ΚΑΤΑΣΚΕΥΕΣ ΠΟΥ ΛΕΙΤΟΥΡΓΟΥΝ ΜΕ ΠΕΠΙΕΣΜΕΝΟ ΑΕΡΑ 1.Λίγες ιστορικές γνώσεις Εδώ και χιλιάδες χρόνια ο άνθρωπος χρησιµοποιεί τον αέρα ως κινητήριο δύναµη, αλλά και µε άλλους τρόπους, όπως π.χ. τη χρήση ενός φυσερού, για να ανάψει µια φωτιά. Ο αρχαίος Έλληνας Κτησίβιος κατασκεύασε τα πρώτα κανόνια πεπιεσµένου αέρα γύρω στο 260 πχ. Χρησιµοποίησε αέρα πεπιεσµένο σε έναν κύλινδρο, επικουρικά µε το κλασσικό µηχανισµό, επεκτείνοντας έτσι εντυπωσιακά την ακτίνα βολής του όπλου. εν είναι λοιπόν παράξενο που η ελληνική λέξη "πνεύµα", που µεταφράζεται στα Αγγλικά "air"(αέρας), έδωσε το πρώτο συνθετικό στην τεχνική Pneumatics, η οποία αφορά στις µηχανικές διατάξεις που λειτουργούν µε τη χρήση πεπιεσµένου αέρα. Συσκευές πεπιεσµένου αέρα χρησιµοποιήθηκαν -κυρίως στην κατασκευή δρόµων και στα ορυχεία- από την αρχή της βιοµηχανικής επανάστασης τον 19ο αιώνα. Η µοντέρνα βιοµηχανία θα ήταν πολύ διαφορετική χωρίς τέτοιες µηχανές. Μπορεί κανείς να τις βρει παντού, αφού για παράδειγµα ταξινοµούν και τοποθετούν διάφορα εξαρτήµατα ή υλικά συσκευασίας στις γραµµές παραγωγής. 2. Εισαγωγή στην τεχνολογία πεπιεσµένου αέρα Σίγουρα θα έχετε παρατηρήσει τις δυνατότητες που δίνει η εκµετάλλευση του αέρα. Για παράδειγµα, ο αέρας µπορεί να κινήσει έναν ανεµόµυλο, µε τον αέρα φουσκώνεις ένα µπαλόνι ή σβήνεις ένα κερί. Από επιστηµονικής/µηχανολογικής απόψεως η χρήση του βασίζεται στην ώθηση µέσω του αέρα και τη µετάδοση δυνάµεων. Με το προϊόν που κρατάτε θα θέλαµε να εξηγήσουµε τη λειτουργία των µηχανών που χρησιµοποιούν αυτή την τεχνολογία. Για το λόγο αυτό θα σας εξηγήσουµε βήµα-βήµα τα διακριτά µέρη των µηχανισµών αλλά και το πώς λειτουργούν. Επιπρόσθετα, πολυάριθµα παραδείγµατα µοντέλων περιέχονται στο κουτί που εξηγούν ακόµη καλύτερα πώς η δύναµη του αέρα είναι εκµεταλλεύσιµη. 2.1 Κίνηση µέσω του αέρα Πρώτα από όλα θα παράγουµε κινητική ενέργεια µε τη χρήση του αέρα. Για το λόγο αυτό θα χρησιµοποιήσουµε τον αεροκύλινδρο. ύο διαφορετικοί τέτοιοι κύλινδροι περιλαµβάνονται στο κουτί. Ένας µικρός µε ένα µαύρο έµβολο και ένας µεγαλύτερος µε µπλε έµβολο. Θα µιλήσουµε για τη διαφορά τους αργότερα. Θα χρησιµοποιήσουµε για αρχή τον κύλινδρο µε το µπλε έµβολο. Το έµβολο είναι κινούµενο και εφάπτεται τέλεια στο τοίχωµα του κυλίνδρου. Εάν κανείς εµφυσήσει αέρα στον κύλινδρο µέσω των ειδικών στοµίων, το έµβολο κινείται. Πείραµα Συνδέστε ένα κοµµάτι από τον µπλε σωλήνα στη σύνδεση Α και φυσήξτε δυνατά. Εάν έχετε αρκετή αναπνοή, το έµβολο θα κινηθεί. Τώρα επαναλάβετε από τη σύνδεση Β, αλλά κλείστε την Α µε το δάχτυλό σας. Τι συµβαίνει τώρα; Τίποτα δεν κινείται. Μπορείτε να εξηγήσετε το γιατί; Εξήγηση Ο αέρας δεν µπορεί να εξέλθει από τον κύλινδρο. Να γιατί το έµβολο δεν κινείται. Όταν εισέρχεται αέρας µέσω της µιας σύνδεσης, η άλλη πρέπει να είναι ανοικτή πάντοτε. Μόνο τότε το έµβολο µπορεί να κινηθεί. Οι κύλινδροι που χρησιµοποιούµε, στους οποίους το έµβολο είναι κινούµενο και προς τις δύο κατευθύνσεις καθώς γεµίζουν µε αέρα, καλούνται "διπλής δράσεως".
Υπάρχουν και οι κύλινδροι "απλής δράσεως". Το έµβολό τους κινείται µόνο προς µια κατεύθυνση µε τη χρήση αέρα. Συνήθως για την κίνηση προς την άλλη κατεύθυνση χρησιµοποιείται ένα ελατήριο. Τέτοιος είναι ο µικρός κύλινδρος µε το µαύρο έµβολο. Εδώ, αν κανείς φυσήξει αέρα στον κύλινδρο, ο αέρας εξέρχεται από την έξοδο Β. Γι 'αυτό το λόγο το έµβολο κινείται πιο εύκολα από το αντίστοιχο µπλε. Σύντοµα θα µάθετε πού χρησιµεύει αυτό. (οι αναφορές Α, Β αφορούν στα σχήµατα που βρίσκονται στο φυλλάδιο δραστηριοτήτων στη σελ.10) 2.2 Ο αέρας συµπιέζεται Πείραµα Πάρτε πάλι τον κύλινδρο µε το µπλε έµβολο και εκτείνετέ το τελείως. Κρατήστε την είσοδο Α κλειστή και προσπαθήστε να πιέσετε το έµβολο. Τι παρατηρείτε; Παρατήρηση Το έµβολο µπορεί να κινηθεί για µια µικρή απόσταση. Αν το αφήσετε, επιστρέφει πίσω. Ο αέρας στον κύλινδρο µπορεί να συµπιεστεί. Όσο περισσότερο συµπιέζεται τόσο µεγαλώνει η πίεση στον κύλινδρο. Η µονάδα µέτρησης της πίεσης είναι το bar ή το Pascal. Ο τύπος υπολογισµού της πίεσης είναι: Πίεση = ύναµη / Επιφάνεια Οπότε η ποσότητα της πίεσης εξαρτάται από τη δύναµη που θα ασκήσουµε και αντίστροφα. 2.3 Περισσότερη πίεση άρα περισσότερη δύναµη Κατόπιν θέλουµε να καθορίσουµε τι δυνάµεις µπορούµε να αντλήσουµε από τον κύλινδρό µας. Για το σκοπό αυτό θα κατασκευάσετε µια ανυψωτική πλατφόρµα, όπως περιγράφεται στο εγχειρίδιο κατασκευής από τη σελίδα 5 και µετά. Τώρα θα εκτελέσουµε κάποια πειράµατα µε αυτή τη διάταξη. Πείραµα Ανύψωσης Πλατφόρµας 1 (δείτε το εγχειρίδιο κατασκευής σελ. 5) Πρώτα, προσπαθήστε να σηκώσετε την πλατφόρµα, φυσώντας αέρα µέσα στον κύλινδρο από το σωληνάκι. Παρά τη σκληρή σας προσπάθεια, αυτό δεν αναµένεται να λειτουργήσει. Πείραµα Ανύψωσης Πλατφόρµας 2 (δείτε το εγχειρίδιο κατασκευής σελ. 7) Τώρα χρησιµοποιήστε τον κύλινδρο µε το µπλε έµβολο, συνδέστε τον στο ταµπλό δίπλα από την πλατφόρµα και εκτείνετε το έµβολο πλήρως. Ενώστε το σωληνάκι που οδηγεί στον άλλο κύλινδρο στη σύνδεση Α και πιέστε το µπλε έµβολο. Τι γίνεται; Η πλατφόρµα ανεβαίνει. Τραβήξτε το έµβολο πίσω πάλι και θα την δείτε να κατεβαίνει. Τι θα γίνει όµως αν π.χ. βάλετε ένα βιβλίο στην πλατφόρµα και προσπαθήσετε να το σηκώσετε; Πρώτα θα πρέπει να συµπιέσετε τον αέρα στον κύλινδρο αρκετά, πριν το βιβλίο αρχίσει να κινείται. Επιπλέον, η πλατφόρµα δεν µπορεί να εκτείνει τελείως την κίνησή της. Γιατί συµβαίνει αυτό; Για να σηκωθεί το βαρύ βιβλίο, χρειάζεται περισσότερη δύναµη. Αυτή τη δύναµη θα την πάρουµε µόνο αυξάνοντας την πίεση στον κύλινδρο. Ο συµπιεσµένος αέρας καταλαµβάνει µικρότερο χώρο εντός του δοχείου. Έτσι τελικά δεν επαρκεί ο αέρας -όντας συµπιεσµένος- για να σηκωθεί η πλατφόρµα πλήρως. Θα έπρεπε να µπορούσαµε να χορηγήσουµε επιπλέον αέρα, για να το πετύχουµε. Και γι αυτό το λόγο θα χρησιµοποιήσουµε τη βαλβίδα ελέγχου. 2.4 Η βαλβίδα ελέγχου Η βαλβίδα ελέγχου απλώς συνδέεται στη σύνδεση Α του κυλίνδρου. Το σωληνάκι συνδέεται στη βαλβίδα. Τώρα, αν εκτείνετε το έµβολο, η βαλβίδα ρουφά αέρα από τον περιβάλλοντα χώρο µέσα στον κύλινδρο. Αν
πιέσετε το έµβολο πιο µέσα, ο αέρας µπαίνει στο σωληνάκι από το δεύτερο άνοιγµα επί της βαλβίδας, καθώς η πρώτη σύνδεση παραµένει κλειστή. Τώρα έχουµε κατασκευάσει µια αεραντλία παρόµοια µε αυτή του ποδηλάτου σας. Πείραµα Ανύψωσης Πλατφόρµας 3 (δείτε το εγχειρίδιο κατασκευής σελ. 7) Συνδέστε την αντλία χειρός στο σωληνάκι που οδηγεί στην πλατφόρµα. Τώρα µπορείτε να χορηγήσετε αέρα στον κύλινδρο της πλατφόρµας έτσι ώστε ο τελευταίος να εκταθεί πλήρως. Τώρα έχουµε ένα τελευταίο πρόβληµα. Εάν θέλουµε να σηκώσουµε την πλατφόρµα, ο αέρας θα πρέπει να εισέλθει στον κύλινδρο µέσω της χαµηλότερης σύνδεσης. Εάν πρέπει να την κατεβάσουµε ξανά, ο αέρας πρέπει να κατευθυνθεί µέσω της άνω σύνδεσης. Φυσικά δεν είναι πρακτικό να πρέπει να αποσυνδέεται και να επανασυνδέεται το σωληνάκι συνεχώς. Ευτυχώς υπάρχει µια πολύ καλύτερη λύση. 2.5 Η βαλβίδα χειρός Η βαλβίδα αυτή έχει 4 συνδέσεις (Α, Ρ, Β, R) (δείτε το σχήµα στη σελ.12 του φυλλαδίου δραστηριοτήτων) Η µεσαία σύνδεση (καλούµενη Ρ) είναι η παροχή για τον πεπιεσµένο αέρα. Η αριστερή και δεξιά σύνδεση (Α και Β) είναι για τα σωληνάκια που οδηγούν στον κύλινδρο. Η χαµηλότερη σύνδεση (R) είναι η εξαέρωση. Μέσω αυτής ο αέρας που επιστρέφει από τον κύλινδρο (εξερχόµενος) διαφεύγει. Η βαλβίδα αυτή είναι εφοδιασµένη µε διακόπτη, ο οποίος έχει τρεις θέσεις (αριστερή - µεσαία - δεξιά). Στην τεχνολογία του πεπιεσµένου αέρα, µια τέτοια βαλβίδα ονοµάζεται βαλβίδα 4/3. Πείραµα Ανύψωσης Πλατφόρµας 4 (δείτε το εγχειρίδιο κατασκευής σελ. 8) Κλείστε τη βαλβίδα, όπως περιγράφεται στις οδηγίες. Εάν ο διακόπτης είναι στη µεσαία θέση, όλες οι συνδέσεις είναι κλειστές και η ανυψωτική πλατφόρµα δεν κινείται. Εάν γυρίσετε το διακόπτη στα αριστερά και µετά διοχετεύσετε αέρα, η πλατφόρµα ανεβαίνει. Εάν στρέψετε το διακόπτη στα δεξιά, µπορείτε να κατεβάσετε πάλι την πλατφόρµα. Το σχετικό διάγραµµα στο φυλλάδιο δραστηριοτήτων στη σελ.12 δείχνει σχηµατικά τη ροή του αέρα µέσα από τη βαλβίδα. 2.6 Ο συµπιεστής Φυσικά το να τροφοδοτείτε αέρα µε το χέρι είναι κουραστικό. Υπάρχει µια πολύ πιο κοµψή λύση. Φτιάξτε το συµπιεστή, όπως περιγράφεται στη σελ. 11 του εγχειριδίου κατασκευών. Πείραµα Ανύψωσης Πλατφόρµας 5 (δείτε το εγχειρίδιο κατασκευής σελ. 9) Τώρα στερεώστε το συµπιεστή δίπλα στην ανυψωτική πλατφόρµα µε τα δύο ειδικά κόκκινα εξαρτήµατα. Κατόπιν συνδέστε το συµπιεστή στην πλατφόρµα αντί για την αντλία χειρός. Είναι απαραίτητο να χρησιµοποιήσετε µια 9V αλκαλική µπαταρία. Μια απλή µπαταρία θα κρατήσει µόνο λίγα λεπτά. Φυσικά το fischertechnik Accu Set (Κωδ.. No. 34969), το οποίο έχει σηµαντικά περισσότερη ενέργεια, κρατάει πολύ περισσότερο και είναι επαναφορτιζόµενο, είναι η καλύτερη λύση. Αφού ανοίξετε το συµπιεστή, θα περιµένετε περίπου 15 δευτερόλεπτα µέχρι να γεµίσει µε αέρα. Κατόπιν µπορείτε να ανεβοκατεβάζετε την πλατφόρµα χωρίς να είναι απαραίτητο να παρέχετε αέρα µε το χέρι. Χρησιµοποιούµε το µικρό αεροκύλινδρο µε το µαύρο έµβολο για το συµπιεστή. Το έµβολο αυτού του κυλίνδρου είναι ικανό να κινείται πιο εύκολα από ό,τι το έµβολο του µεγάλου κυλίνδρου και έτσι είναι πιο κατάλληλο, για να κινηθεί από το µοτέρ της fischertechnik.ο αεροθάλαµος εξασφαλίζει ότι υπάρχει πάντα αρκετός πεπιεσµένος αέρας για τη λειτουργία του κυλίνδρου. Η πίεση που παράγεται είναι περίπου 0.5 bar. Το πιστόνι του κυλίνδρου του συµπιεστή πρέπει να κινείται πάντα µε λίγες τριβές. Εάν το κρίνετε απαραίτητο, µπορεί να λιπαίνεται περιοδικά µε µια σταγόνα από µη όξινο λάδι (π.χ. λάδι σιλικόνης). Εάν ο
συµπιεστής δεν χρησιµοποιηθεί για αρκετό καιρό, συνιστούµε να αφαιρέσετε τον ιµάντα µετάδοσης, επειδή φθείρεται µε τον καιρό και µπορεί να γλιστρήσει. Πείραµα Ανύψωσης Πλατφόρµας 6 (δείτε το εγχειρίδιο κατασκευής σελ. 9) Χρησιµοποιήστε το συµπιεστή χωρίς τον αεροθάλαµο. Επιπρόσθετα, χρησιµοποιήστε ένα σωλήνα 20 εκ., για να ενώσει τη βαλβίδα ελέγχου κατευθείαν στη σύνδεση Ρ της βαλβίδας χειρός. Τι αλλάζει στη λειτουργία της πλατφόρµας; Παρατήρηση Η πλατφόρµα κινείται σπαστά τόσο κατά το ανέβασµα όσο και στο κατέβασµα, επειδή η βαλβίδα παρέχει αέρα µε διακοπές. Ο αεροθάλαµος εξισώνει την πίεση. Γι 'αυτό η κίνηση µε τον αεροθάλαµο είναι συνεχής. 2.7 Περισσότερη δύναµη µέσω µεγαλύτερης επιφάνειας. Προσπαθήστε να βρείτε µε πόσο βάρος µπορεί να φορτωθεί η πλατφόρµα, ώστε µόλις να µπορεί να σηκωθεί. Μπορείτε άραγε να σηκώσετε ακόµα µεγαλύτερα βάρη; Πείραµα Ανύψωσης Πλατφόρµας 7 (δείτε το εγχειρίδιο κατασκευής σελ. 10) Θα χρησιµοποιήσετε έναν δεύτερο αεροκύλινδρο για την ανύψωση µεγαλύτερου βάρους. Όπως δείχνει το εγχειρίδιο, εγκαταστήστε ένα δεύτερο κύλινδρο στην πλατφόρµα και συνδέστε τις σωληνώσεις σύµφωνα µε το εκεί πλάνο. Γιατί το βάρος που µπορείτε να σηκώσετε διπλασιάζεται; Από τον προαναφερθέντα τύπο της πίεσης Πίεση = ύναµη / Επιφάνεια παίρνουµε µε µετασχηµατισµό ύναµη = Πίεση Χ Επιφάνεια. Η δύναµη που ασκείται λοιπόν εξαρτάται από την πίεση αλλά και την επιφάνεια επί της οποίας εφαρµόζεται. Η πίεση που παρέχει ο συµπιεστής είναι πάντα σταθερή. Εάν χρησιµοποιήσουµε δυο κυλίνδρους αντί για έναν, η επιφάνεια επί της οποίας εφαρµόζεται η πίεση διπλασιάζεται. Σαν αποτέλεσµα, και η δύναµη άρα και το βάρος που µπορεί να ανασηκωθεί διπλασιάζονται. Σας φαίνεται πολύπλοκο; εν πειράζει...απλώς θυµηθείτε: αν η δύναµη ενός κυλίνδρου δεν είναι αρκετή, προσθέστε έναν δεύτερο. Με αυτό τελειώσαµε το προπαρασκευαστικό κοµµάτι. Όπως θα διαπιστώσατε, η τεχνολογία του πεπιεσµένου αέρα είναι αρκετά απαιτητική αλλά και συναρπαστική. Γι αυτό θα προχωρήσουµε άµεσα στην κατασκευή και των υπόλοιπων µηχανών. 3. Κατασκευές για παιχνίδι Σε αυτό το κεφάλαιο θα ασχοληθούµε µε µερικές ακόµα λειτουργίες που επιτυγχάνονται µε τη χρήση πεπιεσµένου αέρα. Θα φτιάξουµε ένα µοντέλο για κάθε χρήση, ώστε να κατανοήσουµε καλύτερα πώς λειτουργεί. 3.1 Καταπέλτης Στο πρώτο κεφάλαιο αναφέρθηκε ότι ο αρχαίος Έλληνας Κτησίβιος έφτιαξε τα πρώτα οβιδοβόλα πεπιεσµένου αέρα το 260 πχ. Από τότε, φυσικά, έχουν χρησιµοποιηθεί αυτές οι τεχνικές επανειληµµένα.
Προσπαθήστε να φτιάξετε µόνοι σας κάτι τέτοιο, αν όµως δεν τα καταφέρετε, θα βρείτε την πρότασή µας στη σελ. 13 του εγχειριδίου κατασκευής. Στο µοντέλο µας ο πεπιεσµένος αέρας δηµιουργείται από το συµπιεστή. Πριν χρησιµοποιήσετε τον καταπέλτη για πρώτη φορά, θα πρέπει να περιµένετε περίπου 15 δευτερόλεπτα µέχρι ο αεροθάλαµος να γεµίσει δίνοντάς σας πλήρη πίεση. Μετά µπορείτε να εκτοξεύσετε ένα µαύρο κοµµάτι (15) στη γύρω περιοχή. Εφόσον ο καταπέλτης λειτουργεί ικανοποιητικά, προσπαθήστε να στείλετε το "βλήµα" ακόµα µακρύτερα. Σκεφτείτε τους διάφορους τρόπους που µπορεί αυτό να επιτευχθεί.ποιος είναι ο καλύτερος; ιάφορες περιπτώσεις Αντί για το συµπιεστή, χρησιµοποιήστε την αντλία χειρός και γεµίστε τον αεροθάλαµο µε αυτήν. Μετά ανοίξτε την αντλία και παρατηρήστε πόσο µακριά πάει το βλήµα. Ενώστε την αντλία χειρός κατευθείαν, χωρίς αεροθάλαµο, στη µεσαία θέση Ρ της βαλβίδας χειρός. Ανοίξτε τη βαλβίδα, ώστε ο κύλινδρος του καταπέλτη να εκταθεί, και µετά πιέστε το πιστόνι της χειραντλίας προς τα κάτω όσο πιο γρήγορα µπορείτε. Με ποια µέθοδο το αποτέλεσµα είναι καλύτερο; 3.2 Αυτόµατη πόρτα Σίγουρα βαδίζετε µέσα από αυτόµατες πόρτες συχνά. Αυτές οι πόρτες λειτουργούν είτε µε ηλεκτρισµό είτε µε πεπιεσµένο αέρα. Ειδικά οι πόρτες των λεωφορείων πολύ συχνά χρησιµοποιούν αέρα. Μπορείτε µάλιστα να ακούσετε το χαρακτηριστικό σφύριγµα καθώς ο πεπιεσµένος αέρας εκτονώνεται. Τώρα θα φτιάξετε και εσείς µια τέτοια πόρτα, η οποία θα ανοιγοκλείνει µε τη χρήση µιας βαλβίδας. Θα βρείτε τις οδηγίες στο εγχειρίδιο σελ.17. Το µειονέκτηµα της πόρτας µας είναι ότι µπορεί να λειτουργήσει µόνο από τη µια πλευρά (µόνο "µπαίνοντας" ή "βγαίνοντας"). Τώρα θα βάλετε και µια δεύτερη βαλβίδα, ώστε να λειτουργεί είτε από "µέσα" είτε από "έξω". είτε το εγχειρίδιο σελ. 21 Προσέξτε κάθε βαλβίδα να επιστρέφει στη µεσαία θέση µετά τη χρήση της. Αλλιώς η δεύτερη βαλβίδα δεν θα µπορεί να λειτουργήσει. 3.3 Περιστρεφόµενος δίσκος µε πρέσα Μηχανές, οι οποίες συµβάλλουν στην παραγωγή ή συναρµολόγηση προϊόντων σε εργοστάσια, αρκετά συχνά δουλεύουν µε πεπιεσµένο αέρα. Η δική µας τέτοια µηχανή αποτελείται από έναν περιστρεφόµενο δίσκο και µια πρέσα. Θα φτιάξετε το µοντέλο, όπως περιγράφεται στο εγχειρίδιο οδηγιών σελ. 22. Καθεµιά από τις δύο λειτουργίες θα ελέγχεται από µια συγκεκριµένη βαλβίδα. Ο περιστρεφόµενος δίσκος είναι σχεδιασµένος να κινείται προς µια κατεύθυνση µε κάθε έκταση του κυλίνδρου, χωρίς να κινείται προς τα πίσω, όταν ο κύλινδρος συµπιέζεται. Πείραµα Οι δύο χρήσεις "γύρισµα" και "πίεση" γίνονται διαδοχικά. Πόσες φορές µπορεί να γίνει αυτό σε ένα λεπτό; Χρησιµοποιήστε τις βαλβίδες διαδοχικά και χρονοµετρήστε. Μπορείτε να το κάνετε τόσο γρήγορα, ώστε ο συµπιεστής να µην µπορεί να παράγει αρκετό αέρα, ώστε να λειτουργεί σε αυτή την ταχύτητα;
Σχεδόν πάντα τέτοια συστήµατα δεν ελέγχονται χειροκίνητα. Πώς γίνεται όµως στην πραγµατικότητα; Αντί για τις βαλβίδες χειρός, χρησιµοποιούνται βαλβίδες που ανοίγουν και κλείνουν µε τη χρήση ηλεκτρικών παλµών. Αυτές οι βαλβίδες δέχονται παλµούς από έναν προγραµµατιζόµενο µηχανισµό ελέγχου. Ο προγραµµατιστής φροντίζει να διατηρείται η σειρά λειτουργίας των βαλβίδων και ο σωστός ρυθµός. Όντας αυτές οι πληροφορίες αποθηκευµένες, µπορούν οι βαλβίδες να λειτουργούν χωρίς άµεση εµπλοκή κάποιου ανθρώπου. Θα δούµε πώς µπορείτε και εσείς να αυτοµατοποιήσετε τέτοια συστήµατα µε την fischertechnik στο Κεφ. 5. 3.4 Γραµµική τροφοδοσία Στο προηγούµενο µοντέλο ο περιστρεφόµενος δίσκος γύριζε κατά ένα "βήµα" µε τη χρήση της βαλβίδας. Υπάρχει επίσης η πιθανότητα να γίνεται η τροφοδοσία της µηχανής µε µια επιµήκη αντί για κυκλική κίνηση. Για πληροφορίες όσον αφορά στην κατασκευή του µοντέλου "γραµµικής τροφοδοσίας", δείτε το εγχειρίδιο σελ. 26. Μπορείτε εκεί να δείτε ότι αυτή η διάταξη απαιτεί πολύ περισσότερη προσπάθεια από την κυκλική...πρέπει να χρησιµοποιήσουµε τρεις αεροκυλίνδρους. Μπορείτε να σκεφτείτε χρήσεις ενός τέτοιου µηχανισµού; Για παράδειγµα, σε ένα εργοστάσιο ξυλείας για τη µεταφορά των κορµών, ώστε να κόβονται στο κατάλληλο µήκος. Φυσικά, σε αληθινά συστήµατα και αυτή η λειτουργία θα ήταν αυτοµατοποιηµένη, αλλά η χειροκίνητη λειτουργία είναι αρκετή για την κατανόηση των αρχών που διέπουν αυτές τις διατάξεις. 4.Τα υπόλοιπα µοντέλα για παιχνίδι Εκτός από τα χρηστικά µοντέλα µε τα οποία ασχοληθήκαµε στο 3ο κεφ., το κουτί περιέχει 4 ακόµα µοντέλα µε διασκεδαστικές λειτουργίες ( Pipelayer, Snowplow, Shovel", Excavator ). Στην πραγµατικότητα οι λειτουργίες, όπως εµφανίζονται σε αυτά τα µοντέλα, εκτελούνται µε τη χρήση υδραυλικών συστηµάτων. Στα υδραυλικά συστήµατα χρησιµοποιείται λάδι αντί αέρα για την κίνηση των κυλίνδρων. Σε αντίθεση µε τον αέρα, το λάδι δεν συµπιέζεται. Σαν αποτέλεσµα, είναι δυνατή η µεταφορά σηµαντικά µεγαλύτερων δυνάµεων µε τα υδραυλικά συστήµατα. Η δύναµη του αέρα πάντως είναι υπεραρκετή, για να παίξουµε µε τα µοντέλα µας. Επιπλέον θα µπορούσαµε να προκαλέσουµε αρκετή αναστάτωση παίζοντας µε το λάδι... Εάν χρησιµοποιούσαµε νερό αντί για λάδι, τότε οι κύλινδροι θα γέµιζαν άλατα. Η χρήση αποσταγµένου νερού επίσης ενέχει κίνδυνο για την περίπτωση της κατάποσης. Έτσι θα µείνουµε στον αέρα και θα απολαµβάνουµε το θόρυβο του κυλίνδρου και το σφύριγµα των βαλβίδων κατά τη λειτουργία. Φυσικά, αυτά τα µοντέλα συνεργάζονται υπέροχα µε άλλες κατασκευές. Μπορείτε να φορτώσετε το φορτηγό µε τη χρήση του εκσκαφέα ή να µεταφέρετε σωλήνες µε το φορτηγό, να τις ξεφορτώσετε µε το γερανό και να τις συνδέσετε µε το µοντέλο από αυτό το κουτί (Pipelayer). Καλή διασκέδαση!!
Σηµείωση Ειδικά µε τον εκσκαφέα, είναι απαραίτητο να περιµένετε 15 δευτερόλεπτα αφού ανοίξετε το συµπιεστή µέχρι να γεµίσει ο αεροθάλαµος, ώστε η πλήρης δύναµη ανύψωσης του βραχίονα του εκσκαφέα να είναι διαθέσιµη. Αλλιώς είναι πιθανό να µην µπορεί να κινηθεί. Αφού τον έχετε επανειληµµένως χρησιµοποιήσει, αφήστε το συµπιεστή να "ξεκουραστεί" λίγο, έτσι ώστε ο αεροθάλαµος να γεµίσει πάλι. Σε κάθε περίπτωση, αν είναι να χρησιµοποιήσετε αυτά τα µοντέλα επί µακρόν, αξίζει να πάρετε το Accu Set (Art. No. 34969) σαν πηγή ενέργειας αντί για µια µπαταρία. Έχει πολύ περισσότερη ενέργεια και επαναφορτίζεται. Η δε εγκατάστασή του είναι πολύ απλή. 5. Ακόµα πιο πολλές δυνατότητες Το συναρπαστικό αυτό θέµα δεν εξαντλείται µε αυτή τη συλλογή κατασκευών. Εάν θέλετε να αυτοµατοποιήσετε τις κατασκευές σας, τότε το Pneumatic Robots (Art. No. 34938) είναι ό,τι πρέπει. Εκεί τα µοντέλα δεν ελέγχονται από βαλβίδες χειρός αλλά από ηλεκτροµαγνητικές βαλβίδες ελεγχόµενες από πρόγραµµα. Αυτά τα µοντέλα τότε προγραµµατίζονται και ελέγχονται µέσω υπολογιστή µε το παρεχόµενο λογισµικό. Αυτή είναι πραγµατικά τεχνολογία αιχµής. Φυσικά µπορείτε να χρησιµοποιήσετε τα υλικά από το παρόν κουτί και να αναβαθµίσετε ή να επεκτείνετε τα µοντέλα. Παραδείγµατος χάριν, µπορείτε να φτιάξετε έναν διπλό συµπιεστή µε δυο µοτέρ και δύο αεροθαλάµους, οι οποίοι παράγουν το διπλό ποσό αέρα. Αυτό δίνει άπειρες δυνατότητες. Στην περίπτωση που θέλετε ακόµα περισσότερες πληροφορίες επί του θέµατος, συστήνουµε το βιβλίο The amazing world of pneumatics των εκδόσεων Vogel publishing (ISBN 3-8259-1912-9). Παρέχει εκτεταµένες αναλύσεις πάνω στη χρήση πεπιεσµένου αέρα και την ιστορία της αλλά και αρκετές εφαρµογές και εξελίξεις. Ίσως ξανασυναντήσετε το θέµα κατά τη διάρκεια των σπουδών ή της δουλειάς σας. Τότε θα διαπιστώσετε ότι η πραγµατική εφαρµογή δεν απέχει πολύ από το κουτί της fischertechnik, άρα το θέµα θα σας είναι ήδη οικείο.