A Swissloop Hiperhurok Prototípusa: A Jövő Mérnökei

A Swissloop PCB tervezési és tesztelési folyamata

Az első diákcsapat által kifejlesztett teljes méretű hiperhurok prototípus

Az ETH Zurich Swissloop nevű hallgatói csapatának célja a hiperhurok technológia továbbfejlesztése és annak ötödik közlekedési módként történő bevezetésének felgyorsítása. Évről évre új kísérleti rendszert fejlesztünk és tesztelünk a European Hyperloop Week nemzetközi hallgatói versenyre. Idén a hangsúly egy teljesen működőképes járműprototípus létrehozásán van, amely vákuumzáró karosszériájával emberi utas szállítására is képes. Ezenkívül egy forradalmi vészfékrendszert is kifejlesztünk, amely elektromágnesek segítségével oldja a féket, így nem szükséges pneumatikus vagy hidraulikus rendszer.

A rendeltetésszerű működés érdekében két teljesen új elektromos rendszert kell megvalósítani:

• A fékek áramellátó lapja (Brakes Power Board) a fékek elektromágneses tekercseinek áramellátását biztosítja, valamint a lézer szenzor értékeinek leolvasásával figyeli a fékek állapotát. Többek között rendelkezik két 50 V-os, 20 A aszimmetrikus hídváltóval, egyenáramú kapcsoló kondenzátorokkal, előtöltő és kisütő áramkörökkel, valamint egy akkumulátor-felügyeleti rendszerrel.
• A nyomásszabályozó rendszer felügyeli a fülkében lévő nyomást, és szükség esetén a biztonságos környezet biztosítása érdekében a fedélzeti légtartályokból leengedi a nyomást. A nagynyomású rendszeren belüli különböző nyomásérzékelőket monitorozza, és a megfelelő intézkedések meghatározása érdekében méri a fülkében uralkodó abszolút nyomást. A rendszer célja, hogy a nyomást 800 mbar-on tartsa, a repülőgépeken tapasztalt standard nyomást tükrözve.

A fenti fejlett rendszereken kívül, az összes nyomtatott áramköri lapot újraterveztük, hogy a lehető legjobban felkészítsük a rendszert az idei prototípus előtt álló kihívásokra. A legjelentősebb változások a következők:

• A vezérlőpanelt, amely az összes alrendszer vezérlő nyomtatott áramköri lapján megtalálható, teljesen átdolgoztuk. Mostantól olyan funkciókkal büszkélkedhet, mint az Ethernet-kommunikáció és egy USB-C port a korszerű programozáshoz és hibakereséshez. Ezenkívül tartalmaz egy PSRAM chipet, amely közvetlen kapcsolatot biztosít az FPGA-val, lehetővé téve a nagy teljesítményű adatnaplózást.
• A teljesítményelektronikát szintén teljesen átalakítottuk, hogy megfeleljen mind a meghajtási, mind a lebegtetési rendszer követelményeinek. Ennek eredményeképp egyetlen típusú teljesítmény-átalakító elegendő az összes alrendszer számára.
• Az akkumulátor-kezelő rendszert is megújítottuk, a töltési folyamatok optimalizálására összpontosítva.

Jelenleg a tesztelési fázisban vagyunk, mely során az áramellátó nyomtatott áramköri lapokat teszteljük, biztosítva a rendszerek közötti zökkenőmentes kommunikációt, valamint az akkumulátor-kezelő rendszer biztonságát. Ezzel párhuzamosan a vezérlőkártyákat is beültettük, és azok szoftvertesztelése zajlik. A gondosan megtervezett nyomtatott áramköri lapoknak köszönhetően eddig többnyire minden a terveknek megfelelően alakult. Sajnos azonban nem lehet minden elsőre tökéletes, így az egyik legújabb nyomtatott áramköri lapunkon felmerült néhány probléma. Ezeket szerencsére gyorsan javítottuk, majd megrendeltük őket az Eurocircuits-től, és néhány napon belül már folytathattuk is a tesztelést.

Minden erőnkkel a European Hyperloop Week versenyre készülünk, amelyre a világ minden tájáról érkeznek diákok, hogy bemutassák a legskálázhatóbb hiperhurok rendszert.

Izgatottan várjuk, mit tartogat számunkra az idei verseny!