مزایای شبیه سازی مکاترونیک در KOSTAL

60 سال است که گروه تولید کننده فناوری KOSTAL با پیاده سازی سیستم های الکتریکی مختلف در خودروها، تجربه رانندگی شما را لذت بخش تر می کند. به عنوان مثال، بخش سیستم‌های برق خودرو KOSTAL سوئیچ‌های نشانگر را در نزدیکی فرمان قرار داد و دکمه‌های فشاری با عملکرد یکپارچه ایجاد کرد. در طول سال ها، پتنت ها و طرح های آنها پیچیده تر و انقلابی تر شده است. در حال حاضر، آنها بر روی بهینه سازی طراحی ماژول های سقف خود برای خودروهای درجه یک با استفاده از شبیه سازی مکاترونیک کار می کنند.

شبیه سازی مکاترونیک در ماژول های سقف

چراغ اتوماتیکی که با باز شدن درهای خودرو روشن می شود، در ماژول سقف در داخل خودرو قرار دارد. در حالی که زمانی این ماژول‌ها فقط دارای این نور خودکار بودند، امروزه شامل مجموعه‌ای از اجزای دیگر نیز هستند، مانند سیستم‌های ناوبری ماهواره‌ای، قابلیت‌های ضد سرقت، و روشنایی محیط. علاوه بر این، از آنجایی که صنعت خودروسازی به سمت استفاده از نمایشگرهای LED به جای لامپ های کلاسیک در حال حرکت است، طرح های ماژول سقف باید اکنون حاوی سیستم های اتلاف گرما باشد تا گرمای تولید شده توسط نمایشگرهای LED را حذف کند.

هنگام طراحی این ماژول‌های سقف مکاترونیک، محققان گروه KOSTAL با یک کار دلهره‌آور روبرو شدند: آنها باید به طور همزمان عملکرد اجزای الکتریکی، حرارتی و الکترومغناطیسی درون ماژول‌ها را بهینه کنند و در عین حال بر محدودیت‌های فضایی ناشی از داشتن اجزای زیاد غلبه کنند. با استفاده از COMSOL Multiphysics برای بهینه‌سازی ابعاد هر عنصر از ابتدای فرآیند طراحی، مهندسان KOSTAL توانستند از همان ابتدا ایده روشنی از محصول نهایی ایجاد کنند.

با در نظر گرفتن تصویر واضحی از ماژول سقف، آنها همچنین توانستند نوآوری های بیشتری را نیز در بر گیرند. یکی از این نوآوری های جدید، پیاده سازی سیستم حسگر خازنی بود. با این حال، معرفی چنین سیستمی چالش های طراحی دیگری را به همراه داشت.

مدل خواص الکترواستاتیک یک سیستم حسگر خازنی، از جمله ساختگی انگشت، نزدیک شدن به حسگر خازنی در یک شبیه سازی COMSOL Multiphysics.

ایده پشت قرار دادن یک سیستم حسگر خازنی در یک ماژول سقف از روند فعلی صنعت به سمت به حداقل رساندن استفاده از سوئیچ‌ها و دکمه‌های مکانیکی، مانند تبلت‌ها و گوشی‌های هوشمند به سبک پد لمسی، ناشی می‌شود. با این حال، در یک خودرو، اجرای چنین سیستمی نیاز به ملاحظات بیشتری دارد. باید ترکیبی از انواع بازخورد ذاتی در طراحی وجود داشته باشد. رابط بصری چنین طراحی زمانی مناسب است که کاربر ساکن است، اما فناوری‌هایی مانند بازخورد لمسی یا لرزش باید پس از حرکت خودرو وارد عمل شوند. ماتیاس ریچوین، مدیر ارشد توسعه فناوری و کیفیت با استفاده از شبیه‌سازی در KOSTAL، هنگام اظهار نظر در مورد این چالش‌های طراحی، خاطرنشان کرد که آنها همچنین «باید پتانسیل اندازه‌های مختلف انگشتان و بالشتک‌ها و وجود مواد اضافی را در نظر بگیرند. مانند دستکش یا کرم دست. سپس باید در مورد سطح حساسیت تصمیم بگیریم: آیا نزدیکی می‌خواهیم که به موجب آن انگشتی هنوز با سطحی تماس نگرفته است اما در چند سانتی‌متر قرار دارد، لمس واقعی یا ترکیبی که در آن سنسور ابتدا نزدیک شدن انگشت را تشخیص می‌دهد. و سپس لمس را ثبت می کند.

با استفاده از شبیه سازی مکاترونیک، KOSTAL در حال آزمایش با توسعه مواد سطحی جدید و بهینه سازی ضخامت آنها برای حسگرهای خازنی است. یکی از این مواد یک فویل پلاستیکی از پیش ساخته شده است که ساختار رسانا را قادر می سازد تا چاپ شود، بنابراین انعطاف پذیری و قابلیت اطمینان بیشتری را فراهم می کند.

ببینید KOSTAL روی چه چیز دیگری کار می کند

در حالی که به خودی خود جذاب است، اما اجرای خلاقانه فناوری مکاترونیک در خودروها تنها بخشی از تصویر را در مورد تحقیق در KOSTAL ترسیم می کند. من به شما پیشنهاد می کنم همه چیز را در مورد توسعه و نوآوری برق در KOSTAL در مقاله COMSOL News ” Switching Made Easy ” بخوانید. همچنین می‌توانید در COMSOL News 2013 درباره تعدادی از برنامه‌های کاربردی دیگر که شبیه‌سازی‌ها به فرآیندهای تولید کمک می‌کنند، مطالعه کنید .

محققان ساحلی: دانیل کلاگز، اینگولف مانستر، و ماتیاس ریچوین.