Fyzikální kabinet FyzKAB

─îl├ínky Fyzik├íln├ş pom┼»cky Oprava kontakt┼» ┼ż├íkovsk├ę sady

Oprava kontaktů žákovské sady NTL Elektřina

V minulém článku jsme se věnovali opravě demonstrační sady NTL „Elektřina/Elektronika“, dnes se budeme věnovat její žákovské podobě. I v tomto případě si ukážeme, jak u této sady odstranit poruchu, ke které po určité době aktivního používání nezadržitelně dojte. Stejně jako u učitelské demonstrační sady i zde musíme říci, že se v podstatě jedná o velice pěknou sadu, díky které lze fyziku názorně vyučovat. Bohužel nás v tomto případě zradí celkové technické provedení, které je u všech moderních školních pomůcek tak trochu řešeno dle hesla „FUNGUJE TO? PRODÁME TO!“

Ale upřímně řečeno vzhledem k tomu, že nákup jiné pomůcky je ve většině případů značnou utopií, navíc by se tentýž problém stejně po čase opět objevil. Tak místo pouhého nákladného oddálení nepříjemné situace zkusíme problém vyřešit opravou.

Problémová destička s kontakty

Problém, kterému se dnes budeme věnovat, se skrývá v kontaktní destičce, na které žáci skládají zadaná zapojení (viz obrázek 1). Na rozdíl od učitelské sady, jsou na kostičkách neodpružené kontakty, takže elektrický kontakt je dán pouze pružností kontaktů (plíšků) v této podkladní destičce.

Skoro se zdá (ale to je jen můj soukromý odhad), že možná v dřívějších verzích této stavebnice mohly být kontakty na kostičkách elektrických prvků pružné, což by situaci výrazně zlepšilo. K této domněnce mě vede velikost otvorů v podkladní (kontaktní) destičce, která je mnohem větší než jsou současné nepružné kontakty. Asi proces snížení výrobních nákladů odsunul tlustší pružné kontakty do propadliště dějin, ale bohužel již nikdo nezmenšil velikost aretačních otvorů na destičce. V důsledku toho se kostičky na destičce v aretačních otvorech dost viklají. Tím pádem na jedné straně zhoršují kontakt a na druhé straně naopak kontakty podkladní destičky mechanicky namáhají.

Kontaktní destička žákovské sady NTL Elektřina


Obrázek č. 1 – Kontaktní destička žákovské sady NTL Elektřina


Každý, kdo tuto sadu delší dobu používá, jistě ví, jaké peklo po určité době nastává. Nedostatečný kontakt způsobí, že zapojení občas nefunguje. V obvodu je třeba neustále kostičkami viklat a mačkat na ně, aby procházel proud. Někdy ale ani to nepomůže, takže je třeba celé zapojení přesunout do jiné části destičky. Při samostatné skupinové práci se výukový proces rázem stává nekonečným orientačním během mezi lavicemi, při kterém vyučující zmateně a zoufale pobíhá mezi jednotlivými skupinami. To vše za povzbuzování radostnými (někdy i zoufalými) žákovskými výkřiky: „Panečeli, nám to taky nejde!“

No, moderní výuka jako stehno!

Hledáme řešení

Po otevření podkladní destičky vidíme, že je tvořena systémem dvojic rádoby pružných plíšků, které se starají o propojení jednotlivých kostiček (viz obrázek 2). Nedostatečnou pružnost plíšků nahrazují platové kolíčky, které se snaží udržet kontaktní plíšky u sebe a tím zabezpečit potřebný kontakt.

Vnitřní provedení kontaktů v podkladní destičce žákovské sady NTL Elektřina


Obrázek č. 2 – Vnitřní provedení kontaktů v podkladní destičce žákovské sady NTL Elektřina


A právě v platových výstupcích, které mají držet kovové kontakty u sebe, se skrývá ten problém! Hmota, ze které je celý spodek kontaktní desky vyroben, je měkká a zároveň přitom křehká. Navíc způsob opakovaného namáhání při zapojování kostiček stavebnice by v tomto případě jen máloco vydrželo. Stane se tedy, že tyto plastové válcové výstupky postupně upadávají. Na obrázku 3 jsou místa s těmito ulomenými výstupky vyznačena. V takovou chvíli nejsou kontakty k sobě dobře dotlačovány, navíc jejich celková pružnost není zrovna nejlepší, takže společně s možností pohybu kostičky ve větším aretačním otvoru je na problém zaděláno.

Místa s ulomenými držáky kontaktů v podkladní destičce žákovské sady NTL Elektřina


Obrázek č. 3 – Místa s ulomenými držáky kontaktů v podkladní destičce žákovské sady NTL Elektřina


Mimochodem to, že Vaše destička začíná mít tyto problémy, poznáme vcelku „sofistikovaně“ i bez jejího otevření. Stačí s ní prostě zatřást. Ulámané platové válečky v ní poletují ve čtverečcích vymezených kontakty a to vydává charakteristické plastové chrastění.

Takže pokud Vám haraší v destičce, jdeme to vyřešit!

Základem je třeba udržet kovové kontakty (viz obrázek 4) co nejvíce u sebe. Na krajích to dělá samotné uchycení těchto plíšků, uprostřed po ulomení platového výstupku již nic. Po několika způsobech přímé náhrady plastového válečku, jako byl pokus o vlepení či zašroubování různých „protéz“, jsme přemýšleli i o několika různých rozpěrných segmentech tištěných na 3D tiskárně. Vše však zejména s ohledem na velké množství poškozených destiček bylo cestou naprostého zoufalství.

Kontaktní plíšky z podkladní destičky žákovské sady NTL Elektřina


Obrázek č. 4 – Kontaktní plíšky z podkladní destičky žákovské sady NTL Elektřina


Prvním krokem je srovnání nedostatečné pružných kontaktů pomocí plochých kleští. Druhým krokem pevné spojení kontaktních plíšků k sobě, tak aby držely u sebe a nepotřebovaly opěrné plastové výstupky. To vše pochopitelně nějak rychle, efektně a také levně. Je třeba si uvědomit dvě věci: Zaprvé každá destička obsahuje takových kontaktů šedesát! A zadruhé tato oprava destiček bude jednou z Vašich učitelských akcí značky „U.S.“ („Učitelé Sobě“). Takže lze předpokládat, že se celá oprava bude odehrávat z rámci neplacených (dobrovolných) přesčasů někdy odpoledne po škole a ve Vaší režii. Ale co by český učitel pro vzdělání svých žáčků neudělal, že? 😉

Při přemýšlení o možném spojení kontaktních plíšků padl i nápad oba plíšky bodově svařit pomocí školní transformátorové sady. Pokud ji ve škole máte, jistě žákům ukazujete, jak lze k sobě svařit dvě žiletky. Zde rovnou říkáme, v případě těchto kontaktních plíšků to nedělejte! Když se Vám konečně podaří tyto plíšky spojit (pokud se Vám to vůbec povede), jsou již tak vyhřáté, že zcela ztratí svou již tak mizernou pružnost. Takže raději pojďme použít nějakou „studenou“ metodu.

Příprava kontaktních plíšků pro spojení trhacím nýtem průměru 2,4 mm


Obrázek č. 5 – Příprava kontaktních plíšků pro spojení trhacím nýtem průměru 2,4 mm


Výsledné řešení

Konečně se dostáváme ke zvolenému řešení. Přes všechny původně zamýšlené a výše popsané metody je řešení naprosto prosté! V místě, kde jsou kontakty u sebe v originálním řešení držené plastovými válečky, prostě vyvrtáme díry a spojíme trhacím nýtem. Nám se osvědčily hliníkové nýty průměru 2,4 mm, pro které jsme převrtali otvor 2,5 mm. Dostatečně velká hlava a i rozklepaný druhý konec nýtu (a pokud si chceme s tím dát tu práci) udrží kontaktní plíšky u sebe mnohem lépe než původní plastové nadělení. Finální řešení dvojice kontaktních plíšků zachycuje obrázek 6.

Spojení kontaktních plíšků trhacím nýtem průměru 2,4 mm včetně zaklepání obou konců


Obrázek č. 6 – Spojení kontaktních plíšků trhacím nýtem průměru 2,4 mm včetně zaklepání obou konců


Jak už jsme naznačili, celkově je na jedné destičce těchto kontaktních dvojic šedesát. Je jen na našem odhodlání, zda se rozhodneme opravit aktuálně ulomené válečky, nebo rovnou předělat celou destičku. Pokud se rozhodnete opravit jen ty právě ulomené, doporučujeme s každým dosud držícím plastovým válečkem lehce zaviklat. Uvidíte, kolik jich je již „nazrálých“ a pod prstem se Vám rázem ulomí. Odhalení těchto slabých kusů Vám určitě do budoucna ušetří práci.

Pro svrtání poměrně velkého počtu kontaktů doporučujeme si vytvořit nějaký alespoň jednoduchý přípravek. Pro rychlou fixaci a udržení plíšků u sebe se nám nakonec osvědčila dvojice kancelářských klipsů (viz obr. 7). Je však třeba vybrat si vhodnou velikost, která překlene vyboulenou část kontaktu a stiskne kontakty až na střední rovné části. Jako podklad při vrtání pak stačí dřevěný hranolek šířky asi 1,5 cm, na který se kontakty položí a kancelářské svorky svou šířkou dokonce zabrání případnému otočení.

Pro fixaci kontaktních plíšků při vrtání posloužila dvojice kancelářských klipů


Obrázek č. 7 – Pro fixaci kontaktních plíšků při vrtání posloužila dvojice kancelářských klipsů


Po úpravě a zpětné montáži všech kontaktů, doporučujeme je ještě mírně lehce zmáčknout v nejširším místě plochými kleštěmi, aby se po zasunutí kostičky zlepšil kontakt. Na obrázku 8 vidíte opravený kontakt vrácený zpět do kontaktní destičky. Nýt je vyznačen zakroužkováním, šipkou je znázorněno místo, kde se kontaktní plíšky mírně rozvírají, proto je třeba ještě kontakty zmáčknout plochými kleštěmi.

Opravené kontaktní plíšky v podkladní destičce žákovské sady NTL Elektřina


Obrázek č. 8 – Opravené kontaktní plíšky v podkladní destičce žákovské sady NTL Elektřina


Závěr

Výše popsaná oprava výrazným způsobem zvýší použitelnost experimentálních žákovských sad NTL Elektřina. Bohužel tato úprava není stoprocentní, neboť stále přetrvává problém nedostatečné pružnosti kovových kontaktů a zbytečně velkých aretačních otvorů v platovém krytu. Bohužel výroba lepších kontaktních plíšků je daleko za možnostmi klasické školní opravy. Stejně tak i případná možnost zmenšení aretačních otvorů kostiček v platovém krytu je asi mimo náš záběr. I přes tyto nedostatky, které na destičce budou přetrvávat, se nám ale podařilo opravit jinak již odepsanou destičku. Naše řešení s pevným a spolehlivým spojením vnitřních kontaktů spojovací destičky se zatím zdá být spolehlivé. Dokonce zatím problémy nedostatečné pružnosti kontaktů a přílišné volnosti součástkových kostiček částečně toto řešení eliminuje, tedy výrazně zvyšuje funkčnost celé experimentální žákovské sady NTL Elektřina.

Opět funkční podkladní destička žákovské sady NTL Elektřina


Obrázek č. 9 – Opět funkční podkladní destička žákovské sady NTL Elektřina


O kvalitě současných školních pomůcek by bylo možné psát dlouho. Je škoda, že poměrně hezké pomůcky, jejichž primární zaměření a celkový tvůrčí nápad autora je nakonec v praxi degradován špatnou kvalitou technického zpracování. Je pravda, že současný svět je postavený právě na neustálé výrobě spotřebního zboží, které se už ze svého principu musí rozbíjet (aby bylo co vyrábět), ale bohužel školní pomůcky by do kategorie typu „použij a zahoď“ patřit neměly. Tedy alespoň do doby, než s tímto přístupem bude počítat i financování nákupů školních pomůcek.

Než se dočkáme doby, kdy opět školní pomůcky něco vydrží, musíme si vystačit s naší fyzikářskou šikovností a nadšením, díky kterému místo sledování bezduchého nekonečného seriálu po večerech nýtujeme šest set kontaktů. 👍

Pochopitelně s představou, že žákovskými experimenty přispějeme k naplnění vizí Průmyslu 4.0.
A to vše i přes neustálou redukci učiva technických předmětů!

UPOZORN─ÜN├Ź:
Nesouhlasíme s vyřazením Newtonových zákonů, Ohmova zákona a zákona zachování energie z učiva fyziky základních škol v České republice!