Projekty na kterých pracuji

Školní systém pro měření elektrických a fyzikálních veličin

Předmětem této práce je multifunkční digitální měřící zařízení pro podporu výuky fyzky na středních školách, gymnázíích a podporu výuky odborných "elektro" předmětů na středních průmyslových školách. Základem přístroje je proudově zatížitelný generátor libovolných průběhů s možností meření odebíraného proudu a výstupního napětí a zárověň s funkcí klasického stabilizovaného stejnosměrného zdroje. Mimo to má zvlášť vyvedeny svorky pro měření proudu a napětí v širokém rozsahu hodnot a dále pak osmici konektorů pro připojení externích modulů realizujících fukce teloměrů, fotometrů. pH metrů, optických závor atd. Součástí je pak také všestranný sofrware umožnující pohodlné ovládání přístroje, vyhodnocení naměřených dat, následné zpracovnání grafického a tabulkového výstupu a posléze jeho export do běžně používaných datových typů.

Digitální multifunkční osciloskop

Předmětem práce je digitální multifunkční osciloskop s možností spektrální analýzy, šestnácti kanálového logického analyzéru, programovatelného zdroje libovolných průběhů a šestnácti kanálového čítače. Celé zařízení je založeno na moderním RISC mikroprocesoru ATmega16 a rychlé 32kB paměti SRAM. Jako zobrazovací a řídící zařízení slouží klasický PC. Momentálně je k dispozici pokusné zapojení v kontaktním poli a jednoduchý ovládací program napsaný v jazyce C++. V blízké budoucnosti hodlám vylepšit elektronickou část zařízení, programovému vybavení, a především se pak věnovat funkci spektrální analýzy, řešenou s pomocí fourierových transformací.
V současné době je práce pozastavena z důvodu nedostupnosti potřebných součástek na tuzemském trhu.

Asymetrický kondenzátor a iontový vítr

Cílem toho projektu bylo měření sil na asymetrickém kondenzátoru, jež je tvořen dvojicí elektrod asymetrického tvaru (jedna značně vetší, než druhá). Po připojení dostatečně vysokého elektrického napětí začne docházet k poměrně zajímavému jevu – vlivem podstatně větší intenzity elektrického pole v okolí menší elektrody může dojít k ionizaci okolního vzduchu a nastat částečný elektrický průraz, který však vzhledem ke klesající intenzitě elektrického pole směrem k vetší elektrodě nemůže mít lavinový charakter a protékající proud se drží v poměrně malých mezích, jež jsou dány plochou a vzdáleností elektrod. V mém případě 0,2 – 3 mA. Vlivem silného elektrického pole mají ionizované částice tendenci pohybovat se směrem k opačně nabité elektrodě, kde odevzdají svůj náboj a svou pouť ukončí. Cestou však mohou pomocí pružných srážek předat část své kinetické energie neutrálním molekulám vzduchu, které pak, vzhledem k tomu ze nenesou žádný elektický náboj, dále pokračují v daném směru mimo kondenzátor. Tím vzniká slabý proud vzduchu, jež bychom mohli nazvat „iontový vítr“. Pokud je kondenzátor dostatečně lehký (řádově jednotky gramů), může se vznést do vzduchu a začít levitovat. Využití by se opět našlo při výuce fyziky na středních školách a gymnáziích. Na zařízení lze snadno demonstrovat hned několik jevů, pokus je přitom velice efektní a věřím, že většinu studentů, kteří jinak o fyziku nejeví zájem by jistě zaujal.

Přenos dat s pomocí modulovaného laserového paprsku

Cílem toho projektu je postavit jednoduché zařízení určené k vysokorychlostnímu přenosu dat. Jako nosné médium je zde použit paprsek koherentního záření o vlnové délce 620nm. Zdrojem tohoto záření je polovodičová laserová dioda o výkonu přibližně 5mW. V případě že se zařízení osvědčí, plánuji jeho přihlášení jako další SOČ. V současnosti mám jeden pár pokusných zařízení, jež přenášenými daty přímo modulují optický paprsek. Jako zdroj záření momentálně slouží běžné laserové ukazovátko a jako detektor potom fototranzistor BP 103-3. V budoucnu plánuji použít nějaké kvalitnější laserové diody a vhodněji vyřešit detektor, nejlépe jej umístit do spojnou čočkou vybavené trubice, jež zvýší plochu snímanou detektorem a v neposlední řadě také zajistí stínění proti rušivým okolním odleskům.

Pokus měření rychlosti světla

Měření rychlosti světla s pomocí laserové diody, zrcadla, generátoru pravoúhlých kmitů a dvoukanálového osciloskopu. Pokus se skládá z generátoru pravoúhlých kmitů, nastaveného nahrubo někde kolem 300 kHz, jehož výstup je připojen na laserovou diodu a na první kanál osciloskopu. 250 m od zdroje záření je zrcadlo, jež odráží paprsek zpět, kde potom dopadá na fotodetektor tvořený fototranzistorem BP 103-3. Ten je připojen na druhý kanál osciloskopu. Vlivem konečné rychlosti světla, a tím i zpoždění, jež paprsek při cestě k zrcadlu a zpět nabere, uvidíme přijatý signál na obrazovce osciloskopu fázově posunutý. Když budeme přelaďovat generátor kmitů tak, aby byl fázový posuv přesně 180°, uvidíme, že je nastaven na 299 792 kHz, což číselně odpovídá rychlostí světla. Využití pokusu by se mohlo najít například při výuce středoškolské fyziky, jakožto jednoduchá, levná a přitom názorná pomůcka, jež by mohla trošku zpestřit, pro mnohé jistě nudné, hodiny fyziky.

Příjem dat z meteorologických družic s polární dráhou letu

Cílem toho experimentu je vyzkoušet příjem dat z meteorologických družic s polární dráhou letu (NOAA 12, NOAA 14, NOAA 14, NOAA 16, NOAA 17), vysílajících na frekvenci 137,5 MHz v režimu APT. Jako anténu hodlám použít Turnstile - dva zkřížené a sfázované dipóly. Důvodem je kruhová polarizace vysílače způsobená rotací družice. Jako přijímač potom poslouží obyčejná televizní karta v počítači, jejíž tuner je přeladitelný od 45 do 900 MHz. Důvodem toho zvláštního nápadu byl fakt, že se mi nedávno podařilo s běžnou TV anténou naladit něco, co náramně připomínalo preriodické „cvrlikání“ datového přenosu s protokolem APT.