Ago Rootsi, Tartu kolledži lektor | Fotod: Ago Rootsi

Eluslaboratooriumi loomise vajadus lähtus küberfüüsikalise süsteemitehnika (KFST) õppekava vajadustest ja tööd selles suunas alustati juba 2015. aasta kevadel. Tänaseks on sellest õppekavast reformi käigus saanud telemaatika ja arukate süsteemide õppekava üks peaerialasid. KFST eeldab küberfüüsikalise süsteemi uurimist ning kolledži õppekorpus Puiestee 80a on selleks igati sobiv, kuna see on süsteemitehnilises mõttes küberfüüsikalis-sotsiaalne süsteem. Selliste süsteemide heaks uurimispolügooniks on eluslaboratoorium. Kasutatav uurimismeetod eeldab süsteemi uurimist ise selles süsteemis sees olles ja süsteemi terviklikkust säilitades.

Olukorra kvantitatiivseks hindamiseks otsustasime selle lahendada sisekliima automaatikana. Ühest küljest vajab automaatika niikuinii juhtimise tagasiside loomiseks andureid. Teiselt poolt võimaldab automaatika korraldada vajalike parameetrite juhtimist. Projekti praeguses mahus juhime ruumide temperatuuri ja valgustust. Kavatseme ventilatsioonisüsteemi renoveerida selliselt, et saaksime juhtida ka ventilatsiooni. Hoone lõunakülje ruumidesse kavatseme lisada jahutussüsteemi. Valitud automaatikasüsteem võimaldab ka jahutussüsteemi juhtida. Lisaks on muretsetud ja paigaldamisel ilmajaam, mis registreerib õhutemperatuuri ja -niiskust, sademete hulka, tuule kiirust ja suunda.

Automaatikasüsteemi mõõdetud sisekliima andmed, seadeparameetrid, automaatika seisundid ja ilmajaama informatsioon salvestatakse aegridadena MeiePilv-nimelisse andmebaasi. Kogutud informatsioon võimaldab läbi viia õppetööd reaalsete andmetega: leida korrelatsioone, jälgida energiakasutust ja otsida lahendusi optimeerimiseks. Automaatika madalam juhtimistasand baseerub Schneider SE8350 ruumikontrolleritel ja kõrgem sama tootja MPM gateway-kontrolleritel. Veel käesoleval aastal plaanime välja töötada vahevara, mis võimaldab välisel rakendusel muuta MPM-seadistusi. Pikemas perspektiivis on kavas jõuda võimekuseni, kus simuleerime tarkvaras kolledži õppekorpuse sisekliimat automaatikasüsteemi erinevate seadistuste korral ja tekitame selle baasil kolmanda juhtimistasandi.

Meie eluslaboratoorium pole ühekordne projekt, vaid õpikeskkond, mis areneb koos tehniliste vahendite, meie endi ja üliõpilaste arenguga. Siin on hulgaliselt võimalusi praktikumide läbiviimiseks, teadustööks ja lõputöödeks. Juba seni on eluslaboratooriumi arendusega seotud lõputöid olnud 2–3 aastas, eelkõige suunatud eluslaboratooriumi uute võimekuste loomisele. Sellel kevadel kaitstakse kaks sellist tööd: ühe teemaks on ruumi temperatuuri juhtimise mooduli loomine, teine annab ülevaate digitaalassistentidest eesmärgiga leida võimalusi automaatika hääljuhtimiseks ja häälega tagasisideks kasutajale.

Eluslaboratooriumi arendamise praeguses faasis on tähelepanu sisekliimainfo visualiseerimisel. Mõlemasse kolledži hoonesse on paigaldamisel puutetundlikud ekraanid informatsiooni kuvamiseks. Kajastus ei piirdu ainult sisekliima infoga, kuvatakse ka muud alates majajuhist ja tunniplaanist kuni (perspektiivis) jooksvate teadaanneteni.

Kolledži õpperuumidesse paigaldatavate ruumikontrollerite LCD-ekraanidel kuvatakse ruumi temperatuuri, seadetemperatuuri, õhu suhtelist niiskust, õhu CO2 sisaldust ja välistemperatuuri. Kui CO2 sisaldus ruumis ületab 1200 ppm, värvub ruumikontrolleri ekraani taust punaseks, andes märku, et ruum vajab tuulutamist. Planeeritud on hooneautomaatika nähtaval asuvate seadmete juurde paigaldada kiletatud sildid infoga selle seadme ehituse ja otstarbe kohta.

Oleme kiirendatud korras arendanud ka laboratooriume, mille põhiliseks funktsiooniks on olla eri õppainete praktikumide läbiviimise kohaks. Nimetame neid „sidelaboratooriumiks“ ja „elektroonika laboratooriumiks“. Nimest tulenevate valdkondade teaduslaboratooriumi mõõtu nad küll välja ei anna, kuid on kohaks, kus lisaks praktikumidele saab tegeleda arendustööga, lõputööde käigus valmivate seadmete prototüüpimisega ja muidugi ka praktikumikomplektide hoolduse ja korrashoiuga.

Käesoleval aastal alustati Tartu kolledžis ka esmase töökojavõimekuse loomisega, millega toetatakse õppe- ja arendustööd. Hangitud on suuremõõduline 3D-printer, väike puurpink, kompressor ja mõned elektrilised käsitööriistad. Hankimisel on veel lasergraveerija-freespink. Töökoda võimaldab seadmete prototüüpide jaoks vajalike detailide kohapeal tegemist ja annab tulevastele inseneridele nii vajalikke praktilisi oskusi.

Tartu kolledž on materiaal-tehnilise baasi edasiarendamisel tänu inseneriteaduskonna tugevale toele teinud viimastel aastatel märgatava arenguhüppe. Loodame, et sügisel on koroonakriis vajunud minevikku ja saame oma tudengitele pakkuda uuenenud õpperuumide näol meeldiva üllatuse.