Vladimír Uhlík sa vo svojom výskumnom projekte rozhodol efektívne prepojiť informatiku s fyzikou, čo sa mu aj podarilo. Využil systém Arduino, vďaka ktorému vytvoril dva meracie prístroje. Opýtali sme sa ho najmä na prínos jeho výsledkov do bežnej praxe.
Čo je systém Arduino a ako funguje?
Systém Arduino pozostáva z dvoch hlavných častí, softvéru a hardvéru. Softvérovú časť Arduina tvorí vývojové prostredie s názvom IDE, čo znamená Integrated development environment. Ako programovací jazyk sa v ňom využíva jazyk Wiring, ktorý vychádza z programovacích jazykov C, resp. C++. Hardvérová časť Arduina pozostáva z elektronickej platformy, ktorá tvorí základ každého projektu.
Znie to celé trochu komplikovane, ale podľa vás je systém stavaný aj pre ľudí, ktorí nie sú v mnohých praktických veciach veľmi zdatní. Vy ste pomocou tohto systému vyvinuli dva meracie prístroje.
Presne tak a práve pre tento cieľ je najlepšie Arduino. Jeho efektivita v porovnaní s cenovou dostupnosťou je veľmi vysoká a vhodná na tvorbu amatérskych aj profesionálnych meracích prístrojov. Ďalšou výhodou je vysoká variabilita komponentov, s ktorými je Arduino schopné spolupracovať. Nie je nutné kupovať len komponenty určené k Arduinu, lebo je k nemu možné pripojiť takpovediac čokoľvek. V mojej práci bolo cieľom vytvoriť pomocou tohto systému meracie prístroje na získavanie dát z dvoch rôznych oblastí fyziky.
Konkrétne ste vytvorili meteorologickú stanicu a Geigerov-Müllerov počítač. Ako tieto prístroje vyzerajú?
Meteorologická stanica pozostáva z externej a internej časti. Na externej časti sú umiestnené senzory na meranie smeru a rýchlosti vetra, teploty a vlhkosti prostredia. Interná časť je umiestnená v plastovej schránke vytlačenej na 3D tlačiarni. Okrem elektronickej platformy Arduino UNO sa v nej nachádzajú aj senzory na meranie barometrického tlaku, intenzity UV žiarenia a intenzity slnečného svitu.
Geigerov-Müllerov počítač reprezentuje oblasť dozimetrie (oblasť fyziky zaoberajúca sa ionizujúcim žiarením, pozn. redakcie). Toto zariadenie slúži na detekciu rádioaktívneho žiarenia. Základným stavebným prvkom tohto projektu je Geigerova-Müllerova trubica. Táto trubica pozostáva z dvoch elektród, medzi ktorými sa nachádzajú inertné plyny.
Vo svojom výskume ste si dali cieľ dosiahnuť čo najvyššiu efektivitu týchto prístrojov za čo najnižšiu cenu. Podarilo sa vám to?
Zdá sa, že áno. Prístroje, ktoré som zostrojil, poskytujú veľmi uspokojivé výsledky vzhľadom na rozpočet, ktorý som mal k dispozícii. Čo sa týka meteorologickej stanice, s ňou som vykonal viacero meraní, ktoré boli často takmer identické s údajmi uvádzanými na internete. Samozrejme, existujú isté chyby merania, pre amatérskych používateľov je ich veľmi náročné eliminovať. Patria sem rôzne korekcie, ktoré sú využívané medzi profesionálmi, niekedy je ale veľmi náročné sa k nim dopátrať. No pravidelným meraním a porovnávaním výsledkov s oficiálnymi údajmi je možné zaviesť aj vlastné korekcie, s pomocou ktorých bude vaše meranie na vyššej úrovni. V prípade Geigerovho-Müllerovho počítača to také jednoduché nebolo. Keďže Geigerova-Müllerova trubica je pomerne nákladná položka, bolo potrebné siahnuť po lacnejších alternatívach. Na tento projekt bol použitý typ SBM-20, ktorý bol vyrábaný ešte v niekdajšom Sovietskom zväze. Nie je teda ničím neobvyklým, že si zakúpite už aj nefunkčný kus. Ďalším problémom je vykonávanie testov funkčnosti systému. Keďže táto trubica je schopná zaznamenávať len beta častice a gamažiarenie, bolo potrebné ju vystaviť výkonnejším žiaričom. Tieto testy sme vykonávali na Katedre jadrovej a subjadrovej fyziky Univerzity Pavla Jozefa Šafárika v Košiciach. Je potrebné poznamenať, že pri týchto testoch bolo zistených niekoľko chýb a došlo aj k výmene trubíc.
V projekte sa vám podarilo veľmi efektívne prepojiť fyziku s informatikou a zároveň priniesť do praxe cenné prístroje. Aké je ich praktické použitie?
Meteorologická stanica sa dá bez problémov využívať na získavanie aktuálnych údajov o počasí a vlastný Geigerov-Müllerov počítač si môžete pokojne vziať so sebou pri najbližšej návšteve jadrovej elektrárne Černobyľ. Myslím si, že by ste sa s ním medzi turistami nestratili. Okrem tohto viac-menej voľnočasového využitia je možné ho vylepšiť natoľko, že by ste mohli získavať údaje o rádioaktivite z takmer každého žiariča, a to len vymenením trubice za iný, citlivejší kus.
Vo voľnom čase sa venujete aj doučovaniu matematiky a fyziky, čo je dnes, keď sú prírodovedné predmety málo atraktívne, veľmi užitočná práca. Čím si dobíjate energiu?
Napríklad hrou na gitare alebo čítaním kníh. Svoj voľný čas veľmi rád trávim so svojimi kamarátmi. Na záver tohto rozhovoru by som ešte chcel vysloviť poďakovanie učiteľovi, pánovi inžinierovi Jánovi Motešickému, ktorý na našom gymnáziu vedie klub AMAVET. Ďakujem mu za veľkú ochotu a pomoc pri tvorbe mojich projektov. Bez neho by som dnes nebol tam, kde som.
Vladimír Uhlík sa zaradil medzi víťazov na Festivale vedy a techniky, ktorý organizuje AMAVET – Asociácia pre mládež, vedu a techniku. Na súťaži sa každoročne prezentujú najšikovnejší školáci, ktorí so svojimi víťaznými projektmi reprezentujú Slovensko na celosvetových súťažiach a zaujímavých európskych výstavách. Festival vedy a techniky prezentuje mladé mozgy, pri ktorých nám zostáva len dúfať, že raz budú pre krajinu prínosom a „neukradne“ nám ich svet.
Monika Hucáková
Foto: Archív Vladimíra Uhlíka
