2022 elektroonika

Akudest tagatuledeni: elektroonikatiimis käib töö ja vile koos

Seekordses inseneeria blogipostituses räägime elektroonikatiimi tegemistest. Juttu tuleb nii akupaki ehitusest, mootorite valimisest kui ka päiksepaneelide valmimisest.

Elektroonikatiim koosneb viiest alamvaldkonnast: aku, päikesepaneelid, powertrain, juhtmestus, interior. Tiimi juhivad äsja gümnaasiumi lõpetanud säravsilmne Armin Mere ja juba tehnoloogiafirmas Glia töötav tarmukas Novella Uiga.

Armin soovib ka oma tuleviku inseneeriaga siduda ja suundub sügisel Tartu Ülikooli arvutitehnikat õppima.

Foto: Joosep Kään

Unustage need Tesla akud

Akudest oli meil juttu ka eelmises blogipostituses ning selgub, et akudega ei tegele mitte üksnes mehaanikud vaid ka elektroonikud. Elektroonikatiimist vastutavad akupaki valmimise eest Joosep Ress, Taavi Tiisler ja Kevin Puust. Koos Peter Kippiga mehaanikatiimist on akupaki valmimiseks juba palju tööd ära tehtud. Nagu ka varasemalt mainitud, planeeriti uuele päikeseautole akupakk ise nullist valmis teha. Eelmise auto puhul kasutati kasutatud Tesla akumooduleid, ent uue auto jaoks valmistatakse need täitsa ise!

Iga akumoodul koosneb 130st väikesest (21x71mm) akuelemendist, mis keevitatakse metalllehtede vahele, mis akuelemendid omavahel rööbiti kokku ühendavad. Akupaki arendamisega tegeleva Joosep Ressi sõnul koosneb akupakk 18 väiksemast moodulist, mis ühendatakse jadasse ning seda moodulite kogumit saabki nimetada akupakiks. Disainides ja ehitades akupakk ise on võimalik suurendada akupaki energiatihedust, mis tähendab, et sellel on suurem mahutavus ja väiksem kaal, millega saab ühtlasi kogu auto kaalu madalamana hoida ning ehitada akudele ühtlasi ka efektiivne jahutussüsteem, mis hoiab ära ülekuumenemise. Eeliseks on kahtlemata ka see, et sel korral on akud täiesti uued, mis tähendab, et nende mahutavus ei ole vähenenud.

Novella on Solaride meeskonnaliige juba esimesest hooajast alates.

Foto: Simm Paap

Akupaki ehitamisel alustas tiim mudeldamisest, mis tähendab, et kogu elektroonika ja selle ümber olevad detailid visandatakse 3D mudeliks. Hetkel ongi tiim just mudeldamise faasis. Elektroonika tiimijuhi Armini sõnul on akutiim on teinud väga head tööd teinud, sest ülesannetega on väga kaugele jõutud. “Nüüd on vaja akupakk valmis ehitada,” sõnas Armin.

Selline näeb välja akupakk 3D mudelis.

Usaldusväärsed Maxeoni ränielemendid

Üks ääretult oluline osa päikeseautost on muidugi päikesepaneelid. Eelmise auto paneelide ehitusest kirjutasime siin ja siin. Parasjagu on päikesepaneelide tiimi kuuluval Anna-Mai Allikmäel ja eelmisel aastal projekti juhtinud, ent tänavu mentori rollis kaasa tegeval Kaia Liisa Hakkil käimas eeltöö. Hetkel viiakse läbi arvutusi päikesepaneelide efektiivsuse kohta - kui palju ja kuhu neid täpsemalt paigutada oleks mõistlik. Lisaks Anna-Maile ja Kaia Liisale plaanitakse algaval sügissemestril kaasata päikesepaneelide ehitusse ka Tallinna Tehnikaülikooli inseneeriatudengeid.

Ka uut autot asuvad kaunistama Maxeoni ränielemendid, mida asutakse tootma Viljandis Solarstone tehases. Maxeoni elemendid on ühed kõige efektiivsemad tavakasutuses olevad ränielemendid, nende efektiivsus on 24,3%.

Päikesepaneelide juures kasutatakse ka MPPT-d ehk Maximum Power Point Trackerit, mis muudab päikesepaneelides oleva pinge võimalikult efektiivselt akupingeks. See tähendab seda, et paneelides toodetud energia liigub selle abil automaatselt sinna, kus seda parasjagu vaja on. Kui auto sõidab, siis mootorid kasutavad seda energiat auto liigutamiseks, ent kui see seisab, siis saab sellega laadida akusid.

Elektroonikute tööpäevak täies hoos

Foto: Armin Mere

Üks mootor varuks

Selge see, et auto ei saa liikuda ilma mootorita. Niisiis, kuidas ja kes hoolitseb selle eest, et ka mootor meie päikeseautosse jõuaks? Selgub, et see on powertrain tiimi ülesanne, mida veavad Anton Lakovkin ja Mattias Timm Rast, kes on juba üheskoos tiimiga arutades ja plusse ning miinuseid vedades jõudnud selgusele, et mootorid tulevad meie uuele autole ettevõttelt GEM Motors. Sel korral on mootorid mõnevõrrra odavamad, ent ka oluliselt kergemad. Valitud mootorite efektiivsus on lähedal tippkiirusele kuni 94%, mis on väga hea tulemus. Tänu sellele, et mootorid on veidi soodsamad, õnnestus kahe asemel soetada kolm mootorit, mis tähendab, et kui midagi juhtub, siis meil on vähemalt üks mootor alati varuks.

Lisaks mootoritele, tegeletakse powertrain tiimis ka autole sensorite valimisega. Masina peal saab olema palju erinevaid sensoreid, mille kaudu saadud info salvestatakse hilisemaks analüüsimiseks. Näiteks on autol gps-, põrutus, pedaali- ja pidurisensorid aga ka vedrustuse liikumissensorid, millega saame mõõta kui palju meie vedrustus sõidu ajal liigub jm. Eelmise auto peal oli taolisi sensoreid oluliselt vähem ning nendest saadud informatsiooni ettevalmistusperioodi vähesuse tõttu ei salvestatud.  

Lisaks pannakse hetkel paika ka testpinki, mis võimaldab kogu auto madalpinge elektroonika laua peal “kokku panna” ja katsetada selle funktsionaalsust enne selle autosse paigaldamist. Madalpinge elektroonika hulka kuuluvad näiteks auto peaarvuti, sensorid ning kõik muu, mis ei tööta akupaki peal. Autos on oma kommunikatsioonisüsteem, mille kaudu on ühendatud auto peaarvuti ja kontrollerid. Süsteemi kaudu saavad erinevad elektroonikaseadmed omavahel suhelda igale seadmele omistatud unikaalse ID abil.

Tänavu tehti ka uus disain arvuti peaarvutile, et tagada selle töökindlus ja efektiivsus. “Kasutusel on uuemad komponendid, töökindlamad pistikud ja ehitatud on ka vee- ja õhukindel ümbris, mida on mugav kinnitada,” kirjeldas Armin.

Juhtmed ja pistikud

Selleks, et erinevaid seadmeid omavahel ühendada, on vaja juhtmeid ja juhtmestustiimi, kuhu kuulub tiimiga värskelt liitunud Rebecca Pärtel. Praeguseks on välja valitud pistikud, mida juhtmestusel kasutatakse ning ees ootab suur töö kaardistada ära kõik juhtmed ja pistikud, mida autos on vaja kasutada. Seejärel viia need 3D mudelisse, et saada teada, kui pikad need peavad olema, misjärel RapidHarness tarkvaras luua juhtmestussein, mille abil saab mõõta juhtmete pikkuseid ja kogu juhtmestus paika panna.

Elektroonika alamtiimina tegutseb ka interjööri tiim, kuhu kuuluvad Herbert Konnula ja Anitra Lukjanov. Interjööri tiim tegeleb nii tagatulede kui ka elektroonika trükkplaatide disainiga kui ka vaatavad, et kõik nupud oleksid kättesaadavad ja mugavad kasutada. Lisaks hoolitsetakse selle eest et ekraanid, tahavaate kaamerad, armatuurlaud oleksid mugavad kasutada. Seejuures tuleb arvesse võtta nii mehaanilisi limitatsioone kui ka valida välja mikrokontrollerid, mis suudaksid neid ekraane jooksutada.

Selline näeb välja tagatulede trükkplaadi 3D mudel.

Armini sõnul on kogu tiim väga palju arenenud, sest trükkplaatide valmistamisega ei olnud keegi peale tema enda varem kokku puutunud. “Vaatasime Youtube’st trükkplaatide software kasutamise õpetusi ning meenutasin eelmisel aastal saadud teadmisi ja nii need on valminud,” kirjeldas Armin.

Selleks korraks kõik, järgmises inseneeriateemalises blogis pajatame juba tarkvara tiimi tegemistest!

Loo kirjutas Solaride’i turundustiimi liige Laura Korjus.





Loe veel

SolarCar Estonia MTÜ

contact@solaride.ee
+372 55573434
Narva mnt 18,
Tartu 51009 Eesti
LHV pank
EE897700771004776685
${item.title}

#teamsolaride

#muleiolesuva

Solaride kasutab küpsiseid parema kasutajakogemuse ja isikupärastatud teenuse pakkumiseks.