개요
2018년 스웨덴 예테보리에서 설립된 차머스 솔라팀 는 경쟁력 있고 지속 가능한 태양열 전기 자동차를 만드는 것을 목표로 하는 학생 주도의 비영리 프로젝트입니다(그림 1). 이 팀은 브리지 스톤 월드 솔라리스 챌린지, 전 세계 유수의 대학에서 온 팀이 모여 호주 아웃백을 가로지르는 힘든 경주에서 디자인을 시험해보는 연례 행사입니다. 공기 역학, 기계, 전기 시스템, 물류를 포함한 여러 주요 분야에 걸쳐 40명 이상의 멤버가 있는 이 팀은 올해 자동차 디자인을 크게 개선했습니다. 재생 에너지와 지속 가능성에 대한 열정을 가진 이 프로젝트의 수석 전기 엔지니어인 Viswanathan Ganesh는 두 가지를 활용합니다. Moku:Go 모터 구동, 배터리 관리 시스템(BMS) 테스트, 주행 테스트를 위한 장치입니다.
그림 1: Moku:Go를 사용하여 작업하는 Chalmers Solar 팀 구성원들
난제
올해 찰머스 태양광팀은 지속가능성을 최우선으로 고려하여 설계에 접근했습니다. 목표 달성을 위해 차량의 전체 무게를 줄이고, 모터 성능을 향상시키며, 구성 요소를 미세 조정하기 위해 차량의 일부를 재설계해야 했습니다. 전기팀의 비스와나탄은 팀원들을 이끌고 새로운 전략을 개발하고 BMS(빌드 관리 시스템)를 재작업하여 더욱 효율적이고 간소화된 설계를 구현했습니다. 팀원 대부분이 학생이기 때문에 설계 테스트를 위해 주말에 모여야 했습니다. 제한된 시간과 실험실 공간으로 테스트를 진행해야 했기 때문에 휴대 가능하고 유연한 솔루션이 필요했습니다. 차량 내 주행 테스트를 수행하려면 기존의 탁상용 장비는 적합하지 않았습니다. 기존 오실로스코프는 팀원들을 탁상 위에 묶어두어 효율적인 데이터 기록이 불가능했고, 직관적이지 않고 읽기 어려운 디스플레이와 기능 때문에 효과적인 협업을 저해했습니다. 팀원마다 차량 하위 시스템 테스트에 필요한 장비와 계측기가 달랐기 때문에 기존 장비를 사용했다면 테스트를 완료하기 위해 여러 대의 고가 탁상용 계측기를 구매해야 했을 것입니다. 이 과정에는 기록된 데이터를 검토하기 위한 외부 데이터 처리 작업도 포함되어 설계 일정이 더욱 지연되고 작업이 차질을 빚게 될 것입니다.해법
Viswanathan은 개인 프로젝트에서 Moku:Go를 직접 테스트해본 후 Chalmers 팀에 이 장치를 선택했습니다. 컴팩트한 디자인 덕분에 팀원들은 마치 실험실 전체를 배낭에 넣고 다니는 것처럼 사용할 수 있으며, Moku:Go를 휴대용 전원에 연결하여 차량 내 현장 테스트까지 수행할 수 있습니다. Viswanathan은 주행 테스트에 대해 "초기 주행 테스트에서는 차량에 Moku:Go를 연결하고 전압, 전류 등 모든 것을 기록한 다음 분석했습니다."라고 말하며 "정말 좋았습니다."라고 덧붙였습니다. 사용 편의성 덕분에 팀원들은 다양한 테스트에 두 대의 Moku:Go 장치를 공유할 수 있었고, 여러 대의 벤치탑 계측기가 필요 없어졌습니다. 태양 전지 그룹은 BMS 및 태양 전지 전략을 개선하기 위해 한 대의 Moku:Go 장치를 사용하여 전압 강하 및 전압 상승을 계산하고 차량에 최대 전력을 공급하는지 확인합니다. 전압 강하 값을 기반으로 부스트 컨버터의 최대 전력점 추적(MPPT) 로직을 계산할 수 있습니다. 동시에 모터 제어 그룹은 다른 Moku:Go 장치를 사용하여 모터 컨트롤러를 보정합니다. 연구팀은 다양한 전압 레벨로 모터를 구동하고, 회전속도계를 이용해 그에 따른 속도를 측정했습니다. 이 데이터를 바탕으로 모터 컨트롤러를 보정할 수 있었습니다. 그림 2는 팀원의 노트북 화면에 편리하게 표시된 Moku:Go를 사용하여 차량 하위 시스템을 테스트하는 모습을 보여줍니다.
그림 3: 학생들은 15가지 도구 중 하나인 Moku:Go 오실로스코프를 사용하여 팀 간 다양한 테스트를 수행합니다.