Uczelnie wyższe, szczególnie te najbardziej renomowane, obfitują w różnego rodzaju grupy dyskusyjne i koła naukowe, dzięki którym studenci już chwilę po pozyskaniu specjalistycznej wiedzy mogą ją wykorzystać w praktyce. Czasami zaangażowanie w studencki projekt stanowi wrota do ścieżki kariery zawodowej, która w innym przypadku byłaby bardzo trudna do osiągnięcia, a może też całkowicie niemożliwa. Wiedzieliśmy, że bardzo aktywnym studentem był nasz kolega Karol Kapera, dlatego poprosiliśmy go o opisanie swoich doświadczeń zdobytych w pracy nad marsjańskim łazikiem oraz jak ułatwiło mu to jego rozwój zawodowy.
Jednym z najtrudniejszych, a zarazem najciekawszy z projektów, przy którym brałem udział, była budowa łazika marsjańskiego Scorpio. Konstruowałem go wraz z kolegami z “Koła Naukowego Pojazdów Niekonwencjonalnych OFF-ROAD”, działającym przy Politechnice Wrocławskiej. Łazik jest robotem zdalnie sterowanym lub autonomicznym, który ma za zadanie wykonywać czynności adekwatne do tych, które wykonują prawdziwe łaziki wysyłane na Marsa w misjach kosmicznych, w warunkach symulujących prawdziwe misje marsjańskie.
Głównymi celami budowy tego typu urządzeń jest udział w międzynarodowych zawodach łazików marsjańskich takich jak “University Rover Challenge” (URC) w USA lub “European Rover Challenge” (ERC) w Polsce, organizowanych przez stowarzyszenie “The Mars Society”, Nie można również zapomnieć o wartości dydaktycznej takiego przedsięwzięcia i wiążących się z nim badań naukowych na platformie stworzonego łazika oraz rozwój członków koła naukowego. Należy w tym miejscu nadmienić, że tego rodzaju zawodów jest więcej, lecz te dwa wymienione to największe tego typu wydarzenia. To w USA wiele lat temu zorganizowano pierwsze zawody łązików marsjańskich, które od zawsze mają miejsce przy ośrodku badawczym “Mars Desert Research Station”, na pustynnych bezdrożach stanu Utah. Polskie rozgrywki kosmicznych pojazdów są organizowane stosunkowo od niedawna na fali sukcesów jakie zazwyczaj osiągają polskie drużyny w zawodach łazików na świecie. Wielu Polaków należy także do stowarzyszenia “The Mars Society”.
W czasie studiów na Politechnice Wrocławskiej miałem okazję poznać klimat towarzyszący marsjańskiej rywalizacji za sprawą naszego łązika Scorpio, który również odnosił spektakularne sukcesy. Gdy tylko dołączyłem do koła naukowego w 2014 roku, koledzy z zespołu wyruszali na zawody ERC, gdzie zdobyli 1 miejsce. W kolejnych latach zdobyliśmy dwa razy pod rząd 3 miejsce na zawodach w USA oraz 15 miejsce na zawodach w Polsce. Osiągnięcia te cieszyły tym bardziej z powodu wysokiego poziomu trudności konkurencji, trudnych warunków, w których przebiegały oraz faktu, że rywalizowaliśmy z 50-60 drużynami z całego świata.
Samo zakwalifikowanie się na zawody było nie lada wyzwaniem. Liczba miejsc w rywalizacji jest ograniczona a zgłasza się do nich ponad setka drużyn. Zanim drużyny zostaną zaproszone na rozgrywki, muszą przejść kilka etapów weryfikacji, które rozpoczynają się niemal rok przed zawodami. Ten etap polega na zweryfikowaniu przygotowania łazika pod względem technologicznym oraz wiedzy członków zespołu od strony biologicznej i technicznej. Tak, biologicznej, ponieważ zawody symulują badania powierzchni Marsa. Z roku na rok coraz ciężej jest się zakwalifikować, przez zwiększający się i tak ogromny poziom drużyn jak i samą ich ilość.
Scorpio w zależności od zadań działał autonomicznie bądź był zdalnie sterowany przez operatora. Pierwszym z tematów, za który byłem odpowiedzialny przy konstruowaniu łazika, było zapewnienie stabilnej łączności radiowej pojazdu z bazą. Zadanie przyjąłem ochoczo, bo ta wąska i trudna dziedzina elektroniki zaczęła być moją pasją poprzez studia o tej tematyce oraz pracę w firmie wytwarzającej specjalistyczny sprzęt radiowy do zastosowań militarnych. Z platformy do operatora wysyłany był obraz z kilku kamer w wysokiej rozdzielczości, a do tego duża ilość informacji o stanie robota. W drugą wysyłane były sygnały sterujące łazikiem.
W tym aspekcie nie było miejsca na przerwy w łączności. Miała być ona utrzymana nawet na 10 kilometrowym dystansie. Łącze radiowe musiało być zatem odporne na zakłócenia oraz przystosowane do pustynnych warunków, trudnych dla propagacji fal radiowych. Transceiver radiowy połączony był poprzez ethernet z komputerem pokładowym. Musiałem skonstruować dobre anteny i zadbać o odpowiednie ich umiejscowienie. Do tego skonstruowałem rotor antenowy, który namierzał antenami łazika w zależności od jego położenia lub siły sygnału. Na potrzeby zawodów w USA cały układ działał na częstotliwości ISM 900 MHz, której używanie jest nielegalne w Polsce, i wszelkie testy mogliśmy wykonywać tylko i wyłącznie w specjalnej komorze bezodbiciowej, z której akurat mogliśmy korzystać na Politechnice Wrocławskiej.
Współgranie radia średniej mocy i ogromnej ilości elektroniki pokładowej zamkniętej w metalowej puszce, powodowało konieczność panowania nad kompatybilnością elektromagnetyczną (EMC) wszystkich układów. Od tamtego momentu zacząłem zgłębiać tajniki i tej wiedzy, która jak się później okazało jest dość mało powszechna, niewiele osób ma o niej szersze pojęcie. Dało mi to pole do stania się specjalistą w tej dziedzinie, i mogę śmiało powiedzieć, że teraz wykorzystuje zdobyte doświadczenie w praktyce przy konstrukcji elektroniki dla branży automotive z ramienia ASTEK Polska.
Oczywiście utrzymanie łączności radiowej nie było moim jedynym zadaniem. Na budowę łazika przekłada się ogrom wiedzy z różnych dziedzin takich jak automatyka, robotyka, elektronika, mechanika czy programowanie. Przy wdrażaniu naszych pomysłów w życie, stawialiśmy w dużej mierze na rozwiązania z branży automotive, dlatego projektowana przeze mnie elektronika musiała działać ze sterownikami maszyn czy czujnikami używanymi na liniach produkcyjnych. Tak zacząłem nabierać profesjonalnego podejścia do projektowania elektroniki. Z czasem nabyłem umiejętności projektowania bezpiecznego sprzętu, odpornego na wspomniane wcześniej zakłócenia EMC oraz na wszelkie inne możliwe problemy natury elektronicznej czy elektrycznej. Dodatkowo weszło mi w krew projektowanie elektroniki współgrającej z mechaniką, co przy temu podobnych projektach jest kluczową kwestią, a jednak niestety przez wielu pomijaną. Oczywiście, aby nabrać takiego spojrzenia na projektowanie należy powziąć również trochę wiedzy z dziedziny mechaniki i mieć świadomość występującej zawsze, pewnego rodzaju symbiozy elektroniki z częściami mechanicznymi.
To wszystko zapoczątkował i dał mi projekt Scorpio. Jak nietrudno się domyśleć również ten zakres wiedzy wykorzystywałem i dalej wykorzystuje w praktyce na co dzień, w całej mojej karierze zawodowej jak i w obecnej pracy.
Dość ciekawym tematem są również złącza, ponieważ na pierwszy rzut oka mogłoby się wydawać, że to trywialna sprawa. Okazuje się, że na rynku istnieje wielu producentów z niezliczoną ilością asortymentu, dostosowanego do przeróżnych zastosowań. W tym momencie następują dodatkowo różne kombinacje tychże przeznaczeń. Do łazika wybieraliśmy np. złącza o pewnej odporności na pył, wodę czy zakłócenia. Dodatkowo dobieraliśmy je na odpowiednie natężenia prądu czy grubości przewodów, do montażu na panel lub na PCB czy jeden z wielu innych sposobów podłączeń. Ta część pracy przy projekcie Scorpio dała mi sporo doświadczenia i aktualnie jestem w stanie prawie “od ręki” znaleźć rozwiązanie w pełni dopasowane do potrzeb, co naturalnie przydaje mi się często tworząc projekty dla branży automotive.
Praca w kołach naukowych przy zaawansowanych projektach jest świetnym startem dla młodych inżynierów, którzy mogą wcześnie rozpocząć rozwój swojej wiedzy w praktycznych aspektach i być specjalistą lepszym od innych w danej dziedzinie.
Konstruktorzy elektroniki, potrafiący ją projektować z uwzględnieniem zagadnień EMC, są bardzo cenieni na rynku pracy dlatego, że w zasadzie wiedza z zakresu kompatybilności przydaje się przy tworzeniu każdego projektu elektronicznego, a w wielu jest wręcz wymagana. Możliwe, że wiele problemów nawet się nie ujawni w mniej skomplikowanych urządzeniach, natomiast obecnie projektuje elektronikę do zaawansowanych modułów komfortu i masażu w fotelach samochodowych. Miejsca na elektronikę w takim fotelu jest nad wyraz mało a do tego z każdej strony otacza ją ogromna ilość przewodów. Gdyby nie moja wiedza w tej dziedzinie, nie byłbym w stanie stworzyć profesjonalnych i działających modułów elektronicznych spełniających wymagań takich projektów. Do tego ściśle współpracuję z mechanikami, ponieważ jak już wspomniałem miejsca na sprzęt w fotelu samochodowym jest bardzo mało a na wszystko trzeba znaleźć przestrzeń. Moja świadomość co do oczekiwań mechaników, możliwości i ograniczeń technologicznych, czy tego jak się wykonuje dane elementy, przynosi pozytywne rezultaty, a praca jest wykonywana sprawnie, dlatego też został mi przydzielony w Astek właśnie taki projekt.
Taką wiedzę można praktycznie wykorzystywać w projektach, w których występuje ciasno rozmieszczona elektronika lub różne jej moduły, a dodatkowo jest na nią przeznaczone konkretne miejsce o skomplikowanych kształtach. Takimi projektami mogą być jak w moim przypadku nowoczesny fotel samochodowy, ale też drony, urządzenia medyczne, roboty czy nawet satelity, które też mi przyszło kiedyś w mojej karierze zawodowej projektować. W firmach z takimi projektami będą to stanowiska dla inżynierów, konstruktorów czy specjalistów elektroniki.
Karol Kapera to przykład jednego z wielu specjalistów, ale może przede wszystkim entuzjastów swojej dziedziny, którzy pracują w Astek Polska. Dzięki swojej szerokiej wiedzy i dosyć unikalnemu doświadczeniu jest w stanie dostarczać najwyższą jakość rozwiązań w prowadzonych przez niego projektach. Osoby na co dzień związane z inżynierią elektroniczną wiedzą, że czasami wyzwania, przed którymi przychodzi im stanąć wymagają do rozwiązania bardzo specyficznego zestawu umiejętności. Dlatego właśnie cieszymy się, że Karol wykonując usługi dla naszych klientów nie tylko spełnia ich oczekiwania, ale także wykorzystuje pełnię swoich umiejętności.
