Одни дипломные работы остаются учебными проектами, а другие вполне могут найти применение в жизни. На втором варианте остановились выпускники института энергетики, направления «Электроника и наноэлектроника».
Как не дать аккумулятору «умереть» раньше времени
Сегодня аккумуляторы стоят практически везде: в электроинструментах, фонарях, бытовой технике, электровелосипедах и десятках других устройств. Но далеко не все знают, что разные типы аккумуляторов требуют разного режима зарядки. Если подобрать его неправильно, аккумулятор быстро потеряет энергоемкость или вовсе выйдет из строя.
Именно эту проблему решал выпускник Дмитрий Ишутинов. Он разработал и собрал рабочий протопит собственного зарядно-разрядного устройства. Особенность его устройства в том, что оно может одновременно работать сразу с двумя разными аккумуляторами.
Например, некоторые аккумуляторы «страдают», так называемым, эффектом памяти. Если постоянно ставить их на заряд, не дожидаясь полного разряда, со временем они словно «запоминают» уменьшенный объем и начинают работать значительно меньше. Для таких аккумуляторов Дмитрий предусмотрел специальные циклы полного разряда и последующей зарядки, которые помогают частично восстановить их характеристики.
Полностью автоматической система пока не стала. Дмитрий честно признается, что столкнулся с непростой задачей.
Я хотел, чтобы устройство само определяло тип аккумулятора и подбирало правильный режим зарядки. Но возник своеобразный парадокс: чтобы понять тип аккумулятора, его нужно сначала правильно зарядить, а чтобы правильно зарядить — нужно уже знать его тип. Поэтому я решил сделать удобное меню, где пользователь сам выбирает нужные настройки.
По словам выпускника, в будущем устройство можно доработать и научить автоматически определять аккумуляторы, как это делают профессиональные зарядные станции.
«Спасибо, что научили работать руками»
Высокую оценку комиссии получила работа студента Чэнь Юхуна. Он выпускник второго набора совместной образовательной программы ЧУИН и КузГТУ в формате «2+2».
Его диплом посвящен разработке двунаправленного повышающе-понижающего преобразователя — одного из важных элементов современных зарядных устройств для электротранспорта.
Если объяснить проще, такая система помогает энергии двигаться сразу в двух направлениях. Она может не только заряжать аккумулятор, но и при необходимости возвращать накопленную энергию обратно в систему.
Чтобы было понятнее, сам выпускник сравнивает работу устройства с водонапорной башней. Когда энергии много, система словно наполняет башню водой — запасает энергию в аккумуляторе. Когда энергии становится меньше, она открывает кран, и накопленная энергия возвращается обратно в сеть. Именно этим процессом и управляет разработанное устройство.
Такие технологии сегодня особенно востребованы в системах хранения энергии, гибридных автомобилях и так называемых умных электросетях. Например, домашний аккумулятор может днем накапливать энергию от солнечных панелей, а вечером использовать ее для питания дома.
Главная особенность проекта — устройство самостоятельно анализирует происходящее и практически мгновенно принимает решение, как изменить режим работы. Микроконтроллер измеряет напряжение и ток, а затем за считанные микросекунды корректирует параметры системы.
Мне всегда было интересно сделать электронику умнее. Не просто включить или выключить устройство, а чтобы оно само анализировало ситуацию и принимало решения, — рассказывает Чэнь Юхун.
После защиты выпускник сказал: «Спасибо, что научили работать руками».
В китайских университетах будущие инженеры получают очень сильную теоретическую подготовку, но практических занятий значительно меньше. В КузГТУ я впервые смог самостоятельно собирать устройства, работать с оборудованием и применять знания на практике. Именно этот опыт, для меня, оказался очень ценным.
0,05% искажений
Еще одна интересная работа принадлежит Александру Бельмесову. Он разработал автомобильный усилитель звука класса D. Такие усилители давно используются в автозвуке, Александр поставил задачу уменьшить уровень искажений.
Любой усилитель немного изменяет исходный музыкальный сигнал. Чем сильнее эти изменения, тем хуже звучит музыка. Разработка выпускника позволяет свести эти потери к минимуму.
В основе проекта лежит современная микросхема TPA3251, а главным результатом стала очень низкая величина нелинейных искажений — менее 0,05 %. Для слушателя это означает более чистое и естественное звучание.
Нет протечкам!
Дмитрий Черкашин и Георгий Тетерин предложили собственный вариант электронных контроллеров, которые защитят жилье от протечек - они вовремя обнаружат утечку и автоматически перекроют воду.
По задумке система следит сразу за несколькими датчиками. Если где-то появляется вода, устройство моментально перекрывает подачу воды, включает сигнализацию и отправляет владельцу уведомление.
Большинство подобных устройств работают только при наличии электричества. Если вместе с протечкой отключится питание, они уже не смогут перекрыть воду. В нашем устройстве есть резервный аккумулятор, поэтому оно продолжит работать и предупредит владельца об аварии, — объясняют студенты.
Кроме проводных датчиков система поддерживает и беспроводные. Их можно установить на расстоянии около ста метров от блока управления, это позволит использовать устройство в большом доме или на производственном объекте.
Стать инженером
Каждый из героев этого материала когда-то тоже был абитуриентом и только выбирал будущую профессию. Сегодня они защищают проекты, которые пригодятся в промышленности, энергетике и повседневной жизни.
Если вы хотите создавать современные электронные устройства, работать с энергетическими системами и решать реальные инженерные задачи, институт энергетики КузГТУ приглашает на обучение.
Абитуриентов ждут направления:
«Электроэнергетика и электротехника»;
«Теплоэнергетика и теплотехника»;
«Электроника и наноэлектроника».
В этом году на очную форму обучения выделено более 120 бюджетных мест.