مشروع تخرج يطوّر الكرسي المتحرك «الكهروشمسي» ويؤهله للاستعمال المنزلي

الكرسي المتحرك، الذي يستخدمه المعاقون حركيا ممن يعانون من شلل في أطرافهم السفلية هو، الوسيلة الأساسية في التنقل من مكان لآخر، ولا يمكنهم الاستغناء عنه بأي حال من الأحوال، وتعمل هذه الكراسي عبر تحريكها يدويا أو كهربائيا كما هو الحال في الكراسي المتطورة باهظة الثمن والتي تتطلب شحن بطارياتها بالتيار الكهربائي كلما فرغت، ما يستنزف قدرا كبيرا من الطاقة الكهربائية ومبالغ مالية طائلة. ومن هذا المنطلق عمد ثلاثة خريجين في كلية الهندسة بجامعة الشارقة إلى تطوير كرسي متحرك كهروشمسي يوفر على المعاقين الوقت والمال. بالبحث والاجتهاد والإرادة وروح الابتكار توصل ثلاثة طلبة مهندسين حديثا في كلية الهندسة قسم هندسة كهربائية وإلكترونية من جامعة الشارقة إلى حل يخفف من معاناة المعاقين حركيا، ممن يعتمدون على الكرسي المتحرك، بابتكارهم كرسيا متحركا “كهروشمسيا” يعمل بالطاقة الكهربائية المولدة من الطاقة الشمسية وهم المواطن محمد الأهدل والأردني وليد عبيد والفلسطيني غسان دبور. فكرة المشروع حول فكرة الكرسي المتحرك المبتكر وسبب اختياره مشروعا لتخرجهم، يقول الأهدل “فكرنا بكرسي متحرك يعمل بالطاقة الشمسية هو اسم المشروع الذي عملنا عليه على مدار فصلين دراسيين ليكون مشروع تخرجنا، حيث قمنا بشراء كرسي متحرك عادي وحولناه إلى كرسي كهربائي، ومن ثم إلى كرسي يعمل بالطاقة الشمسية، وسبب اختيارنا لهذه الفكرة بالتحديد لأنها فكرة جديدة تفيد ذوي الاحتياجات الخاصة وهم فئة تحتاج إلى الدعم والمساعدة من جميع شرائح المجتمع، وقد اقترح علينا الفكرة الدكتور عمرو النادي، المشرف على مشروعنا وأستاذنا في قسم الهندسة الكهربائية، فأعجبنا بالفكرة كونها تتعلق بموضوع يعد حديث الساعة ألا وهو الطاقة المتجددة النظيفة، وكيفية استغلالها فوافقنا على المشروع وقمنا بتنفيذه وتطويره”. ويضيف “مبدأ عمل الكرسي يقوم على تحويل الطاقة الشمسية المستمدة من الشمس إلى طاقة كهربائية وفرق جهد عن طريق الألواح الشمسية الموجودة أعلى الكرسي، وتعمل هذه الطاقة الكهربائية المتولدة على شحن البطاريات القابلة لإعادة الشحن عن طريق دوائر كهربائية، حيث تتصل البطاريات بمحرك كهربائي يعمل على التيار الثابت”. ويشير الأهدل إلى أن فكرة الكرسي المتحرك بالطاقة الشمسية ليست فكرة جديدة حيث سبقهم إليها المواطن المعاق حيدر طالب، الذي قام بابتكار كرسي شبيه يستمد طاقته من الخلايا الشمسية، حيث قطع به مسافة 142 كم ليدخل موسوعة جينيس للأرقام القياسية، لكن الجديد في مشروعهم بحسب الأهدل هو الإضافات والتحسينات المصممة لخدمة المعاق مثل نظام تنبيه تخفيف السرعة كالمتواجد بالسيارات، ونظام التحكم بالكرسي عن بعد من خلال الأشعة تحت الحمراء، وهو مؤلف من جهاز تحكم وعارض رقمي للسرعة. الإطار العام يشرح عبيد المراحل التي مروا بها أثناء ابتكارهم للكرسي، قائلا “بدأنا بمرحلة البحث النظري والدراسة المعمقة من أجل فهم الإطار العام للمشروع والقطع التي سيتكون منها، حيث كان لدينا عدة خيارات وآراء متعلقة بالشكل الخارجي للكرسي وطبيعة الدوائر الكهربائية التي نحتاجها وعددها، كما تضمنت هذه المرحلة الزيارات الميدانية لبعض مراكز ذوي الاحتياجات الخاصة مثل نادي الثقة للمعاقين في الشارقة بهدف التعرف على احتياجات الفئة المستهدفة من المشروع، إلى جانب محاولة فهم ودراسة النظريات والمعادلات المتعلقة بحركة الكرسي والحسابات المتعلقة بأقصى وزن يحمله الكرسي والسرعة المفترضة له وأقصى زاوية لانحداره عن مرتفع، بالإضافة إلى ما تضمنته هذه المرحلة من استشارات لبعض الأساتذة والمدرسين في الجامعة من قسم الهندسة الكهربائية والحاسوب فيما يختص بمجال دوائر الشحن الكهربائية والألواح الشمسية والمحركات الكهربائية وأنواعها”. ويضيف “تلا ذلك مرحلة شراء القطع والأجهزة اللازمة مثل جهاز المحول الذي استخدمناه بغرض تجربة دوائر الشحن ودوائر خفض التيار الابتدائي للمحرك، ومن القطع التي اشتريناها الدوائر المتكاملة متعددة المهام وقطع المحاكاة التي كانت استخدمناها لبرمجة الدوائر المتكاملة، والبطاريات ذات القيم والسعات المحددة لتخدم غرض جعل الكرسي يتحرك لفترة زمنية طويلة، إلى جانب أهم القطع وهو المحرك الكهربائي ذو التيار الثابت حيث كان من الصعوبة بمكان الحصول عليه من داخل الدولة فاضطررنا لطلب المحرك من شركة لتصنيع المحركات الكهربائية في الهند عن طريق التواصل الإلكتروني مع الشركة”. مراحل التنفيذ عن المراحل المتسلسلة التي مروا بها في مشروعهم، يقول دبور “بعد أن أصبحت جميع الأدوات والأجهزة جاهزة بدأنا بمرحلة التنفيذ أو مرحلة بناء الكرسي، وهي أصعب المراحل على الإطلاق، وتضمنت تجميع المكونات والدوائر والألواح لتناسب حجم وشكل الكرسي النهائي ليكون مناسبا للاستخدام الخارجي في المرافق والأماكن العامة، ويناسب إلى حد ما الاستخدام المنزلي إذا توفر الحيز المناسب لارتفاع الألواح الشمسية والعرض الجانبي المناسب، وقد استعنا بورشة للأعمال الميكانيكية في عملية تجميع المكونات ولحام القطع الحديدية لتكوين المكان المناسب لوضع الألواح الشمسية في الجزء العلوي للكرسي، ولعمل مساحة أو فراغ مناسب لتثبيت الدوائر الكهربائية أسفل الكرسي، ولصنع رف جانبي للكرسي ليكون موقعا لدائرة التحكم بسرعة الكرسي بشكل يناسب المستخدم، وبعد ذلك كله جاءت مرحلة التجربة والتشغيل، حيث قمنا بتجربة الكرسي على أوزان وسرعات مختلفة، وفي أوقات متباينة من اليوم تتفاوت فيها قوة أشعة الشمس”. وعن القطع التي استخدمت في الكرسي المتحرك، يقول الأهدل “استخدمنا الكثير من الأدوات والقطع والتي كان بعضها متوافرا في الجامعة خصوصا فيما يتعلق بالدوائر الكهربائية كالمقاومات والمكثفات وبعض الدوائر المتكاملة والأسلاك النحاسية والألواح الشمسية، وأجهزة أخرى كانت ضرورية في التجارب مثل مصادر التيار الكهربائي الثابت والمتغير، إلى جانب باقي الأدوات مثل قواطع التيار والبطاريات ومرسلات ومستقبلات الأشعة تحت الحمراء، وناقل حركة المحرك الكهربائي والأسلاك الكهربائية السميكة التي تتحمل تيارات عالية والتي حصلوا عليها من السوق المحلي، وهناك قطع اضطروا لإحضارها من أسواق خارج الدولة مثل المحرك الكهربائي ذي التيار الثابت”، مشيرا إلى أنهم صنعوا بعض القطع بأنفسهم مثل هيكل دوائر خفض التيار الابتدائي للمحرك والذي صنعوه من ألواح خشبية وأسلاك سميكة وقطع تمتص الحرارة. صعوبات ومعوقات يلفت المهندسون إلى أن الصعوبات التي أخرت الانتهاء من المشروع تمثلت في الحصول على بعض القطع مثل المحرك الكهربائي المناسب للمشروع بالمواصفات المناسبة، حيث استغرقت عملية البحث ومراسلة الشركات داخل الدولة وخارجها أكثر من فصل دراسي واحد، بينما بلغت مدة وصول المحرك إلى ما يقارب ثلاثة شهور تشمل مدة الطلب والشحن والتوصيل من الهند إلى دولة الإمارات، واستغرق تنفيذ المشروع ككل فصلين دراسيين جامعيين. ويوضح الأهدل “واجهنا صعوبات تقنية حيث كان علينا بناء الدوائر الكهربائية لتناسب القيم العالية للتيارات الكهربائية متطلبة قطعا خاصة تتحمل التيارات العالية، وعقبات أخرى متعلقة بالحجم العام للدوائر الكهربائية والقطع المتداخلة حيث كان علينا مراعاة ذلك والحفاظ على شكل الكرسي ليبدو عمليا ومناسبا للاستخدام في الأماكن العامة والمغلقة ومن أجل ذلك عملنا على تقليل الحجم قدر الإمكان”. وحول مميزات الكرسي الذي ابتكره وزميلاه، يقول عبيد “يتميز مشروعنا بعدم الحاجة إلى إعادة شحن البطاريات مرة أخرى لتحريك الكرسي حيث تستمد الطاقة المناسبة من الشمس، ويتميز النظام بقرب شكله العام وتصميمه من تصميم السيارات الكهربائية والمركبات العادية وذلك باحتوائه على مقود للتحكم بالجهة المراد التوجه إليها. ويوجد إضافات مميزة أخرى مثل التحكم عن بعد بالكرسي عن طريق الأشعة تحت الحمراء، وبشكل عام يستخدم الكرسي في توفير وسيلة نقل مناسبة لذوي الاحتياجات الخاصة في الأماكن العامة والمغلقة حيث لا يحتاج المستخدم لأن يعيد شحن بطاريته مرة أخرى خصوصا في حالات توقف الكرسي حيث يكون الشحن مستمرا والحركة مستمرة دون توقف”. جوائز بالجملة فاز المشروع بعدد من الجوائز ما زاد من ثقة أعضاء فريق المطورين بأنفسهم وبقدراتهم. إلى ذلك، يقول محمد الأهدل “شاركنا بمشروعنا في عدد من المسابقات وحصدنا عددا من الجوائز، حيث شاركنا في مؤتمر جامعة الشارقة للطاقة النووية والمتجددة لعام 2011، أما الجوائز التي نلناها فهي “جائزة أفضل بحث لمشروع بكالوريوس” على مستوى طلاب البكالوريوس في جامعة الشارقة، وجائزة “أفضل فكرة مشروع طلابي” على مستوى جامعات الدولة، وجائزة مسابقة تميز “فالك طيب” حيث حصلنا على المركز الخامس، وجائزة “المهندسين الكهربائيين العالمية” المخصصة لمشاريع الطلاب على مستوى جامعات الدولة، والتي تعقد في جامعة خليفة فرع الشارقة حيث حصلنا على المركز الثاني”. سر النجاح يعتقد محمد الأهدل أن سبب نجاحهم في ابتكار الكرسي الكهروشمسي بتلك المواصفات العالية هو روح الفريق الواحد الذي عملوا به حيث كانت المهام موزعة كل حسب الجزء الذي يبدع فيه أكثر فأحدهم كان مهتما بتطوير جانب المحرك والهيكل والعمل الميكانيكي للكرسي وإيصال القطع وشرائها، وآخر بدوائر الشحن وخفض التيار الابتدائي والألواح الشمسية، وثالث يختص ببرمجة الدوائر المتكاملة للتحكم بسرعة الكرسي والتحكم عن بعد وعرض السرعة، وإذا ما برزت صعوبات فتتكاتف الأيدي لإيجاد حلول مناسبة لها. خطط مستقبلية يطمح المهندسون الثلاثة إلى الارتقاء بالمشروع والنهوض به، معتبرين ما وصلوا إليه نقطة انطلاق وليس انتهاء. وعن مشاريعهم المستقبلية، يقول دبور غسان “نطمح إلى تحويل الكرسي إلى سيارة تعمل بالطاقة الشمسية حيث يتطلب ذلك تصغير مساحة الألواح الشمسية، وتغيير دوائر الشحن لتزودنا بتيار أكبر، واستخدام بطاريات ذات سعة أكبر لضمان استمرارية العمل في حالة عدم توافر أشعة الشمس لشحن البطاريات ليلا، ويمكن تطويره من جانب السرعة حيث أن تغيير ناقل الحركة يؤدي إلى تغيير السرعة لتناسب التطبيق الملائم”.