Rullaustievalaisin
Tarve lentokentän rullaustien valojen uudelleensuunnitteluun syntyi Suomen Lentokenttähuolto Oy:n arjessaan kohtaamista haasteista; Lumisilla lentokentillä tehtävissä lumenauraustöissä särkyy talvisin kymmeniä rullaustievalaisimia. Vahingon sattuessa valaisimista tuhoutuu yleensä koko niiden maanpinnan yläpuolelle sijoitettu osa. Yksittäisen särkyvän valaisimen hinta on satoja euroja, johtuen sen särkyvässä osassa sijaitsevan tekniikan arvokkaista komponenteista.
Suomen Lentokenttähuolto Oy:n yrittäjä ja TEQU:n monialainen tiimi keskustelivat mahdollisuudesta kehittää ratkaisua, jossa valaisimen tekniikka saataisiin sijoitettua valaisimen alapuolella sijaitsevaan tekniikkakaivoon. Ratkaisun suunnittelua ohjasi se, että valaisimen tulisi olla ehdottoman toimintavarma ja valojen asenustilanteen tulisi sujua mahdollisimman nopeasti.
Rullaustievalaisin-prototyypin suunnitteluun vaikutti lentokentillä käytettävään tekniikkaan kohdistuvat regulaatiot ja suunnittelussa huomioitiin erityisesti sen yhteensopivuus lentokenttien jo olemassa oleviin taustajärjestelmiin. Ratkaisun kaupallisen merkityksen vuoksi siitä haluttiin tehdä monistettava myös lentokentillä käytettäviin muihin valaisimiin.
Arktista kestävyyttä
Rullaustiellä sijaitseva valaisin on erittäin kestävä, tyypillinen teollisuustuote, jonka muotoilussa on keskitytty täysin käytännöllisyyteen. Tuotteen on tärkeää vastata arktisen alueen lentokentän asettamiin haasteisiin. Se altistuu monenlaisille sääolosuhteille, lentokentän puhdistusprosesseille ja mekaaniselle kulutukselle. Muotoiluprosessissa lähestyttiin ongelmaa epätavallisella tavalla hyväksymällä tuotteen todennäköinen vaurioituminen ja tuhoutuminen. Lähtökohtana oli suunnitella rakenne niin, että kaikki kalliit komponentit sijoitetaan erilleen lampusta ja sen varresta. Ongelmaksi muodostui valon ja sähkövirran siirtäminen valokupuun niin, että mahdollisessa törmäyksessä ei olisi johtoja, jotka voisivat vahingoittaa teknistä osaa. Tästä syntyi idea valokuidun kautta johdetusta valosta ja kartiomaisesta itsensä kohdistavasta liitoksesta, jossa sähköjohtimien navat, sekä valokuitu, ovat kelluvasti kiinni teknisessä osassa mistä valo ja sähkövirta tulee. Tällaisella muotoilulla valon esimerkiksi joutuessa aurauskoneen törmäyksen kohteeksi, arvokkaat komponentit pysyvät maan alla olevassa teknisessä osassa suojassa, vaikka valonheijastin, lämpöelementit ja varsi vaurioituisivatkin. Tämä ratkaisu mahdollistaa vaurioituneiden valojen edullisemman korvaamisen, ja koska lentokentällä voi olla suuri määrä näitä valoja, taloudelliset vaikutukset voivat olla merkittäviä.
Tekninen toteutus
Prototyypin tekniikka koostuu kahdesta osasta: tekniikkaboksista sekä valokuvusta. Tekniikkaboksiin on sijoitettu tarvittava elektroniikka sekä valon lähde. Valokuvussa on termostaattiohjattu lämmitys sekä linssi. Valokupu kiinnitetään tekniikkaboksiin kiertämällä ja erilliset jousikontaktit aktivoivat lämmityspiirin virransyötön. Valo siirretään tekniikkaboksista valokupuun valokuidulla.
Tekniikkaboksi koostuu sinisestä LED-valosta, jäähdytyselementistä, LED-valon ohjainpiiristä, mikrokontrollerista, jännitesäätimestä sekä virtasensorista. Nämä on rakennettu yhdelle piirilevylle, joka kiinnitetään erilliseen suojakoteloon. Suojakotelo kiinnittyy magneeteilla ja jousimekanismilla maanlaiseen asennusalustaan. Tekniikkaboksin mikrokontrollerin sovellus on ohjelmoitu Micropython-ohjelmointikielellä. Sovelluksen tehtävä on tunnistaa lentokenttävalojen ohjauspiiristä haluttu virtataso ja virtatason perusteella asettaa LED-valoon riittävä kirkkaustaso 5-portaisella asteikolla pulssinleveysmodulaation avulla.
Making of Lentokenttävalaisin
Lentokenttävalaisin toteutettiin osana Lapin ammattikorkeakoulun TEQU Hub-hanketta. TEQU Hub on julkinen kehityshanke, jonka tavoitteena on inspiroida lappilaisia yrityksiä kehittämään toimintaansa digitaalisuuden ja kestävän kehityksen teemoissa. Hanke toteutetaan Lapin liiton myöntämällä EAKR- ja valtion rahoituksella.
