firmě budu vaše zařízení vyrábět komerčně a pak je prodávat. Jaká rizika /technická, finanční, ….) bych musel zvažovat, abych se vyvaroval krachu?

Děkuji. Martin Klusáček

Dobrý slečno Fučíková,
dala by se Vaše práce v určité modifikaci použít jako
učební pomůcka výuky IoT?

Děkuji Dundel

Dobrý den pane Štefáčku,
obdobná otázka jako Ing. Klusáčka – co be se stalo, pokud by byl vlak delší než je popisováno u obr. 22
Další – nedalo by se odstranit rušení použitím nějakého odrušovacího prvku (RC člen, D, transil, varistor)
zkusil jste něco ?

Děkuji Dundel

Dobrý den pane Chytrý,
moje otázky:
– proč není úvodní strana dle propozic SOČ
– z jakého důvodu není práce dokončena
– tuto práci bych považoval spíše jako učební pomůcku (tedy kategorii 12)
– příliš se mi nelíbí připojené video, předpokládám, že to měla být spíše
nahraná prezentace, i když jako doplnění práce může být celkem vhodné

Děkuji Dundel

Dobrý den pane Pipku,
v mém dotazu

jaký typ obladsače je použit ve Vašem projektu?

se má samozřejmě jednat o ovladač,
omlouvám za překlepy Dundel

Dobrý den, vážený pane Klusáčku. Děkuji za Vaše ocenění.
Abych reagoval na Vámi položené dotazy:
1) Tento systém jsem primárně aplikoval na svém kolejišti, které je svou tratí o poznání delší, než demonstrační panel, tudíž jsem musel počítat i s delšími soupravami. Aby systém fungoval i pro delší soupravy, než je samotná lokomotiva, je potřeba vymezit správné rozmístění čidel, jak již zmiňujete ve své otázce. Toho docílím tak, že od sebe oddálím spínací čidlo a rozpínací čidlo na každé straně přejezdu (viz. obr. 22 v mé práci). Stejný rozestup poté musí být i v oblasti závor. Samozřejmě, tento problém by šel řešit i za pomoci nastavení zpoždění impulsů čidel v programu, avšak to by bylo na mém malém kolejišti těžko řešitelné, neboť by na tuto operaci musel být větší úsek před samotným přejezdem.

2) Ano, je to možné a nad touto možností jsem také uvažoval. Provedení je pak o to složitější, že se musí v programu nastavit tzv. ,,ošetření časovým zámkem“, což by znamenalo příkaz, který v programu zajistí, aby projíždějící vlak neposlal 2 impulsy naráz a uzamknul danou funkci na požadovanou dobu. Tato metoda se využívá a ve své podstatě je hardwarově lepší, avšak opět jsem při zvážení této možnosti došel k tomu, že mé kolejiště je na tuto možnost velmi malé. Bylo by potřeba více prostoru mezi samotnými čidly a na tak malé trati by byl tento proces neefektivní.

Pevně doufám, že jsem na Vaše otázky odpověděl srozumitelně.

Děkuji a přeji hezký zbytek krajského kola SOČ.
S pozdravem Radim Štefáček.

Dobrý den, vážený pane Dundeli.

1) Pokud by byla souprava delší, než je popisováno na obrázku 22, tak by nastala situace, kdy vlak svojí délkou sepne jak spínací, tak i rozepínací čidlo zároveň. To by následně znamenalo ,,zmatení systému“, který by nevěděl, zdali má sepnout, nebo rozepnout. Závory by tak zůstaly beze změny stát a požadované sepnutí a následné rozepnutí by neproběhlo.

2) Problém se vzniklým rušením jsem eliminoval pomocí odrušení vedení. Využil jsem tak stíněných vodičů, které ideálně pokryly celou oblast rušení a eliminovaly nežádoucí chování systému. Po konzultacích s učiteli jsem samozřejmě zvažoval a zároveň i aplikoval jiné možnosti odrušení. Využil jsem například diodu, kterou jsem připojil na výstup celého systému, aby pohlcovala špičky nežádoucích impulsů z okolí. Po aplikaci tohoto odrušovacího prvku v podobě diody se stav výrazně zlepšil, avšak nedošlo k úplnému vymizení rušení. Postupem času se tedy ukázalo, že největším problémem jsou vodiče a bylo nutné je odstínit. Vámi zmiňované odrušovací prvky v podobě například RC členu jsem nezkoušel, avšak dle mých odhadů by systém reagoval podobně, jako u použití diody.

Pevně doufám, že jsem na Vaše otázky odpověděl srozumitelně.

Děkuji a přeji hezký zbytek krajského kola SOČ.
S pozdravem Radim Štefáček.

Pane Štefáčku,
šly by ty dva problémy, na které jsem se vás tázal, vyřešit softwarově, tj. úpravou programu či úplně jiným programem? Abyste nemusel měnit umístění snímačů, ani zvětšovat kolejiště, ani dělat jiné hardwarové úpravy?

M. KLusáček

Zásobník papíru je kovový a je přesně na jednu roličku toaletního papíru, ta má na sobě namotán toaletní papír o šířce 10 cm, tudíž odpovědí na vaši otázku je, že je to role velká.
Pokud jde o aktuální ukázku senzoru v praxi, obávám se, že to nyní nebude možné. Za to se omlouvám. Jak jsem již zmiňovala ve svém videu, snažím se senzor vylepšit, a proto teď není senzor propojen a přeprogramován, tak aby fungoval. Jelikož vlastním pouze omezený počet součástek, obávám se, že nestihnu opět rychle vše pospojovat do původní verze, a navíc bych si rozebrala mou aktuální práci.

Myslím, že mohu poděkovat za celou komisi (za sebe určitě) za Vaše vyčerpávající a kvalifikované odpovědi.
Ať se Vám daří Dundel

Tato možnost využití mě do této chvíle ani nenapadla, ale odpověď je samozřejmě ano. Tedy teoreticky ano, například kdyby se vynechala část s diodami, obnášelo by pouze „zprovoznit“ ultrazvukový měřič vzdálenosti. Následně kdyby někdo dobře vysvětlil, jak vše správně propojit pomocí Wi-Fi modulu s webovou stránkou. Mohli by pak studenti pozorovat změnu vzdálenosti a díky tomu by viděli, jak to vlastně funguje.

Vážený pane Klusáčku,
z mého pohledu by šla vyřešit pouze část problémů. Softwarově lze nastavit časové zpoždění, které by udrželo danou funkci po určitou dobu, něž by vlak projel úsekem. Aktuální systém by tak šel vylepšit o nastavení časových úseků u čidel, čímž by mohla úsekem projíždět souprava, která je delší, než mezera mezi čidly.

Co se týká druhého problému, který by byl řešen pouze pomocí dvou čidel, musely by přijít i hardwarové úpravy, které by znamenaly jiné rozmístění čidel, kvůli časovým zámkům, které by zamezovaly spuštění systému v době, kdy bude aktivované právě jedno čidlo, zatím co okolo druhého bude souprava následně projíždět. Jak jsem již však zmiňoval, nastavení těchto zámků by bylo na mé železnici značným problémem, díky menším rozměrům. Nerad bych tvrdil, že to nelze, osobně jsem to prozatím nezkoušel. Nicméně si myslím, že tato možnost by byla více komplikovanější a přinášela by řadu problémů. Z tohoto důvodu jsem účelně přímo pro mojí železnici zvolil snazší možnost pomocí již zmiňovaných čtyř optických čidel.

Pevně doufám, že jsem na Vaše otázky odpověděl srozumitelně.

Děkuji a přeji hezký zbytek krajského kola SOČ.
S pozdravem Radim Štefáček.

Dobrý den, pane Voráčku.

– Nasazení serva na reálné okno jsem zatím nezkoušel, avšak si myslím, že provedení by nebylo nijak moc odlišné. Pro otevření okna (těžkého okna) by určitě byl potřeba silnější servomotor, ale pokud by bylo okno velmi těžké, je možné, že tento mechanismus by nestačil, a proto by muselo dojít k inovaci. Například přidáním motoru, převedením otáčivé síly na druhou stranu nebo do vrchní části.

– Pokud by bylo zařízení v této podobě jaké je, tak je možné okno z druhé strany otevřít, a proto byl také zvolen typ sklápěcí, který je bezpečnější. Ale také by určitě šlo převést kliku do podoby, která by okno automaticky či manuálně (přes tlačítko na ovladači) zajistila.

S pozdravem Štěpán Pipek.

Jak tak koukám, mám výslednou hodnotu v cm/µs a ve chvíli, kdy jsem ve své práci popisovala program, dopustila jsem se chyby a vynechala µ. Hodnota tedy není převedena z m/s na cm/s, ale na cm/µs. Za tuto chybu se omlouvám a hned jak bude možné chybu opravím.
Tato otázka je velice zajímavá. Když vezmu v potaz, že by se nejprve musel senzor vychytat tak, aby jeho konstrukce byla, co nejlehčí a zároveň třeba i nejlevnější (čím nižší náklady tím vyšší zisk). Nyní jsem přemýšlela o náhradě ultrazvukového měřiče vzdálenosti tím, který funguje na principu vysílání a příjímání infračerveného záření, to by způsobilo větší přesnost zařízení. Navíc by bylo možné zabudovat poté senzor rovnou do zásobníku, jelikož na rozdíl od ultrazvukového měřiče vzdálenosti měří přesně i nižší vzdálenosti. Jedním z mnoha problémů technického rázu by mohla být skutečnost, že na některých toaletách je vysoká vlhkost. Jak je známo vlhkost může způsobovat například korozi jednotlivých součástek, což by snižovalo trvanlivost produktu. Avšak nevím, jak moc by to byl problém firmy. A co se týká IoT zatím není senzor nějakým způsobem síťově zabezpečen, tudíž by ho mohl někdo zneužít k napadení sítě. Kamenem úrazu by mohl být napájení, aktuálně zařízení funguje konstantně a je napájeno pomocí baterií. Odesílání dat přes Wi-Fi je velice energeticky náročné a bylo by tedy potřeba nejprve vymyslet, jak energii šetřit. Měřit pouze periodicky, odesílat data pouze v poledne a večer? Dalším problém by mohla být například certifikace zařízení a zajištění jeho bezpečnosti. Z finančního hlediska úplně neumím tuto situaci posoudit, jelikož nemám v podobných problémech žádné velké zkušenosti, ale pokud je to myšleno jako otázka na to, zda je zařízení finančně náročné, tak pokud beru v potaz systém čítající jeden senzor či pět, tak spíše ne. Ale jelikož by se vyráběli větší systémy o spoustě senzorech, mohl by být pro některé firmy problém si podobný systém zakoupit.

Dobrý den, pane Klusáčku.

1) Pokud teplota přesáhla nastavenou hodnotu, okno by se otevřelo. Nad tímto problémem jsem zatím jen uvažoval. Tento problém bych popřípadě řešil, upravením programu, kde by člověk v nastavení mohl nastavit, které podmínky může brát zařízení v potaz a které ne.

2) Funkčnost modelu jsem vyzkoušel. Změnu vlhkosti jsem simuloval pouhým dýcháním a navlhčeným ubrouskem. V případě koncentrace oxidu uhličitého jsem použil zapalovač, kde dochází k spalování butanu a vzniku oxidu uhličitého. Nebo jsem ovlivňoval koncentraci oxidu uhličitého pouhým dýcháním.

S pozdravem Štěpán Pipek.

Dobrý den, pane Dundeli.

– V mém případě jsem použil univerzální infračervený dálkový ovladač s dvaceti tlačítky.

– Menší problém se vyskytl jen u zařízení na měření koncentrace oxidu uhličitého, které se musí pro správné fungování zahřát na určitou teplotu a také má vyšší proudový odběr, tudíž nemožnost bateriového provozu. Avšak tento problém je jen otázkou peněz, protože lze koupit senzor, který by snímal také koncentraci oxidu uhličitého, ale neměl by takový proudový odběr, a proto by se mohlo zařízení bateriově napájet.

– Schéma zapojení pro celé zařízení zatím neexistuje, ale schéma pro jednotlivé součástky se nachází v práci. Popřípadě by nebyl problém celé schéma vytvořit

S pozdravem Štěpán Pipek.

Dobrý den, vážená komise,
omlouvám se, že jsem při svých odpovědích neuváděla, na čí otázky odpovídám. Velice se za to omlouvám, doufám, že se v mých odpovědích vyznáte. Chtěla bych tímto poděkovat za Vaše poznámky a dotazy.
S pozdravem a přáním pevného zdraví.

Barbora Fučíková

Já děkuji soutěžícím p. Pipkovi, p. Štefáčkovi a sl. Fučíkové za odpovědi na moje otázky. Další otázky na vás nemám. Děkuji vám, že jste se soutěže SOČ zúčastnili, že jste se zabývali zajímavými problémy, dotáhli je minimálně do prototypu a napsali o nich velmi kvalitní zprávy jak po stránce obsahové, tak formální. Zvítězit bohužel může jen jeden, tak doufám, že se nám v našem rozhodování podaří být co nejspravedlivější.
M. Klusáček

Dobrý den všem soutěžícím. Dovolte mi, abych vyhlásil výsledky krajského kola SOČ v oboru 10: Elektrotechnika.
Porota se shodla na tomto pořadí:
1. místo a postup do dalšího kola: Radim Štefáček, Automatizační modernizace modelové železnice TT
2. místo a doporučení do licitace: Barbora Fučíková, Systém kontrolující množství toaletního papíru
3. místo: Štěpán Pipek, Model autonomního větrání
4. místo: Josef Chytrý, Pomůcka pro měření rezonančního obvodu
Vítězi gratulujeme a všem děkujeme za účast. U všech prací oceňujeme volbu tématu, velmi dobré až výborné zpracování písemných prací, které mají všechny atributy toho, jak mají odborné práce vypadat (včetně citací zdrojů, seznamu obrázků apod.) a dotažení projektu minimálně do funkčního prototypu.
U pana Štefáčka oceňujeme zejména to, že jeho produkt je skutečně funkční a je použitelný i u jiných modelových železnic. Z hlediska praktičnosti a použitelnosti byl ze všech prací nejlepší. Rovněž oceňujeme jeho prezentaci, ve které funkčnost předvedl. Zkuste ještě konzultovat s nějakým dobrým programátorem, jak by se dal program napsat jinak, abyste si vystačil jen se dvěma senzory a závory vám fungovaly bez ohledu na délku vlaku.
U sl. Fučíkové oceňujeme originální nápad a to, že se pokusila vyřešit problém, který ji i její spolužáky skutečně trápí. Nikdo z porotců se ještě nesetkal s tím, že by nějaký podobný snímač někde v praxi viděl. Rovněž oceňujeme podobu práce i velmi dobře připravenou prezentaci. Škoda, že jsme při prezentaci neviděli celé zařízení v provozu. Pokud dostanete šanci na účast v celostátním kole, budete muset mít výrobek připravený ve funkčním stavu, abyste mohla při obhajobě ukázat, jak funguje.
Pan Pipek přišel se zajímavým nápadem, ale je fakt, že ovládání oken už se v automatizaci používá a určitě existuje nějaký výrobce komerčních systémů. Nicméně to, že se podařilo výrobek dotáhnout do prototypu, jsme velmi ocenili. Písemná práce má velmi dobrou úroveň, prezentace také. Bohužel jsme při prezentaci neviděli, jak zařízení funguje v praxi. Bylo by určitě potřeba přesně definovat, při jaké kombinaci teploty, vlhkosti a koncentrace CO2 a jejich (ne)překračování nastavených hodnot, se má okno otevřít a kdy zavřít.
Pan Chytrý přišel s užitečným nápadem na učební pomůcku, kterou dotáhl až do stadia, kdy přípravek vyrobil. Škoda, že neměl čas na jeho proměření a škoda, že si nevytvořil svoji vlastní prezentaci. Práce by byla určitě hodnocena lépe.

Jménem svým i jménem celé poroty vám přeji mnoho úspěchů ve vašem dalším studiu. Věřím, že účast v soutěži SOČ berete jako dobrou zkušenost, kterou uplatníte při svém dalším studiu nebo třeba i později v praxi.
Všechno nejlepší.

Martin Klusáček