Qu'est-ce que l'ingénierie mécatronique?

L'ingénierie mécatronique est une discipline hybride qui se compose d'aspects mécaniques, électroniques et de contrôle.C'est la discipline utilisée pour concevoir et fabriquer des appareils qui peuvent répondre à leur environnement en temps réel.Les commentaires fournis par les capteurs électriques sont gérés par un ordinateur central qui émet des commandements pour prendre des mesures.Ces commandes régissent la réponse de l'appareil, qui à son tour le laisse dans une nouvelle situation.L'ingénierie mécatronique est utile pour la conception de nombreux systèmes qui ne dépendent pas entièrement de l'opération humaine.

Le premier aspect de l'ingénierie mécatronique est l'aspect mécanique.Le génie mécanique concerne la conception de structures physiques dans une machine.L'ingénierie mécanique sous-jacente est la science de la mécanique, qui est une branche de la physique qui aborde les forces à grande échelle et la matière en mouvement.Un autre domaine contribuant est la science des matériaux, qui peut donner aux ingénieurs une suite de matériaux à utiliser dans la conception de produits.Dans une voiture, l'aspect mécanique comprendrait le corps, le châssis et le moteur, par exemple.

Un autre composant nécessaire de l'ingénierie mécatronique est l'aspect électronique.L'ingénierie électronique concerne la conception de dispositifs pratiques qui utilisent le mouvement des particules chargées électriquement pour fonctionner.Ce flux d'électricité peut être utilisé pour transporter à la fois l'énergie et les informations.L'énergie électrique peut être utilisée pour alimenter un dispositif mécatronique via un moteur électrique.Les informations produites par les capteurs peuvent être gérées par un système de contrôle central.

L'élément final requis dans l'ingénierie mécatronique est une forme de contrôle.La théorie du contrôle vise à maintenir un état optimal dans un système dynamique.Il fonctionne en obtenant des commentaires sur son état actuel dans un environnement, en prenant une décision, puis en émettant des commandes pour prendre des mesures.Lorsqu'un objet est plus éloigné de son état optimal, il peut répondre plus fortement pour atteindre cet état.Dans un dispositif mécatronique, le contrôle est généralement géré par un microprocesseur mdash; un seul circuit intégré avec une capacité de traitement centrale.

Les dispositifs mécatroniques sont répandus dans de nombreuses sociétés.Une voiture, par exemple, combine des systèmes mécaniques avec des systèmes électriques et un ordinateur central.De nombreux capteurs électriques détectent des informations sur l'état de la voiture, telles que sa vitesse, son niveau de carburant et sa température du moteur.Ces signaux sont transportés par des voies électriques vers l'ordinateur de la voiture, ce qui prend des décisions sur la façon de répondre.Si le carburant est trop bas ou que le moteur est trop chaud, l'ordinateur peut émettre une commande pour afficher un message d'avertissement à l'opérateur.

Dans une voiture, la tâche de prendre des décisions est partagée par un ordinateur et un opérateur.De nombreux dispositifs mécatroniques, en revanche, ne sont pas opérés en temps réel par les humains.Le vaisseau spatial doit souvent utiliser des ordinateurs à bord pour prendre des décisions en temps réel car il existe un délai de communication entre le vaisseau spatial et la Terre.Le Mars Exploration Rovers a eu un délai de communication de plusieurs minutes et, par conséquent, a utilisé un ordinateur central pour prendre de nombreuses décisions de navigation rapide.Sans cette capacité, les Rovers auraient pu tomber d'un rebord ou être coincé par un objet au moment où les opérateurs de Terre ont remarqué les menaces.