Šimon Sukup
Arcibiskup. gymnázium v Kroměříži
Energetická bilance magneticky indukované reorientace Ni50Mn28Ga22 a konstrukce mikropumpy
obor 02
Videoprezentace: https://youtu.be/UaXBidUlyoQ
Otázky poroty:

Zora Zemanová
Gymnázium Uherské Hradiště
Hledání nových proměnných bílých trpaslíků typu ZZ Ceti v pásu nestability
obor 02
Videoprezentace: https://youtu.be/UalyLUSaulY
Otázky poroty:

Miroslav Gavenda
SPŠOA Uherský Brod
Chladící box
obor 10
Videoprezentace: Není – pouze PowerPoint prezentace v ZIP příloze v přihlášce
Otázky poroty:

Vít Hausmajer
SPŠOA Uherský Brod
Automatizované zavlažování
obor 10
Videoprezentace: https://youtu.be/rBFkrD34ILY
Otázky poroty:

Pavel Květák
SPŠOA Uherský Brod
Časomíra pro požární sport
obor 10
Videoprezentace: https://youtu.be/tSjDjBk75uM
Otázky poroty:

Roman Čechmánek, Matěj Břečka
SŠPHZ Uherské Hradiště
Linka na třídění výrobků podle barev
obor 10
Videoprezentace: https://youtu.be/OkpqMS5OT7E
Otázky poroty:

Kamil Javor, Vlastimil Matyáš
SŠPHZ Uherské Hradiště
Tvarovací linka s dávkováním náplně
obor 10
Videoprezentace: https://youtu.be/zJYxTdWLmjw
Otázky poroty:

Otázky celé poroty pro:
Zora Zemanová – obor 02
1) V práci i videu občas mluvíte v množném čísle, je to možné chápat, že to není jen Vaše práce? (J. Nevařil)
2) Otázka na Fourier spectrum. Na str. 12 píšete, že ZZ Ceti mají periody od 2 min do 20 min (120 s – 1200 s). Šlo by popsat, kde a jak by se to projevilo na grafu světelné křivky při periodě Δt = 120 s v souvislosti s frekvencí v mHz? (R. Koutný)
3) Proč jste si vybrala k pozorování právě polskou hvězdárnu. Mělo to nějaký praktický důvod? (Z. Hrdina)
4) Co by to znamenalo, kdybyste ze svých měření zjistila, že některý z Vámi pozorovaných bílých trpaslíků je proměnná hvězda? (Pozn. název dalekohledu Zeiss je původem německého a německá výslovnost tohoto jména/názvu je dost odlišná od Vaší výslovnosti). (Z. Hrdina)

Otázky celé poroty pro:
Kamil Javor – obor 10
1) Jak dlouho trvá přesné vyskládání vdolků na pás a jak to probíhá – nebylo natočeno? (R. Koutný)
2) Jak probíhá výroba předchozí části vdolečku, tj naplnění tvarohem a zabalení? Automaticky, částečně automaticky nebo ručně? (Z. Hrdina)
3) Jak komplikované by bylo upravit linku na jiný typ pečiva. Například na koláče, které jsou větší než klasické vlčnovské vdolečky? (Z. Hrdina)
4) Jaká je ekonomika dané linky? Jaká je investice na její pořízení a po jaké době se investice firmě vrátí? (Z. Hrdina)

Otázky celé poroty pro:
Vít Hausmajer – obor 10
1) Délka doby zalévání asi souvisí se stavem čidel, zejm. půdního senzoru nebo ne? Souvisí nějak délka zalévání s polohou tohoto senzoru v půdě? (R. Koutný)
2) Co znamenají čísla 10, 20 v podmínkách v kódu? Výšku vody? Pokud ano, nebylo by vhodnější mít nějaké konfigurační proměnné pro výšky hladiny ve studni či jiném zdroji vody? (Z. Hrdina)

Otázky celé poroty pro:
Šimon Sukup – obor 02
1) Jak dlouho se již touto problematikou zabýváte? (J. Nevařil)
2) Na str. 51 píšete: „Po několika cyklech otáčení magnetem se však vazelína dostala mezi plexisklo a vzorek“, předpokládám tedy, že cyklem je zde myšleno jedno otočení magnetu. Slovo cyklus jste použil v práci celkem 5× a vždy v této souvislosti, tedy jen u pumpy. Na str. 50 obr. 45 píšete: „Malé dírky (s poloměrem 0.5 mm) slouží k průtoku kapaliny“. Kdyby kapka nad dírkou měla jen průměr dírky 1 mm (což podle obrázku 38 str. 46 ani v příloze nemá, je mnohem větší), byl by její objem (teoreticky při tvaru koule) πd³/6 = 3,14592×1³/6 = 0,524 mm³. Objem kapky 0,5 mm³ je 500 nl. Vaše pumpa přečerpá při maximálním utažení plexiskla 0,08 nl/cyklus (str. 54). Znamená to, že přečerpání kapky o průměru 1 mm bude představovat 500 nl/0,08 nl = 6 250 cyklů. Ve videu otáčíte magnetem 42× za 19 s (zhruba 0,45 s na cyklus), přečerpání kapky o průměru 1 mm bude trvat 6 250 × 0,45 s = 2 813 s = 47 min (při průměru kapky 2 mm to bude 6,5 hodiny stejným výpočtem). Ve videu přečerpáváte ručně inkoustovou kapku, která zakrývá téměř celý pásek o šířce 2,4 mm (šířka pásku str. 22) během 19 s. Jak dlouho trvalo ve skutečnosti přečerpání kapky? (R. Koutný)
3) Pokud použijeme motor s frekvencí přibližně 5 cyklů/s (300 RPM), jak vidíme ve vašem prezentačním videu, trvalo by přečerpání kapky o průměru 2 mm 2,9 hodiny. Jak jste dospěl k hodnotám 0,08 nl a 0,013 nl/cyklus u pumpy, nikde to v práci není uvedeno? (R. Koutný)
4) Str. 54 – „Odpovídající diferenciální tlak činí 6,87 kPa“- což přesně odpovídá sloupci vody 70 cm. V práci ukazujete celou řadu přesných měření, myslíte, že má na výsledek vliv i kapilární tlak ve vaší trubici o poloměru 1,5 mm? (R. Koutný)

Otázky celé poroty pro:
Pavel Květák – obor 10
1) Ve videu (mimochodem – pěkné) jsem přehlédl vysvětlení závory – „pokud není odstartováno, tak“ co …? (R. Koutný)
2) Zjišťoval si autor, jak v reálu probíhají hasičské závody? Tam se ulitý start nezastavuje (útok se nechá dokončit a čas se následně nepočítá) a startuje se na výstřel z pistole a nikoliv na sirénu.(Z. Hrdina)
3) Jaké by byly cenové náklady na pořízení takové časomíry? (Z. Hrdina)

Otázky celé poroty pro:
Miroslav Gavenda – obor 10
1) Proč nevidím tu plechovku :)? (R. Koutný)
2) Používáte nyní aktivně toto zařízení, jak jste s ním spokojen? (R. Koutný)
3) Podle čeho jste si stanovoval rozmezí teplot, které může měřák naměřit. Ten horní limit je podle mě zbytečně vysoký, studené nápoje se pijí při teplotách 5-10 stupňů. A např. Cola nebo Pepsi se mají pít ještě studenější. Takže ten dolní limit by se možná měl ještě snížit. (Z. Hrdina)
4) Kolik by mě stálo chlazení jedné plechovky? Kolik by stála spotřebovaná energie při nějkaých průměrných cenách energie? (Z. Hrdina)
5) Neuvažoval jste nad tím, že byste udělal nějaký box na více plechovek? Třeba na 4, 6, 8, protože v příapdě návštěvy nebo velkého horka je jeden studený nápoj za hodinu dost málo.(Z. Hrdina)

Otázky celé poroty pro:
Roman Čechmánek – obor 10
1) V jakých jednotkách uvedené barevné čislo udává hodnoty barev. Myslel jsem, že se jedná o klasický RGB kod, ale hodnoty 400 to vylučují. Jaké jsou maximální hodnoty pro danou barvu a jak jste si odvodil, že např. červená bude muset být v daných intervalech. (Z. Hrdina)

Délku zalévání ovlivňuje hlavně RTC modul, který řídící jednotce dává čas. Jednotka dále vyhodnocuje, zda čas souhlasí s přednastaveným časem pro zalévání (Ten si uživatel určuje sám). Čas spínání a přesný čas je momentálně možné nastavit za pomocí technika nebo zkušenějšího uživatele, který čas zalévání nastaví podle potřeb uživatele v programu. Nyní ale vylepšuji práci tak, že jsem přidal tlačítka MENU, NAHORU a DOLŮ, aby uživatel nemusel volat pokaždé technika nebo zkušeného uživatele, který by provedl změny spuštění v určitý čas. Samozřejmě zalévání souvisí s daty, která odesílají čidla do mikroprocesoru. Vysvětlím Vám to na jednoduché situaci. Pokud jednotka vyhodnotí, že je čas shodný s časem závlahy, například od 5:00 do 5:30 a vlhkost půdy je například 25%, hladina vody je OK a neprší, tak by se mělo spustit zavlažování. Jakmile ale přijde bouřka a začne pršet, nebo se zvýší vzdušná vlhkost a nebo se sníží hladina vody v sudu, studni nebo rezervoáru, například v 5:15, dojde k zastavení zalévání.

Ano, čísla pro měření hladiny vody jsou pevně nastavená, ale v programu je již nastavena bezpečná „hystereze“, takže nedochází k zapínání a vypínání čerpadla ihned po dosažení přesné hodnoty. Jak už jsem zmínil v předešlé odpovědi na otázku 1). Pracuji na vylepšení -> přidávám tlačítka pro nastavení jednotlivých hodnot tak, aby si uživatel bez odborné pomoci a pouze s manuálem vystačil na nastavení jednotlivých parametrů, které budou vhodné pro jeho podnebí a prostředí, ve kterém řídící jednotka bude pracovat.

Ještě doplním, že je dobré, aby čidlo vlhkosti půdy bylo na slunném místě, kde je doopravdy potřeba závlaha. Senzor srážek nesmí být zakrytý překážkou.

Odpověď pro: Vít Hausmajer
Děkuji za podrobné a srozumitelné vysvětlení, o to mi v podstatě šlo. Jen ještě snad – při samotném zalévání roste vlhkost půdy v okolí rostliny všude stejně? Předpokládám, že se zalévání přeruší, když vlhkost v okolí senzoru dosáhne určité přednastavené hodnoty.

1) pokud není odstartováno a soutěžící vystartují dřív něž se odstartuje tak siréna vydá dva krátké signály a zařízení vyhodnotí pokus jako neplatný.
2) Jistě že jsem si pravidla zjišťoval. já sám se účastním závodů v požárním útoku. U závodu v rámci našeho okresu se pokus po předčasném odstartování zastaví za družstvo má další pokus. Sirénu jsem zde dal jen pro prezentační účely, spínač tlačítka se dá kdykoliv vyměnit za spínač u startovací pistole
3) Komponenty jsem zakoupil jako použité za zlomek ceny. Celková nákladnost zařízení byla cca 10000 Kč

Dobrý den,
odpovídám na dotazy pana Koutného a pana Hrdiny.
1) Doba vyskládání vdolečků na PEČÍCÍ PLECH trvá přibližně 70 sekund. Tento čas je dán výkonem předchozí linky a naše linka je naprogramována tak, aby tomuto výkonu stíhala, nýbrž je nutné aby byla zajištěna plynulost výroby. V současné době probíhá skládání vdolečků na plech zatím ručně (robotické ruky nejsou z důvodu dané situace ještě zhotoveny) do formy, která zajistí přesnou polohu. Natočeno nebylo z důvodu toho, že jsme to nepovažovali za přímou součást naší práce, ale zmiňovali jsme to v úvodu dokumentace.
2) Výroba vdolečku ještě před 2 lety probíhala ručně, ale kvůli rostoucí poptávce a mzdových nákladů jsme byli nuceni automatizovat výrobní proces, tudíž plnění a zabalení vdolečků je automatizováno.
3) Konstrukce linky byla navržena výhradně pro produkt „Vlčnovský vdoleček“. Při výměně tvarovacího rámu, který je jednoduše odjímatelný kvůli každodennímu čištění, za jiný např. pro tvarování koláčů, je možno linku plnohodnotně používat. Mimo tvarování polotovarů se linka dá využívat jako drezírovací stroj pro tvorbu piškotů, kokosků a dalších produktů vyrobených z řídkých hmot.
4) Celková cena nákladů linky bez práce (dobrovolná činnost) činí řádově 55.000 Kč, ale kdybychom si linku nechali postavit u profesionální firmy, cena by se pohybovala okolo 800.000 Kč. Tato linka plnohodnotně nahradí 4 pracovnice, a díky rostoucím mzdám je zřejmé, že linka se zaplatí během pár týdnů až měsíců.

ODPOVĚĎ PRO: Romana Koutného
Ano, tak tomu doopravdy je, zalévání se přeruší, pokud se vlhkost půdy dostane na požadovanou hodnotu. Ještě je potřeba dodat, že by čidlo závlahy mělo být od zavlažovacího elementu zhruba 5 cm daleko, aby nedošlo k odpojení čerpadla moc brzy. Senzor by potom bral hodnotu z místa, kde kape voda.
Důležité je, že k rozvodu a samotnému zavlažování používám systém kapénkové závlahy, která je efektivní. Voda pomalu kape přímo ke kořenům rostliny, tím se šetří voda a hlavně se v parnech zbytečně nezavlažují místa, kde stejně nic neroste. Půda se stejnoměrně a jemně provlhčí, aniž by se vláha vypařovala, vsakovala nebo odtékala, díky tomu také nedochází k odplavování živin. Voda se nedostane na listy rostlin, a tak nedochází k napadení rostlin plísní.

Odpověď pro: Z. Hrdina
Dobrý den, nejedná se o klasický model RGB. Čidlo vrací hodnotu propuštěného světla přes 3 různé filtry, a to červený, zelený a modrý. Jednotlivé filtry se nastavují pomocí vstupů do čidla S2 a S3. Bohužel největší hodnotu, jakou může čidlo nabývat jsem se nikde nedočetl. Při nastavování hodnot jsme využili jednoduchého programu, který nám na sériový monitor vracel čtené hodnoty RGB, které jsme si zapsali a poté v hlavním programu k nim přidali toleranci cca +-100. U zařízení ve stádiu, které je prezentováno na YouTube, je potřeba měnit hodnoty programově. Ovšem ve stádiu, ve kterém se nachází nyní k němu byl přidán display s tlačítkama, který nám umožňuje nastavovat barvy pro příslušné kóje i bez nutnosti zasahování do programu. Dále display ukazuje počet roztříděných objektů a aktuální činnost programu. Bohužel jsem již nestihl tuto vylepšenou verzi nahrát a zveřejnit. Děkuji za Váš dotaz.

1) Na práci jsem pracoval 15 měsíců na Fyzikálním ústavu AV ČR. Stáž započala v prosinci 2018 a zahrnovala pravidelné dojíždění 1 den v týdnu až 1krát za dva týdny. Dále jsem také na AV ČR nepřetržitě pracoval v rámci dvouměsíční pracovní zkušenosti v létě 2019, kdy mi byl zapůjčen byt u fyzikálního ústavu, což mi umožnilo pracovat po celý pracovní týden. Mimo studium magneticky a mechanicky indukované krystalové reorientace studované slitiny jsem tak pomáhal také při měřeních (na magnetometru a zátěžovém zařízení) v jiných výzkumných projektech skupiny (jmenovitě při studiu železem dopované slitiny Ni-Mn-Ga, kterou bylo nutno při magnetizaci zahřívat Peltierovým článkem). Práci jsem začal psát již v létě a pokud počítám studium a dohledávání odborných publikací a také formální úpravy, věnoval jsem tvorbě samotné psané práce více než 100 hodin. Nepočítám přitom zpracování dat. Samotná práce na mikropumpě započala v květnu 2019. První úspěšné pumpování jsem provedl až na začátku listopadu. Veškeré testování vzorků, tmelů, vzdáleností a velikostí výtokových děr a poloměrů magnetů tak zabralo půl roku, rovněž také kvůli časové náročnosti 3D tisku. Časově nejnáročnější však byla samotná měření na magnetometru a zátěžovém zařízení. Pro seznámení s problematikou jsem se rovněž zúčastnil seminářů akademie věd a mezinárodní konference ICFSMA 2019 v červnu minulého roku.

2) Cyklem jsem skutečně myslil jedno otočení magnetu. Jak zmiňuji v kapitole 4.1.6, samotné měření průtoku jsem uskutečnil pomocí kapilár. Pozoroval jsem vzrůst vodního sloupce, ten změřil mikrometrem a objem vody vydělil počtem cyklů. Video s ručním pumpováním je jedno z prvních, kdy se povedlo přepumpovat kapku. Vzorek tehdy nebyl pevně utěsněn a jednalo se spíše o demonstraci efektu. Při posledních úpravách práce jsem si však nevšimnul, že jsem omylem uvedl jednotku nL namísto mikrolitrů, což se také projevilo ve videu, kde jsem použil chybné hodnoty z psané práce. Správné hodnoty tedy jsou 0,08 μL a 0,013 μL. Tím částečně odpovídám také na otázku 3). Ve skutečnosti trvalo přepumpování kapky (při mírném protékaní při počátečních testech) skutečně okolo 20 sekund (přibližně při 150 RPM). Při 300 RPM a bez protékání by se jednalo o 10,5 sekundy (kapka o průměru 2 mm při 0.08 μL /cyklus).

3) Popisovaným způsobem v odpovědi 2) jsem pro 5mm nárůst sloupce naměřil 440 cyklů při minimálním utažení a 2735 cyklů při maximálním utažení (kdy ještě vzorek byl schopen cykly konat). Čas pumpování (5mm sloupec) jsem naměřil 2 min 15 sekund při minimálním a 13 min 41 sekund při maximálním utažení. Potenciometrem jsem nastavil na 200 RPM, aby se vzorek nepřehříval a nepraskl (při lokálním přehřátí vlivem pohybu hranic dvojčatění může dojít k transformaci fáze). Tyto údaje jsem si zapsal, avšak v konečné verzi práce jsem je již neuváděl, protože už bez těchto specifikací přesahovala limit 30 normostran.

4) Do zmiňované hodnoty diferenciálního tlaku jsem již kapilaritu započítal. Sloupec vody byl původně 70,5 cm avšak po umístění kapiláry z plexiskla voda kapilaritou vystoupala právě do 0,5 cm. Přesnou smáčivost plexiskla jsem tak nemusel brát v potaz, jelikož jsem přímo pozoroval odpovídající vodní sloupec při kapilární elevaci.

1) Odpověď pro pana Nevařila. Práce by bez počáteční výpomoci pana doktora Jana Janíka nebyla ani na světě. Veškeré technické výpomoci na hvězdárně jsem nechtěla opomenout, a i když je práce a měření moje, přišlo mi úctyhodné mluvit v množném čísle, a tak zahrnout i mého vedoucího práce.
2) Odpověď pro pana Koutného. Perioda příslušící 120 s je přibližně 0,05 Hz. Což by odpovídalo grafu s maximem amplitudy v levé části grafu u nízkých hodnot frekvence (nepravidelnou sinusoidou).
3) Odpověď pro pana Hrdinu. Praktický důvod to nemělo. Když se zvažovalo o dostupném možném vybavení pro mou práci, byla observatoř v Polsku pouze variantou, která v ten moment byla vhodná.
4) Odpověď pro pana Hrdinu. Omlouvám se za chybnou výslovnost dalekohledu. Nicméně kdyby se prokázala hvězda jako proměnná bylo by skvělé mít dostačující data na to, aby se zapsala do českého katalogu proměnných hvězd, a tím bych byla také uvedena jako objevitelka.

Odpověď pro: Šimon Sukup
Děkuji za odpovědi 2, 3, 4. To vše vysvětluje. Otázky hned nemusí znamenat kritiku… Pumpě jste věnoval zřejmě dosti práce.

Vážený pane magistře,

děkuji za odpověď a za Váš čas.

Šimon Sukup

Odpověď pro: Zora Zemanová
Děkuji za odpověď 2). Mohla byste blíže popsat, jak jste dospěla k hodnotě 50 mHz?

Odpověď pro pana Koutného. Když si vypočítám, jaká perioda přísluší 120 sekundám (f= 2π/t), tak zjistím, že to je cca 0.05 Hz.

Odpověď pro: Zora Zemanová
ve Fourierově spektru bývá na ose x frekvence f=1/T. V principu by tam mohla být i úhlová frekvence (omega). Ve vaší práci používáte dva typy grafů s rozsahy frekvenci 0 – 11 mHz a 0 – 9 mHz. Píštete: „Což by odpovídalo grafu s maximem amplitudy v levé části grafu u nízkých hodnot frekvence“ – 50 mHz je daleko vpravo za poslední hodnotou ve vašem grafu…?

Odpověď pro: Zora Zemanová
tuším, že tu křivku počítá software, takže k vyhodnocení vašich měření to není důležité. Zajímalo mě jen, jak je to s tou frekvencí… Náročné dovednosti, kterých není málo při nastavování CCD kamery a focení, obsluze dalekohledu, znalosti z astronomie tam máte uvedeny. Přeji hodně jasných nocí při měření proměnných hvězd.

Odpověď pro: Miroslav Gavenda
Děkuji za odpověď. To je škoda – jistě by to vypadalo lépe s plechovkou. Vaše prezentace je srozumitelná a věcná.

Všem soutěžícím děkuji jménem komise za odpovědi na otázky a porotcům za spolupráci
Komise rozhodla takto:

Obor: 02 – Fyzika
1. místo: Šimon Sukup – Energetická bilance magneticky indukované reorientace Ni50Mn28Ga22 a konstrukce mikropumpy
(postup do celostátního kola)
2. místo: Zora Zemanová – Hledání nových proměnných bílých trpaslíků typu ZZ Ceti v pásu nestability
(doporučeno do licitačního kola)

obor: 10 – Elektrotechnika
1. místo: Kamil Javor, Vlastimil Matyáš – Tvarovací linka s dávkováním náplně
(postup do celostátního kola)
2. místo: Vít Hausmajer – Automatizované zavlažování
(doporučeno do licitačního kola)
3. místo: Roman Čechmánek, Matěj Břečka – Linka na třídění výrobků podle barev
4. místo: Pavel Květák – Časomíra pro požární sport
5. místo: Miroslav Gavenda – Chladící box