Cos'è l'ingegneria di mecatronica?

L'ingegneria mecatronica è una disciplina ibrida che consiste in aspetti meccanici, elettronici e di controllo.È la disciplina utilizzata per progettare e produrre dispositivi che possono rispondere ai loro ambienti in tempo reale.Il feedback fornito dai sensori elettrici è gestito da un computer centrale che emette comandi per intraprendere azioni.Questi comandi regolano la risposta del dispositivo, che a sua volta lo lascia in una nuova situazione.L'ingegneria di mecatronica è utile per la progettazione di molti sistemi che non si basano interamente sul funzionamento umano.

Il primo aspetto dell'ingegneria mecatronica è l'aspetto meccanico.L'ingegneria meccanica riguarda la progettazione di strutture fisiche in una macchina.L'ingegneria meccanica sottostante è la scienza dei meccanici, che è un ramo della fisica che affronta le forze su larga scala e la materia in moto.Un altro campo che contribuisce è la scienza dei materiali, che può offrire agli ingegneri una serie di materiali da utilizzare nella progettazione di prodotti.In un'auto, l'aspetto meccanico comprenderebbe il corpo, il telaio e il motore, ad esempio. Un altro componente necessario dell'ingegneria mecatronica è l'aspetto elettronico.L'ingegneria elettronica riguarda la progettazione di dispositivi pratici che utilizzano il movimento delle particelle caricate elettricamente.Questo flusso di elettricità può essere utilizzato per trasportare sia l'energia che le informazioni.L'energia elettrica può essere utilizzata per alimentare un dispositivo mechatronico attraverso un motore elettrico.Le informazioni prodotte dai sensori possono essere gestite da un sistema di controllo centrale.

L'elemento finale richiesto nell'ingegneria mecatronica è una qualche forma di controllo.La teoria del controllo si occupa di mantenere uno stato ottimale in un sistema dinamico.Funziona ottenendo feedback sul suo stato attuale in un ambiente, prendendo una decisione e quindi emettendo comandi per intraprendere un'azione.Quando un oggetto è più lontano dal suo stato ottimale, può rispondere più fortemente per raggiungere quello stato.In un dispositivo mechatronico, il controllo è in genere gestito da un microprocessore e mdash; un singolo circuito integrato con una capacità di elaborazione centrale. I dispositivi mechatronici sono diffusi in molte società.Un'auto, ad esempio, combina sistemi meccanici con sistemi elettrici e un computer centrale.Molti sensori elettrici rilevano informazioni sullo stato dell'auto, come la sua velocità, il livello del carburante e la temperatura del motore.Questi segnali vengono trasportati da percorsi elettrici al computer dell'auto, il che prende decisioni su come rispondere.Se il carburante è troppo basso o il motore è troppo caldo, il computer può emettere un comando per visualizzare un messaggio di avviso all'operatore.

In un'auto, il compito di prendere decisioni è condiviso da un computer e da un operatore.Molti dispositivi mecatronici, d'altra parte, non sono gestiti in tempo reale dagli umani.I veicoli spaziali devono spesso utilizzare i computer a bordo per prendere decisioni in tempo reale perché vi è un ritardo di comunicazione tra il veicolo spaziale e la Terra.I Rover di Marte Exploration hanno avuto un ritardo di comunicazione di diversi minuti e, quindi, ha usato un computer centrale per prendere molte decisioni di navigazione rapide.Senza questa capacità, i Rovers avrebbero potuto cadere da una sporgenza o rimasti bloccati da un oggetto quando gli operatori della Terra hanno notato le minacce.