های وایر، حاصل خلاقیت رایانه‌ای

اتومبیل دستگاهی فوق‌العاده پیچیده به نظر می‌رسد اما عملکرد و کارکرد همه خودروها تقریبا شبیه به یکدیگر است. اتومبیل‌ها از بخش‌های اصلی مکانیکی و هیدرولیکی -که به یکدیگر متصل شده‌اند و پایه عملکرد خودرو هستند- و موتور احتراق داخلی یا مبدل کاتالیزوری تشکیل شده‌اند. در این مقاله قصد داریم تصویر جالبی از آینده خودروها ارایه دهیم.
شرکت جنرال موتورز بتازگی مدلی آزمایشی از یک خودرو الکتریکی (Hy-Wire) را طراحی کرده که اگرچه ممکن است هرگز عرضه نشده و به فروش نرسد، اما به طور غیرمستقیم به طراحی و عرضه خودروهای برقی در یک دهه آینده کمک خواهد کرد.
اما روش کار این خودرو به چه شکل است. راننده اتومبیل‌های وایر باید چند قسمت اصلی خودرو مانند چرخ‌ها و ترمز را کنترل کند. برخلاف خودروهای معمولی که از یک موتور احتراق داخلی و فرمان و پدال تشکیل شده‌اند، این خودرو از پیل سوختی به عنوان نیروی محرکه و یک موتور الکتریکی که به چرخ‌ها متصل است استفاده می‌کند. از سوی دیگر به جای اتصالات مکانیکی از سیستمی به نام انتقال قدرت باسیم یا Drive by wire استفاده می‌شود. درهای وایر، یک رایانه، اجزای اتومبیل و چرخ‌ها وترمزها را کنترل می‌کند. جایگزینی این اجزا تولید مدل‌های متفاوتی از یک خودرو برقی را ممکن می‌کند و حتی باعث خواهد شد آشنایی با مهارت‌های رانندگی متفاوت از آنچه در گذشته متداول بوده برای نسل بشر ضروری شود. در این خودرو پدال فرمان و اجزای مکانیکی برای کنترل و هدایت اتومبیل وجود ندارند و تجهیزات داخلی که باعث حرکت اتومبیل می‌شود در اتاقک آلومینیومی با ضخامت ۲۸ اینچ جاسازی شده‌اند.
راننده و مسافران "های وایر" برای کنترل آن به ابزارهای مکانیکی مانند فرمان، پدال و دنده نیازی ندارند. شیشه جلو این اتومبیل پهن و عریض است و نمای کاملی از جاده و اطراف آن را به نمایش می‌گذارد. همچنین قسمت کف خودرو از فایبرگلاس و فولاد ساخته شده است و همین امر فضای زیادی را برای مسافران مهیا می‌کند. باک اتومبیل مذکور که مملو از هیدروژن است نیز در کف ماشین کار گذاشته شده و همین امر احتمال چپ شدن آن را کم می‌کند.
های وایر همچنین به صندلی‌هایی با قابلیت تغییر مجهز شده است و می‌توان آن را از حالت VAN به یک اتومبیلSport تبدیل کرد.
Hy در Hy-Wire مخفف Hydrogen است که سوخت استاندارد پیل‌های سوختی محسوب می‌شود. در این خودرو ۲۰۰ سلول پیل سوختی به‌صورت سری به یکدیگر متصل هستند که جمعا ۹۴ و در بهترین حالت ۱۲۹ کیلووات انرژی تولید می‌کنند. محفظه پیل سوختی که به اندازه یک Case رایانه است، نیز به وسیله رادیاتورهای معمولی که نیروی خود را از خود پیل سوختی می‌گیرند خنک می‌شود.
موتور این خودرو برق DC را با ولتاژ ۱۲۵ تا ۲۰۰ ولت دریافت و سیستم خاص کنترل‌کننده موتور آن را از DC به AC تبدیل می‌کند و ولتاژ آن را از ۲۵۰ الی ۳۸۰ ولت بالا می‌برد. در ادامه این جریان برق به یک موتور AC سه فاز وارد خواهد شد تا باعث حرکت آن شود.
موتور AC سه فاز معمولا در مدارهایی با مصرف انرژی زیاد و دستگاه‌های الکتریکی خانگی مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین این خودرو از نوع دیفرانسیل جلو است و گشتاور تولید شده از فعالیت موتور الکتریکی برای چرخاندن چرخ‌های جلو به کار می‌رود.
● بدون استفاده از "پا" برانید!
واحد کنترل رایانه‌ای این خودرو، سرعت آن را از طریق افزایش و کاهش توان وارده بر موتور تنظیم می‌کند. وقتی واحد کنترل مذکور بیشترین توان را از پیل سوختی دریافت می‌کند موتور با سرعت ۱۲ هزار دور بر دقیقه می‌چرخد. پس از آن یک جعبه دنده ستاره‌ای شکل یک طبقه، قدرت موتور را به هریک از چرخ‌ها منتقل می‌کند. در نهایت های وایر می‌تواند با حداکثر سرعت ۱۶۰ کیلومتر در ساعت حرکت کند.
در این خودرو موتورهای الکتریکی کوچک‌تری نیز وجود دارند که به کج شدن چرخ‌ها در زمان دور زدن کمک می‌کنند. علاوه بر این ترمزهایی به نام Calipersکه به صورت الکتریکی کنترل می‌شوند ایستادن خودرو را به دنبال خواهند داشت.
مخزن‌های هیدروژن پیل سوختی برای تامین انرژی مورد نیاز خودرو های وایر در ۳ تانکر که وزن آن‌ها ۷۵ کیلوگرم است، نگهداری می‌شوند. این مخزن‌ها از الیاف کربن ساخته شده‌اند و به‌‌رغم وزن بالایی که دارند می‌توانند گاز هیدروژن را با فشار بالا نگهداری کنند.
جنرال موتورز امیدوار است با کاهش ابعاد پیل سوختی و تانکرها ضخامت بدنه اتومبیل‌های وایر را از ۱۱ به ۶ اینچ برساند که با این کار انعطاف‌پذیری این خودرو بالا خواهد رفت.
مغز متفکر های وایر یک رایانه است که در مرکز کابین آن کار گذاشته شده. این رایانه سیگنال‌های الکترونیکی متعددی برای موتور می‌فرستد و سرعت آن را تنظیم می‌کند. مدیریت سیستم هدایت و کنترل حرکت اتومبیل و ترمزها نیز بر عهده این رایانه است. این رایانه توسط راننده کنترل می‌شود. انتقال سیگنال‌های رایانه مذکور از طریق پورتی به نام Universal Docking شکل می‌گیرد که مشابه پورت USB رایانه‌های خانگی است. کابل متصل به این پورت سیگنال‌های الکترونیکی را از رایانه دریافت و به محرک‌ها می‌رساند و پس از آن بازخورد دریافتی را دوباره به رایانه برمی‌گرداند. نکته جالب آنکه فقط یک اتصال فیزیکی بین اتاقک خودرو و رایانه وجود دارد و سیستم کنترل آن نیز شبیه بازی‌های کامپیوتری است و از پدال گاز، ترمز و فرمان خبری نیست. کنترل‌کننده این رایانه ۲ دستگیره دارد که در دو طرف مانیتور LCD جای گرفته است. برای کنترل حرکت خودرو به جای چرخاندن فرمان کافی است دستهایتان را روی این دستگیره‌ها بدون آنکه بچرخانید حرکت دهید. برای شتاب گرفتن اتومبیل نیز باید این دستگیره را مانند فرمان موتورسیکلت در یک پیچ چرخاند. برای ترمز کردن باید دستگیره‌ها را بین دستهایتان فشار دهید یا بچرخانید تا حسگرهای حرکتی مانند دسته جوی‌استیک بازی‌های ویدیویی، انرژی حرکتی را به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل کنند تا کامپیوتر مرکزی بتواند آن‌ها را تشخیص دهد. دکمه‌های موجود روی دسته کنترل‌کننده به شما اجازه می‌دهد حرکت رو به جلو را به حرکت رو به عقب تبدیل کنید. همه این کارها فقط با دست انجام می‌شود و پاهایتان آزاد خواهد بود.
در نهایت مانیتور ۸/۵ اینچی رنگی نصب شده روی کنترل‌کننده همه اطلاعات مورد نیاز از قبیل سرعت خودرو، دور موتور و مصرف سوخت را به صورت دیجیتالی و گرافیکی نمایش می‌دهد.
بجای استفاده از آیینه بغل با استفاده از دوربین‌هایی در پشت و کنار خودرو قرار گرفته است، تصویری از پشت و دو طرف اتومبیل نمایش داده می‌شود.
نمایشگر دیگری نیز در کنسول خودرو قرار داده شده است که اطلاعات جاده، آب و هوا و نقشه را به شما نشان می‌دهد.
به دلیل اینکه کنترل‌کننده به صورت مکانیکی به بدنه متصل نیست و انتقال قدرت از طریق کابل و سیم انجام می‌شود، می‌توان آن را از یک طرف به طرف دیگر برد یا آن را جدا و از خودرو خارج کرد.
یکی از بهترین ویژگی‌های این نوع خودروها این است که برای ارتقا عملکرد و افزایش حساسیت اجزا نیازی به استفاده از اجزای مکانیکی جدیدی نیست و فقط نصب برنامه‌های رایانه‌ای می‌تواند عملکرد ترمزها و شتاب خودرو را ارتقا بخشد. از سوی دیگر به دلیل اینکه هیچ تماسی بین راننده و قسمت‌های مکانیکی خودرو وجود ندارد اگر برنامه‌های رایانه‌ای دچار اختلال شوند کنترل اتومبیل غیر ممکن خواهد بود. به همین دلیل تهیه نسخه پشتیبان از اطلاعات و وجود برق اضطراری برای این خودرو ضروری خواهد بود.

منبع : هفته‌نامه بزرگراه فناوری