Na obisku
Ste že kdaj obiskali izumiteljevo delavnico? Mi smo jo in za tehnološke navdušence je tak obisk kot vstop v nebesa. Ustavili smo se pri Juretu Korberju, ki ima delavnico in razvojni laboratorij v Celju. Delček tega navdušenja želimo deliti z vami, saj verjamemo, da boste tudi vi z veseljem pokukali v njegov svet.
Izumitelje smo si nekoč predstavljali drugače, kot so videti danes. V preteklosti so izumi pogosto pomenili povsem nova odkritja, sodobne inovacije pa večinoma nastajajo z napredkom materialov, proizvodnih tehnologij ter zmogljivejših elektronskih, elektromehanskih in mehanskih komponent. Ključno ni več odkriti nekaj povsem novega, temveč obstoječe gradnike povezati tako, da omogočijo nove funkcionalnosti ali bistveno boljše delovanje. Tako se iz idej razvijejo prototipi, iz njih pa inovativni izdelki, ki prinesejo novo funkcijo, izboljšajo ali pocenijo delovanje oziroma cilj dosežejo na nov način
Jure pravi, da se za ustvarjanje prototipov in izdelkov po lastnih ali tujih idejah ni odločil nenadoma. Ta želja je v njem rasla že od otroštva ter se oblikovala skozi številne osebne projekte, študij na Fakulteti za strojništvo, hobije in tekmovanja. Pomembno vlogo so imele tudi proizvodne zmogljivosti domače delavnice, ki je sčasoma prerasla v strojno delavnico in laboratorij za elektroniko.
Danes se Jure ukvarja z razvojem izdelkov od ideje do prototipa, pogosto pa jih optimizira tudi za serijsko proizvodnjo. Ker sodobni izdelki skoraj vedno združujejo strojne dele, elektroniko in programsko opremo, sta njegovi delavnici prilagojeni razvoju na vseh treh področjih. Strojna delavnica vključuje šest 3D-tiskalnikov za hitro izdelavo prototipnih polimernih delov, CNC-portalni rezkalnik za obdelavo karbonskih plošč, vertikalni CNC-rezkalni stroj za dele iz lahkih kovin, stružnico za osnosimetrične kovinske in plastične dele, fiber galvo laser za označevanje kovinskih in plastičnih izdelkov ter druge stroje za pripravo surovcev in dodatno obdelavo.
Od ideje do izdelka
Pot od ideje do izdelka se običajno začne z rešitvijo problema ali s poenostavitvijo procesa s fizično napravo. Najboljše zamisli pogosto prihajajo od tehnično podkovanih ljudi, ki delujejo na netehničnih področjih, kot so zdravstvo, šport in kmetijstvo. Ko potrebna naprava še ne obstaja ali ne izpolnjuje zahtev, se razvoj prototipa začne z natančno opredelitvijo problema, zasnovo rešitve in s preverjanjem tehničnih možnosti izvedbe.
Laboratorij za elektroniko ima vso opremo za maloserijsko sestavljanje SMD- in THT-tiskanih vezij, merilne instrumente, diagnostična orodja, programatorje za mikrokrmilnike ter opremo za izdelavo kabelskih sklopov in konektorjev. Jure delavnici nenehno nadgrajuje z novimi stroji, opremo in instrumenti. Pomemben del razvojnega okolja so tudi računalniška orodja, predvsem 3D-modelirniki, programi za načrtovanje in izdelavo tiskanih vezij ter razvojna programska okolja. Za seboj ima tudi več večjih projektov, ki jih velja izpostaviti.
Vsi so nastali kot osebni projekti, povezani z njegovimi hobiji. Najboljše ideje se pogosto rodijo iz želje po rešitvi lastnega problema, takšni projekti pa prinesejo veliko novega znanja ter preizkusijo meje delavnice in lastne potrpežljivosti.
FPV-dron
Leta 2009 in v naslednjih letih je med študijem na Fakulteti za strojništvo povezal svoja hobija, fotografijo in modelarstvo, ter začel razvijati prve drone. Od risanja modelov letal je prešel k zasnovi dronov z brezkrtačnimi motorji iz radijsko vodenih letal, še brez pospeškomerov in napredne PID-stabilizacije, sprva z namenom dvigniti DSLR-fotoaparat. V nekaj letih je razvil in izdelal več kot 50 dronov, med njimi sedem tipov iz družine Bee in dva iz družine Skyris.
Šlo je za visokozmogljive drone, v celoti izdelane iz karbona in s takrat najsodobnejšo tehnologijo; nekateri so konkurenčni še danes, več kot desetletje pozneje. Največji model, OctaBee, je presegel nosilnost 50 kg, najmanjši, Stinger, pa je bil med prvimi FPV-droni na svetu, ki so presegli hitrost 200 km/h. Droni družine Skyris so nastali zaradi uskladitve z novo zakonodajo, eden izmed njih pa je bil prvi v Sloveniji certificiran za letenje v naseljih. Danes podobne drone redno srečujemo v industriji, kmetijstvu in tudi vojaških aplikacijah.
Stabilizator slike
Pri razvoju dronov se je pojavila potreba po stabilizaciji slike in upravljanju kamere, zato je Jure začel razvijati gimbal stabilizatorje. Prvi so bili manjši in gnani s servomotorji iz RC-letal, pozneje pa vse večji in zmogljivejši, z namensko previtimi brezkrtačnimi motorji. V nekaj letih je izdelal več kot 20 gimbalov v petih velikostnih razredih, od najmanjših za kamere GoPro, težkih približno 50 g, do največjih za profesionalne kamere RED EPIC z objektivom, težkih okoli pet kg. Gimbali so senzorsko in krmilno zahtevne naprave: z dvema triosnima pospeškomeroma in žiroskopoma prek PID-zaprtozančnega krmiljenja upravljajo tri brezkrtačne motorje ter aktivno stabilizirajo kamero ne glede na gibanje nosilne platforme.
Posnetek delovanja enega od gimbalov je med razvojem postal viralen in v nekaj dneh dosegel več kot 2,5 milijona ogledov. Danes podobne stabilizatorje najdemo v skoraj vsakem dronu in številnih snemalnih produkcijah.
Ohišje 3D-tiskalnika
Mednarodno zelo dobro sprejet je bil tudi njegov projekt ohišja za 3D-tiskalnike, ki takrat še niso imeli zaprtih komor. Zaprta komora z nadzorom temperature in prezračevanja zagotavlja stabilnejše pogoje tiskanja, izboljša kakovost izdelkov ter omogoča uporabo zahtevnejših industrijskih materialov. Hkrati zmanjša hrup in vibracije, omogoča filtracijo finih delcev ter ohranja filamente v suhem okolju, pripravljene za uporabo. Čeprav je od projekta minilo skoraj deset let, so se serijsko izdelani 3D-tiskalniki z zaprtimi komorami začeli širše pojavljati šele v zadnjih dveh letih.
Varovalne naprave za plezanje Autobelay
Eden največjih in najpomembnejših projektov zadnjih let je sistem Autobelay Alarm, namenjen varovanju plezalcev. Pri športnem plezanju se namreč zgodi kar nekaj nesreč, ko se plezalec pomotoma ne pripne na samovarovalno napravo, imenovano Autobelay. Ker so se v Celju v dveh letih zgodile tri takšne nesreče, je Jure razvil sistem, ki zazna uporabo oziroma neuporabo samovarovalne naprave ter prisotnost plezalca na steni. Če plezalec začne plezati brez varovanja, ga sistem opozori z vidnim in zvočnim signalom.
Rešitev je že nameščena v večjih plezalnih centrih v Sloveniji, kjer preverjajo njeno zanesljivost in razvijajo dodatne funkcionalnosti za širši trg.
In to še ni vse
Poleg omenjenih projektov je v njegovi delavnici nastalo še najmanj 50 večjih in manjših osebnih projektov, v zadnjem desetletju pa tudi od 100 do 200 razvojnih projektov za naročnike — posameznike in podjetja. Obsegajo strojegradnjo, specialne komponente za letalsko industrijo, mobilne aplikacije, strojne in programske rešitve za pametni dom, elektronska vezja za serijsko proizvodnjo, industrijske merilnike in krmilnike ter specialne senzorje.
Primer je merilnik volumna stekleničk iz muranskega stekla. Podjetje, ki izdeluje ročno pihane stekleničke za parfume, je imelo zaradi odstopanj v volumnu 70-odstotni izmet, zato je potrebovalo napravo za merjenje volumna še vročih stekleničk med izdelavo. Ker takšna rešitev ni obstajala, jo je bilo treba razviti. Nastala je pnevmatska naprava, ki v pihalni cevi in steklenički ustvari znan tlak, nato pa ob izpustu na atmosferski tlak izmeri volumen zraka. Pri izračunu upošteva tudi temperaturo zraka in atmosferski tlak. Elektronski del vključuje uporabniški vmesnik z zaslonom, zvočnikom, gumbi in LED-indikatorji, mikrokrmilnik z beleženjem podatkov ter senzorski in aktuatorski sklop. Razvoj je zajemal izdelavo elektronske sheme, načrtovanje tiskanega vezja, naročilo komponent, sestavo vezja, razvoj programske opreme in testiranje sistema. Strojni del obsega pnevmatski sklop, mehansko ohišje in namenske strojne dele, izdelane predvsem s CNC-rezkalnikom, stružnico in 3D-tiskalniki. Prototip so nato preizkusili na vzorcih znanega volumna in ga kalibrirali.
Naprava je dosegla napako pod dvema odstotkoma, kar je podjetju omogočilo vključitev v proizvodni proces in bistveno zmanjšanje izmeta. Če bi šlo za komercialni izdelek, bi sledile še dodatne optimizacije, priprava tehnične dokumentacije, certifikacija in organizacija serijske proizvodnje.
Naredi sam profesionalno
Ob znanju strojništva, elektrotehnike in računalništva bi bilo skoraj škoda, če si Jure stvari, ki jih potrebuje, ne bi izdelal sam. Res je, da takšni projekti zahtevajo veliko časa in pogosto tudi več denarja kot nakup končnega izdelka, vendar je zadovoljstvo ob lastni izdelavi neprimerljivo – še posebej, kadar je rezultat boljši od tistega iz trgovine. Zato se loteva številnih večjih in manjših projektov: doma in na vikendu si je uredil pametni dom na platformi Home Assistant, za stružnico izdelal merilne letve s polavtomatskim pomikom, za toplotno črpalko razvil učinkovitejše lastno krmiljenje, v laboratoriju pa postavil dvižno delovno mizo, pri kateri se skupaj z mizo dviga tudi zadnja stena z vsemi pripomočki.
Za pregled elektronskih komponent in zaznavanje pregrevanja je potreboval še termokamero – in tudi to je izdelal sam.
Kot navdušen uporabnik supov je tudi na tem področju opazil potrebo po novi rešitvi. Trenutno razvija eno najmočnejših podvodnih luči zanj, namenjeno nočnemu opazovanju morskega dna, skupaj s pripadajočo baterijo (50 V, 2,4 kWh). Ob zaključku redakcije je bil Jure prav na morju, kjer je luč preizkušal v realnih razmerah, z rezultati pa je bil izjemno zadovoljen – ne le zaradi tehničnih lastnosti, temveč predvsem zaradi izkušnje nočnega supanja s tako zmogljivo osvetlitvijo.
V načrtu ima tudi razvoj in izdelavo približno 3.500-vatnega električnega pogona za sup, s katerim želi preizkušati tudi različne propelerje in meriti njihov izkoristek.
Pred kratkim si je doma uredil prostor za namizni tenis in zanj izdelal pametno stensko tablo za vodenje igre, ki prikazuje točke, servis, sete in druge podatke. Dodal je še pripadajoče gumbe BLE (Bluetooth Low Energy) za upravljanje, nato pa projekt razširil na manjše premične naprave, povezane prek Wi-Fi. Te bi lahko v realnem času prenašale rezultate s tekmovalnih miz, pomagale pri razporejanju igralcev in vodenju tekmovanj. Namen rešitve je poenostaviti ter izboljšati organizacijo turnirjev.
Kje je meja?
Mejo vedno določajo razpoložljivi čas, denar in motivacija. Jure ob ustvarjanju neguje tudi druge hobije ter čas namenja športu, naravi in ljudem. V prihodnje si želi več ekipnih projektov, saj ti omogočajo večje, zahtevnejše in finančno obsežnejše podvige, hkrati pa znanje in motivacijo uspešno prenašajo tudi na druge.
Zaveda se, da do večjih in zahtevnejših projektov vodijo le nenehno učenje, razvoj in raziskovanje, kar ga še vedno veseli. Nedokončani projekti so mu nekoč povzročali težave, saj se je česa lotil, nato pa med delom izgubil motivacijo. Danes se temu poskuša izogniti, ker ga nedokončano delo obremenjuje in mu ne prinese zadovoljstva, ki ga občuti ob kakovostno in premišljeno izvedenem projektu.
