في الجزء التالي من سلسلة EW BrightSparks of 2025، نقدم نبذة عن هاري هيل، وهو طالب في الهندسة الكهربائية والإلكترونية في امبريال كوليدج لندن. وهو أيضًا مؤسسة المهارات الإلكترونية في المملكة المتحدة (UKESF) عالما.
الإنجازات
أخبرنا هاري أنه طوال حياته المهنية، أمضى وقتًا طويلاً في البحث عن طرق يمكن من خلالها استخدام الإلكترونيات للمساهمة في التنمية المستدامة.
ومن الأمثلة على ذلك الذي شاركه هو عملي في مجال إلكترونيات السيارات. على سبيل المثال، قاد فريقًا مكونًا من 20 شخصًا لتطوير وتصنيع نموذج أولي لسيارة كهربائية…
استوفت السيارة معايير الاستدامة التي توصل إليها من النتائج التي توصل إليها في تقريره إلى STEMNext مسابقة المقال. أثناء كتابة مقالته، تواصل مع جوني بايك، أحد كبار محللي الحوكمة البيئية والاجتماعية والحوكمة في شركة Serica Energy، حيث ناقشا الحاجة إلى نشر آلاف محطات الشحن الإضافية في جميع أنحاء المملكة المتحدة.
في وقت لاحق، قام هاري بتطبيق المعرفة من هذا المشروع في فترة تدريبه في OnSemi (حيث تمت التوصية بعمله)، لتطوير مستشعرات الصور لاستخدامها في السيارات.
وكجزء من هذا، قام بتسليم opamp عالي الأداء ومنظم LDO. أخبرنا أن هذا يتطلب منه استخدام العديد من التقنيات المختلفة للحصول على أكبر قدر ممكن من الأداء من تصميمه، مع تلبية مواصفات عرض النطاق الترددي وجهد الإمداد وPSRR الصارمة. تم تسليط الضوء على أحد مفاهيم التصميم الخاصة به على أنها مهمة لبعض تصميمات opamp، وقد شاركها بفخر.
“إنه ينطوي على زيادة زوج PMOS التفاضلي بمكثف (وتعديلات أخرى لحجم الترانزستور) لتحقيق زيادة في PSRR. لقد استخدمت هذا المفهوم الجديد لزيادة أداء الجهاز الذي ساهمت به في المنتج، مما سمح له بتجاوز مواصفاته بشكل كبير. “
واستنادًا إلى خبرته في مجال أشباه موصلات السيارات، واصل التدريب في انسيليكا. هنا كان يقوم بتطوير كتل تناظرية لوحدة التحكم في المحرك IC للسيارة الكهربائية. وأخبرنا أن التعرف على الفروق الدقيقة في تصميم أشباه الموصلات التناظرية الحديثة كان تجربة ممتعة. وفي الواقع، أدت خبرته في التصميم التناظري والأنظمة المدمجة إلى عرض عليه منصبًا بحثيًا للعمل على تطوير حمولة مقياس المغناطيسية MAGIC لـ HENON CubeSat في الفضاء السحيق، في مختبر مقياس المغناطيسية الفضائي التابع لكلية إمبريال كوليدج.
وبالحديث عن الفضاء، علمنا أنه خلال العامين الماضيين، أصبح هاري منخرطًا بشكل كبير في نشر نظام إلكترونيات الطيران للمركبة الفضائية. برنامج كرمان الفضائي. هذه مبادرة يقودها طلاب Imerial لإطلاق أول صاروخ قابل لإعادة الاستخدام من صنع الطلاب قادر على الوصول إلى خط كرمان.
“تشمل مسؤولياتي نظام إمداد الطاقة، ولوحات تسجيل البيانات، وتبديل الطاقة الأرضية، وكمبيوتر الرحلة. وبصفتي قائدًا لكمبيوتر الطيران، أدير فريقًا فرعيًا من المتخصصين عبر الأجهزة والبرامج المدمجة لتطوير نظام آمن للتحكم في الطيران لتنسيق العمليات عبر الصاروخ. كما حصلت على رعاية من الصناعة، مما ساعدنا على تسهيل التطوير.”
وأوضح أن تصميم لوحة كهذه يتطلب منهم تطوير تقنيات جديدة، خاصة في مجال تخطيط ثنائي الفينيل متعدد الكلور. على وجه التحديد، للحد من التداخل وتلبية قيود المساحة. وقال: “تسمح لنا هذه الابتكارات بإنجاز ما يفوق ثقلنا كمنظمة طلابية، حيث نقدم أجهزة على مستوى إلكترونيات الطيران لتمكين نجاح المهمة”.
بناءً على الروح الإبداعية لبرنامج كارمان الفضائي، قام هاري بتأسيس شركة، LaunchEHD، لتقديم إلكترونيات الطيران عالية الأداء لفرق الصواريخ الطلابية.
“باستخدام معرفتي بالسيارات والإلكترونيات التناظرية (التي تستخدم على نطاق واسع في فرق الصواريخ)، أقوم بتطوير منتجات متخصصة في الصواريخ مع فريق صغير من الطلاب الطموحين. تستفيد الشركة من علاقة وثيقة مع فرق الصواريخ والمؤسسات الأكاديمية مثل إمبريال كوليدج لندن ومجموعة من مهندسي التصميم الإلكتروني القادمين (الذين لديهم شغف شديد وقدرة، ولكن غالبًا ما يفتقرون إلى الدعم للعمل على المنتجات المتخصصة). وبهذه الطريقة يمكننا تقديم تقنيات رائدة مع رفع مستوى المهندسين الطموحين. وبطبيعة الحال، نحن نقدم خدمات لشركة Karman Space. البرنامج، حيث ستعمل أجهزة LaunchEHD على تشغيل [Vega rocket]والذي سيكون أقوى صاروخ طلابي يعمل بالوقود السائل في المملكة المتحدة حتى الآن.”
ويأمل هاري أنه مع نمو الشركة، ستصبح بطلة الابتكار البريطاني في مجال إلكترونيات الطيران!
أخيرًا، إذا لم يكن هذا كافيًا، فقد قام هاري أيضًا بتصميم أداة تعليمية. هذا عبارة عن معجل رياضي، يتم تنفيذه على FPGA، لحساب مخطط البكسل للمستوى المعقد.
قال لنا: “يأخذ FPGA دالة النقل (المجال z) كمدخل، ويحسب الحجم والمرحلة لكل بكسل، ويعرض المخطط على الشاشة”. “سيتم إنشاء وظيفة النقل من لوحة إدخال مخصصة يضع المستخدم عليها قطع LC المضبوطة. تمثل هذه القطع أقطابًا أو أصفارًا لترتيب معين وتحدد وظيفة النقل لـ FPGA بمجرد اكتشافها بواسطة اللوحة.”
وجهة نظر صناعة الالكترونيات
كما شاركت كارولين هايز، محررة مجلة Electronics Weekly، وجهة نظرها بشأن دخول هاري.
وأبرزت كارولين، على سبيل المثال، أنه يتمتع بروح المهندس والمبتكر الفطرية!
وقالت: “بعد مسار وظيفي واضح من الاهتمام بالسيارات، ثم تصميم إلكترونيات الطيران، تمكن من التواصل بشكل فعال لتأمين الرعاية لتطوير أنظمة جديدة ودفع الحدود الهندسية”. “لقد أنشأ أيضًا شركته الخاصة وجمع فريقًا من المواهب الشابة وأظهر أيضًا اهتمامًا نشطًا بتشجيع الجيل القادم من المهندسين على دراسة موضوعات العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات.”
مجتمع
وفيما يتعلق بالعمل المجتمعي، أخبرنا هاري أنه طوال فترة شبابه كان صوته مسموعًا في مجتمع الهندسة الكهربائية. سواء كان ذلك إنشاء مقاطع فيديو على YouTube، أو إعلام الآخرين حول أجهزة الكمبيوتر، أو مناقشة إلكترونيات الترددات اللاسلكية في المنتديات عبر الإنترنت، أو إنشاء مشاريع بسيطة (على سبيل المثال، نموذج لسد كهرومائي). لقد كان سعيدًا بإظهار المبادئ الهندسية للطلاب الصغار.
أخبرنا أنه خلال المدرسة شارك في نادي الإلكترونيات والفيزياء. على سبيل المثال، قدم عروضًا تقديمية حول التقنيات الناشئة وعرض مشاريعي الشخصية على الشباب.
كما ذكرنا سابقًا، هاري هو باحث في UKESF، وكجزء من المنحة الدراسية التي حصل عليها، فقد شارك في جلب المهندسين الشباب إلى قطاعي. يتضمن ذلك الحديث عن الصناعة، وعملية التقديم للجامعة، والتحضير لامتحان القبول، وما إلى ذلك.
“يتردد صدى هذا معي من خلال تجربتي في العثور على مهنة في الهندسة الكهربائية؛ فعندما كنت أتطلع إلى الانتقال من هاوٍ للإلكترونيات إلى محترف، كافحت للعثور على طريق إلى الصناعة (أو حتى عمل يمكنني القيام به لتعزيز محفظتي). أريد مساعدة المهندسين المتحمسين من خلال مساعدتهم في العثور على طريقهم إلى مهنة مليئة بالتحديات ولكنها مجزية في هذا القطاع. من المقرر أن أعود إلى مدرستي لإلقاء محاضرة تشجع الطلاب على متابعة منحة UKESF ومهنة في مجال الإلكترونيات (ومن المحتمل أن أرشد العديد من الطلاب المتحمسين كما أستمتع غالبًا القيام)..”
وفي الجامعة، بذل هاري نفس الجهود للمشاركة في مشاريع مثيرة للاهتمام لإثارة الحماس حول الإلكترونيات داخل مجتمعه المحلي.
في الآونة الأخيرة، على سبيل المثال، كان يعمل على عدة أنظمة، أبرزها ملف تسلا ذو الحالة الصلبة وجهاز استقبال الأقمار الصناعية التابع لـ NOAA، حسبما أخبرنا.
“إن ملف تسلا هو الأحدث في سلسلة من مشاريعي المتعلقة بالجهد العالي – وهذا المشروع على وجه الخصوص كان يمثل تحديًا للتنفيذ بفعالية، حيث كان علي تطوير عدد من المهارات العملية، مثل لف محولات محرك البوابة يدويًا.”
وبالمثل، مع جهاز استقبال الأقمار الصناعية التابع للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA)، استثمر العديد من عطلات نهاية الأسبوع في إنشاء هوائي ثنائي القطب على شكل حرف V في المنزل.
“في كثير من الأحيان، تعد صياغة أجزاء مثل هذه فنًا أكثر من كونها علمًا، وبالتالي، يميل توثيق أعمال الآخرين عبر الإنترنت إلى أن يكون متناثرًا. أنوي كتابة هذه المشاريع على تعليمات (مدونة لمشاريع العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات) لتوثيق تجربتي ومشاركة منهجيتي مع المتحمسين ذوي التفكير المماثل.
تم تصميم مشاريع أكثر تعقيدًا، مثل المسرع الرياضي للمستوى المعقد، لتعليم طلاب الهندسة الكهربائية في الجامعة. وأخبرنا أن المشروع (والورقة المرتبطة به) يقدم عرضًا عمليًا للطلاب للوصول إلى مجموعة واسعة من المفاهيم النظرية من مقرراتهم الدراسية. على سبيل المثال، أخذ عينات Nyquist، وخطوط الأنابيب، وأنظمة LTI، والتصفية التناظرية/الرقمية.
تهانينا لهاري هيل!
انظر أيضا: جوائز إلكترا 2025 – الفائزون
