Projekty dwóch grup studentów Politechniki Wrocławskiej zostały zakwalifikowane do finałowej dwudziestki bardzo wymagającego konkursu Texas Instruments Innovation Challenge Europe Analog Design Contest 2014. Zostały wybrane spośród około 200 przedsięwzięć młodych ludzi z całego kontynentu
Texas Instruments to czołowy producent półprzewodników. Amerykańska spółka na całym świecie sprzedaje swoje cyfrowe procesory sygnałowe czy przetworniki cyfrowo-analogowe i analogowo-cyfrowe. Każdego roku organizuje także studencki konkurs, nagradzając najbardziej kreatywne projekty zgłoszone przez jego uczestników. Osobne jego edycje odbywają się w Europie, dla Indii i Korei, Ameryki Północnej, Tajwanu oraz Wietnamu.
Podstawowym warunkiem wzięcia udziału w konkursie jest to, że studenci muszą, budując swoje autorskie systemy, wykorzystać układy analogowe Texas Instruments. Mogą użyć np. wzmacniaczy, układów licznikowych, komparatorów, konwerterów danych, układów interfejsowych, zasilania i radiowych, a także przełączników i czujników temperatury. Najważniejsze jest to, by stworzone przez nich rozwiązanie było jak najbardziej oryginalne i użyteczne. Jury ocenia to, analizując dziesięciostronicowe raporty nadsyłane przez studentów, w których opisują oni budowę swoich systemów i ich zastosowania.
Wśród projektów zgłaszanych do europejskiej edycji konkursu dominują zwykle te związane z medycyną i poprawą jakości życia. W poprzednich edycjach wśród finalistów znalazły się np. bezprzewodowy system akwizycji danych zintegrowany z łóżkiem, czy T-eye glasses - okulary z bezprzewodowym dostępem do internetu, możliwością gromadzenia danych i wieloma innymi udogodnieniami. Tu lista dotychczasowych zwycięzców.
Za każdym razem jury wskazuje najpierw najlepszą dwudziestkę zgłoszoną do konkursu i spośród niej, miesiąc później, finałową czwórkę. Tę ostatnią poznamy najpóźniej 31 października. Na razie studenckie grupy dowiedziały się, które projekty są w Top 20.
Każdy z zespołów dwudziestki dostaje w nagrodę tysiąc dolarów. Finaliści natomiast mogą liczyć na 10 tys. dolarów za pierwsze miejsce, 5 tys. za drugie i po 2,5 tys. za trzecie i czwarte.
Bezpieczeństwo przede wszystkim
Politechnika Wrocławska ma wśród Top 20 dwóch reprezentantów. Oba projekty są związane z laserami. Dziś opisujemy pierwszy z nich.
Stworzyli go studenci ostatniego roku studiów magisterskich Advanced Applied Electronics na Wydziale Elektroniki – Arkadiusz Hudzikowski i Aleksander Głuszek. Dla obu to drugi start w tym konkursie. Aleksander Głuszek przed trzema laty był już także ze swoim zespołem w najlepszej dwudziestce konkursu. Wówczas stworzyli urządzenie do testowania układów chłodzeń.
Tym razem studenci przez dwa lata opracowywali system kontrolujący i zabezpieczający projektor laserowy o dużej mocy. Dzięki grantowi z programu Generacja Przyszłości kupili wszystkie niezbędne części – sam sprzęt kosztował około 200 tys. zł.
- Lasery funkcjonujące teraz na rynku mają jedynie proste zabezpieczenia. My stworzyliśmy cały zaawansowany system, który bierze pod uwagę każdą możliwą nieprawidłowość pracy projektora – opowiada Arkadiusz Hudzikowski.
- By zrozumieć, jak ważne są zabezpieczenia, wystarczy uświadomić sobie, że lasery o dużej mocy mogą z odległości nawet 15 metrów wypalić dziurę w kartonowym pudełku. Nietrudno więc sobie wyobrazić, jak bardzo mogą uszkodzić nasz wzrok – tłumaczy Aleksander Głuszek.
Przygotowany na każdą ewentualność
Bardzo upraszczając sprawę można powiedzieć, że projektory laserowe działają jak wskaźniki, którymi posługujemy się np. w czasie wykładów. Tyle, że musielibyśmy takim wskaźnikiem bardzo szybko przesuwać się do kolejnych punktów tworzących obraz, czyli animację. Projektor laserowy kilkaset razy w ciągu sekundy przejeżdża po wszystkich tych punktach, a moc jego wiązki nie skupia się na poszczególnych, ale jest rozkładana na całą linię. Kluczowa jest tu tzw. prędkość skanowania, czyli kąt, pod jakim jest wyświetlana wiązka i to, jak szybko się on zmienia.
Co może nas zawieść? Np. układ mechaniczny. Projektor laserowy ma dwa lusterka – jedno odchyla wiązkę w poziomie, drugie w pionie. Wystarczy, że jedno nie będzie działać jak powinno, a już nie jesteśmy w stanie precyzyjnie sterować laserem w czasie choćby publicznego pokazu. W takiej sytuacji system stworzony przez studentów Politechniki Wrocławskiej odcina laser od publiczności tzw. shutterem. To aluminiowa migawka pokryta czarną powłoką, która jest w stanie znieść nawet kilkusetstopniową temperaturę.
Zaszwankować może także układ elektroniczny lasera i wówczas system wykrywa to i od razu wyłącza projektor.
- Oczywiście jest ryzyko, że układ sterujący pracą lasera nie będzie działał prawidłowo i wówczas będzie on świecił np. przez cały czas swoją pełną mocą. Nasz system jest w stanie wychwycić taką sytuację i odcina wiązkę laserową od widzów – mówi Aleksander Głuszek.
Organizator każdego pokazu laserowego musi dostosowywać swój sprzęt do ustanowionej przez Unię Europejską normy chroniącej bawiących się na pokazie przed szkodliwymi skutkami wystawienia na działanie lasera. To MDE, czyli Maksymalna Dopuszczalna Ekspozycja. Dlatego wcześniej konieczne jest ustawienie dla projektora wszystkich parametrów związanych z pokazem, m.in. odległości między projektorem a miejscem, gdzie będzie wyświetlana animacja, parametrów wiązek laserowych, czasu skanowania, czasu włączenia lasera, itp. Znając te wszystkie dane, system studentów PWr dostosowuje się do warunków i w odpowiednich sytuacjach reaguje.
- Załóżmy sytuację, w której publiczność znajduje się bardzo blisko przed projektorem. Wypuszczenie nad nią wiązki lasera naruszałoby normę MDE – opowiada Aleksander Głuszek. - Nasz system jest w stanie wyznaczyć strefę, gdzie moc lasera jest zredukowana, a tuż nad nią, czyli ponad głowami uczestników pokazu, laser będzie już działał z pełną mocą. Przy wypuszczonym dymie daje to niesamowity efekt tunelu świetlnego.
System przygotowany przez Arkadiusza i Aleksandra ma potrójne zabezpieczenia – analogowe i cyfrowe. - Poza tym do obliczeń parametrów zastosowaliśmy procesor wyspecjalizowany do wyliczeń związanych z kwestiami bezpieczeństwa. Stosuje się go np. w układach poduszek powietrznych czy w lotnictwie – zaznacza Arkadiusz Hudzikowski.
***
Twórcy czterech najlepszych projektów w europejskiej edycji konkursu zostaną zaproszeni na finał w czasie targów elektroniki w Monachium 14 listopada. Zaprezentują się tam przed jury.
Wrocławscy studenci nie znają szczegółów dotyczących projektów swoich kolegów z innych krajów. - Nie możemy więc ocenić swoich szans na dostanie się do finału, ale jesteśmy dobrej myśli – mówią.
Lucyna Róg
|