TalTechi elektroenergeetika ja mehhatroonika instituudi jõuelektroonika uurimisrühma insener
Sel kevadel sai TalTechis alguse Alalisvoolu klubi, mis toob ühe laua taha tudengid, ülikooli ja ettevõtted. Klubi eesmärk on anda tudengitele võimalus puutuda juba õpingute ajal kokku tegeliku arendustööga: mitte ainult arvutada ja simuleerida, vaid ka projekteerida, ehitada, katsetada ja esitada töötavaid jõuelektroonika-alaseid lahendusi.
2025. aastal otsustati ülikooli jõuelektroonika uurimisrühmas proovida midagi uut: kaasata bakalaureusetudengeid igapäevasesse arendustöösse, et nad saaksid oma lõputööde raames tegeleda akuutsete tehniliste projektidega. Mõte oli lihtne – kui tudeng õpib jõuelektroonikat ainult loengus ja simulatsioonis, jääb suur osa inseneritööst nägemata. Kui ta aga peab ise elektriskeemi kavandama, trükkplaati arendama, seadme kokku monteerima ja selle laboris tööle saama, tekib tal inseneritöö tähendusest hoopis teine arusaam.
Esimeses pilootprojektis osales neli tudengit, kellest kolm kaitsesid oma elektroonikateemalist bakalaureusetööd 2025. aasta suvel, neljas aasta hiljem. See saatis uurimisrühmale selge signaali, et bakalaureusetaseme tudengite kaasamine on toimiv praktika ja pakub uurimistööde kirjutamiseks soodsat keskkonda.
Kuna huvi jõuelektroonika ja eriti alalisvoolutehnoloogiate vastu kasvas, tekkis vajadus eraldi formaadi järele. Nii sündiski TalTechi Alalisvoolu klubi ehk lühemalt DC-klubi (ingl k direct current).
Klubi asutajad on doktorant Hans Anniste ning magistrandid Alexander Rink ja käesoleva kirjatüki autor. Klubi nimi viitab alalisvoolule, kuid tegemist pole lihtsalt üht toiteviisi tutvustava ühendusega, vaid praktilist inseneeriat edendava keskkonnaga, mis võimaldab liikuda motiveeritud tudengidel ideetasandilt töötava prototüübini.
DC-klubi keskne mõte on ühendada kolm osapoolt: tudengid, ülikool ja ettevõtted. Tudengid toovad endaga kaasa noorusliku energia, innukuse ja värsked vaatenurgad. Ülikool pakub tehnilisi teadmisi, laboriruume ja juhendamist. Ettevõtted aitavad luua perspektiivi tööstuse vajadustest ja murekohtadest, et suunata klubi arendustööd rakendatavate lahendusteni.
Selline koostöö aitab vältida olukorda, mis jätab projekti pidama lõputöö lehekülgedele või laboririiulile. Eesmärk on jõuda lahendusteni, millel on selge kasutuskoht ja tehniline põhjendus.
TalTechi Alalisvoolu klubi sündis arusaamast, et inseneriks ei õpita ainult loengus ja simulatsioonis – adekvaatne arusaam tekib siis, kui tudeng peab ise kavandama, ehitama, katsetama ja tehnilise lahenduse leidma.
Alexander Rink tutvustab SecondSparki projekti, mis otsib kasutatud elektriauto akudele uut elu paiksete energiasalvestitena. Foto: TalTech
Keegi pole üksi
Nagu mainitud, algab iga projekt akuutsest probleemist või rakendusest. Seejärel liigutakse samm-sammult läbi kogu arendusprotsessi: tuleb sõnastada idee, luua tehniline kontseptsioon, koostada elektriskeem, luua simulatsioon, disainida trükkplaat, panna kokku seade, viia läbi laborikatsed ja esitleda lõpuks tulemusi. Selline töövoog annab tudengile jõuelektroonikaseade valmimisest tervikliku pildi.
Jõuelektroonikas ei piisa ainult sellest, et skeem näeb paberil õige välja. Simulatsioon võib anda ilusa tulemuse, kuid laboris tulevad kiiresti välja probleemid, mida teoorias alati ei märgata. Tuleb arvestada soojuskoormust, elektromagnetilist ühilduvust, komponentide saadavust, mõõtemetoodikat, kaitsefunktsioone ja trükkplaadi füüsilist paigutust. Nendega seotud probleemid õpetavad tudengit kõige rohkem, sest sunnivad langetama elulisi inseneriotsuseid.
Klubi ühe olulise põhimõtte järgi ei tegutse keegi oma projektiga täiesti üksi. Ettevõtmise taga on alati meeskond ja ühe inimese kogemus aitab teisi edasi. Nii kasvab klubi sees tehniline oskusteave, mida ei saa õppida ainult õpikust või loenguslaididelt.
Klubi tegevusse kuulub ka tulemuste esitlemine. Projekte plaanitakse näidata uurimisrühma talvisel sündmusel, TalTechi Alalisvoolu klubi suvisel üritusel, rahvusvahelistel konverentsidel ning ettevõtluse ja tehnoloogiasiirdega seotud üritustel. See annab tudengitele võimaluse harjutada lisaks tehnilisele arendustööle ka kommunikatiivseid võimeid, sest oma lahendust tuleb selgitada ja kaitsta.
DC-klubis ei jäeta tudengit oma skeemi, simulatsiooni või laboriprobleemiga üksi – ta õpib läbima kogu arendustsüklit meeskonnas. Ühise töö käigus muutuvad aga praktilised tehnilised vead ja neile leitud lahendused õppe kõige väärtuslikumaks osaks.
TalTechi alalisvoolu innovatsioonitöötuba tõi kokku avaliku sektori, teadlased ja ettevõtjad, kes rõhutasid üht: alalisvoolu areng ei toimu enam jooniste ja mudelite tasandil, vaid jõuab üha kiiremini päris hoonetesse, tänavatele, laadijatesse ja andmekeskustesse. Tehnoloogia on olemas – nüüd on vaja otsustavust. Foto: TalTech
Miks just alalisvool?
Alalisvoolulahendused on valitud klubi fookusse kindlal põhjusel. Taastuvenergiat, energiasalvesteid, elektrisõidukite laadimist, LED-valgustust, tööstuslikke muundureid ja mikrovõrke hakkab üha rohkem mõjutama olukord, mille käigus teeb alalisvool ära valdava osa tööst, kui mitte isegi kogu tööd. Selliste süsteemide arendamiseks on vaja insenere, kes mõistavad jõupooljuhtide tööd, muundurite topoloogiaid, juhtimist, kaitselahendusi ja ka praktilist prototüüpimist.
DC-klubi aitabki kasvatada mainitud süsteeme mõistvaid insenere. Tavapärane õpe annab vajaliku teoreetilise aluse, kuid keerukate seadmete arendamine nõuab praktilist otsustusvõimet. Milline komponent valida? Kuidas hinnata jahutusvajadust? Kuidas mõõta kõrgsageduslikku signaali? Kuidas valmistada trükkplaat nii, et seade oleks töökindel? Need küsimused saavad selgeks alles siis, kui lahendus valmis teha ja tööle saada.
Seetõttu kujutab Alalisvoolu klubi endast praktilist arendusplatvormi, mille kaudu tuuakse kokku õppimine, teadustöö ja ettevõtete vajadused. Tudengitele annab see võimaluse teha juba õpingute ajal praktilist inseneritööd. Ülikoolile annab see tugevama sideme noorte arendajatega. Ettevõtetele loob aga võimaluse kohtuda tulevaste inseneridega, kellel on pakkuda lisaks teooriale ka tegelik prototüüpimise kogemus.
Kui tudengitel on ligipääs juhendamisele, laboritele ja elulistele tehnilistele probleemidele, ei jää nende ideed ainult paberile – need jõuavad katselauale, sealt demonstratsioonini ja lõpuks loodetavasti ka kasutusse.
Alalisvool pole klubi jaoks juhuslik tehniline nišš, vaid tuleviku energiasüsteemide keskne tööväli – taastuvenergia, salvestite, elektrisõidukite laadimise ja mikrovõrkude arendamiseks on vaja insenere, kes oskavad lahendusi valmis ehitada.
