مکاترونیک چیست؟

آیا این واژه، همان الکترونیک است؟

مکاترونیک با کدام رشته ها مرتبط است؟

کلمه ی مکاترونیک از جمله واژه هایی است که کمتر با آن برخورد کرده ایم و ممکن است هیچ آشنایی ای با آن نداشته باشیم. در مطلب زیر سعی بر آن است که مکاترونیک ، توضیح داده شود:

مکاترونیک:

کلمه مکاترونیک از ترکیب کلمات مکا که از واژه مکانیزم و ترونیک که از وازه الکترونیک به وجود آمده است. می توان ذکر کرد که رشته مکاترونیک از تلفیق سه رشته مهندسی مکانیک، الکترونیک و کامپیوتر به وجود آمده است و دانشجویان در این گرایش به فراگیری دروسی از سه رشته نام برده شده می پردازند.

 اولین بار واژه ی مکاترونیک رو یه مهندس ژاپنی شرکت یاسکاوا که درباره کنترل کامپیوتری موتورهای الکتریکی در این شرکت تحقیق می کرد به کار برد یعنی در ژاپن اولین جرقه های خودش را زد البته قبلا هم این رشته وجود داشت اما نه به این صورت صنعتی و با این نام، مکاترونیک جایگزین واژه; سیستم های الکترومکانیکی شد.

مهندسین این گرایش به علت تسلط بر رشته های مذکور شده می توانند بعد از فارغ التحصیلی به فعالیت در رشته های مربوطه هم بپردازد و می توانند در اجرای طرح های نظارت داشته و برنامه ریزی های مربوطه را انجام دهند.

برای اولین بار در سال 1969 یک مهندس ژاپنی به اسم تسورو موری واژه مکاترونیک را اختراع و به کار برد. می توان خاطرنشان کرد که واژه مکاترونیک جایگزین واژه سیستم های الکترومکانیکی شده و به جای آن بکار برده شد.

 

در کشور ایران می توان رشته مهندسی مکانرونیک را رشته ای جدید تأسیس دانست. با توجه به نیاز ارتقا صنعت و استفاده روز افزون از دستگاه های پیچیده و مرکب در کشور احتیاج به مهندسین مکاترونیک برای ایجاد و نظارت بر ساختارهای مربوطه بیش از پیش احساس می شود. در ایران می توان سابقه این رشته را بین 10 الی 20 سال دانست.

 

در سال های قبل دانشگاه های سراسری و آزاد کشور به صورت جدی به این رشته می پردازند و شاهد موفقیت های چشمگیری هم در سطح بین المللی برای کشور بوده ایم. علاوه بر تحصیلات دانشگاهی می توان به فراگیری علوم مکاترونیکد هنرستان های فنی و آموزشگاه ها هم پرداخت.

 می توان از پرفسور رحمت الله قدیمی چرمیهنی به عنوان پدر این علم در ایران نام برد.

 

معرفی رشته مکاترونیک

با پایان یافتن سال نهم و آمدن فرم های هدایت تحصیلی اگر شما شرایط لازم از قبیل نمره احراز شده و استعداد و علاقه خصوصا به کارهای عملی و فنی برای ورود به شاخه فنی و حرفه ای دارید و نمی دانید کدام رشته از رشته های فنی و حرفه ای را انتخاب کنید تا پایان این مقاله با یکی از جدیدترین زیرشاخه های آن به اسم مکاترونیک که از ترکیب سه رشته مکانیک، کامپیوتر و الکترونیک به وجود آمده است (در بعضی از تعاریف از رشته کنترل هم به عنوان رشته چهارم نام برده شده) بیشتر آشنا می شویم که در ایران هم به دلیل نداشتن تکنسین مکاترونیک در خیلی از حوزه ها بخصوص در زمینه هایی که سه رشته ی کامپیوتر و الکترونیک و مکانیک با هم ترکیب می شوند نتوانسته یک سری از مشکلات خودش را رفع کند.

کاربرد این دانش:

چندگونگی تخصص و انعطاف پذیری در استفاده از آموخته های فارغ التحصیلان رشته‌ی مکاترونیک درهای زیادی را در صنایع مختلف بر روی این فارغ التحصیلان می گشاید. همچنین این فارغ التحصیلان علاوه بر قدرت علمی خود، توانایی مدیریت و تصمیم گیری برای پاسخ به مشکلات صنعتی کشور را خواهند داشت. به عنوان مثال می توان از موارد نام برده به عنوان زمینه های اشتغال متخصصین مکاترونیک نام برد:

 

ـ در صنعت: ماشین سازی (استفاده از ماشین های ابزار کنترل شده به وسیله‌ی کامپیوتر)، تولید خودرو (ایجاد خط تولید انعطاف پذیر با توسعه‌ی اتوماسیون و استفاده از ربات ها، حساسه و بکارگیری صحیح از سیستم‌های کنترل)، معادن (بکارگیری از مته های کنترل شده از راه دور).

 مثلا فرض کنید شما می خواهید فشار و دمای درون یک دیگ عظیم بخار را در نیروگاه کنترل کنید. ابتدا باید سنسورهای دماسنج و فشارسنج را در دیگ بخار نصب کرده و آن را به مدار الکترونیکی متصل کنید پس از آن با دریافت دما و فشار شیرهای کنترلی بخار را که اجزای مکانیکی مجموعه هستند کنترل می کنید تا افزایش بیش از حد دما و یا فشار در دیگ بخار جلوگیری کنید. زمینه بسیار جدید و بکر در زمینه مکاترونیک مباحث نانو در ارتباط با MEMS است. ساخت سنسورهای مکاترونیکی. پایانی بر شتاب سنجها و فشارسنجهای سنتی مکانیکی! در این زمینه با استفاده از روابط ولتاژ و تنش در مواد سنسورهای الکترونیکی به شکل یک IC ساخته می شود. در حال حاضر IC های فراوانی در بازار وجود دارند که شتاب، سرعت زاویه­ای، دما و کلیه کمیتهای فیزیک موجود را اندازه گیری می­کنند. دیگر نیازی به استفاده از شتاب سنجهای سنتی مکانیکی وجود ندارد. یک IC می­خرید و شتاب را از رئی یکی از پایه­های آن می­خوانید.

ـ در پزشکی: برای ساخت تجهیزات هوشمند پزشکی اعم از صندلی های چرخ دار هوشمند، پروتزهای هوشمند، ابزارهای جراحی هوشمند، آزمایشگاه های پاتولوژیک مجهز به سیستم های هوشمند.

 

ـ در صنایع هوافضا: تجهیزات فضایی هوشمند قابل کنترل از راه دور.

ـ در صنایع دفاعی: تجهیزات هدایتی موشک.

ـ سیستم های امنیتی ـ خدماتی: کنترل هوشمند عبور و مرور افراد در اماکن اداری، کنترل هوشمند حمل و نقل شهری و عمومی همانند مترو.

 

مهندسان مکاترونیک باید خود را برای اینکه سازنده یا حتی مخترع باشند، آماده کنند. اکنون همه چیز راحت تر از گذشته شده است؛ امروزه شما به تکنولوژی چاپ سه بعدی برای ساخت نمونه های مکانیکی ایده‌های خود دسترسی دارید و «آردوینوها» (Arduinos)؛ پلت فرم نمونه برداری الکترونیک منبع باز که کاربران را قادر به ایجاد اشیاء الکترونیکی تعاملی می کند.) و Raspberry Pi هایی (یک رایانه کوچک و مقرون به صرفه است که می توانید از طریق برنامه های سرگرم کننده و کاربردی آن برای یادگیری برنامه نویسی استفاده کنید.) وجود دارد که به شما کمک می کنند هرچه مورد نظر شما باشد را در سیستم پیاده کند.

 

کسانی که در رشته‌ی مکاترونیک مهارت کسب می‌کنند باید اطلاعت کلی از شماری از تکنیک ها به دست آورند و قابلیت اداره‌ی کل فرآیند طراحی را داشته باشند. آن ها باید قادر باشند از منابع اطلاعاتی سایرین بهره برده و از ترکیب ویژه‌ی فناوری هایی که اقتصادی ترین، جدیدترین، زیبا‌ترین و مناسب ترین راه حل را برای مساله مورد نظر ارائه می دهند استفاده نمایند. صنعت به مهندسان مکاترونیک برای ساخت سریع محصولات جدید با بازدهی و کیفیت بالا و قیمت پایین نیازمند است.

 

برخی از حوزه های مرتبط با مکاترونیک

طراحی مکانیکی

برنامه نویسی و مهندسی نرم افزار

نظریه ماشین آلات و مکانیزم

هیدرولیک پنوماتیک

الکترونیک سیگنال و برق الکترونیک

مبانی ماشین‌آلات و درایوها

سیستم های جاسازی شده

پردازش سیگنال دیجیتال

مدل سازی و شبیه سازی

نظریه کنترل خودکار

روباتیک

سنسورها و تهویه مطبوع Singal

هوش مصنوعی

شبکه های کامپیوتر

PLC، DCS و SCADA

 

. پایان مطلب.