Hva er Mechatronics Engineering?

Mechatronics Engineering er en hybrid disiplin som består av mekaniske, elektroniske og kontrollaspekter.Det er disiplinen som brukes til å designe og produsere enheter som kan svare på miljøene deres i sanntid.Tilbakemelding gitt av elektriske sensorer administreres av en sentral datamaskin som utsteder kommandoer for å iverksette tiltak.Disse kommandoene styrer responsen fra enheten, som igjen etterlater det i en ny situasjon.Mechatronics Engineering er nyttig for å designe mange systemer som ikke er helt avhengige av menneskelig drift.

Det første aspektet av Mechatronics Engineering er det mekaniske aspektet.Mekanisk ingeniørfag er opptatt av utforming av fysiske strukturer i en maskin.Underliggende maskinteknikk er vitenskapen om mekanikk, som er en gren av fysikk som adresserer store krefter og materie i bevegelse.Et annet bidragende felt er Materials Science, som kan gi ingeniører en serie materialer å bruke til å designe produkter.I en bil vil det mekaniske aspektet omfatte kropp, chassis og motor, for eksempel.

En annen nødvendig komponent i Mechatronics Engineering er det elektroniske aspektet.Elektronisk prosjektering er opptatt av å designe praktiske enheter som bruker bevegelsen til elektrisk ladede partikler for å operere.Denne strømmen av elektrisitet kan brukes til å transportere både energi og informasjon.Elektrisk energi kan brukes til å drive en mekanisk enhet gjennom en elektrisk motor.Informasjon produsert av sensorer kan administreres av et sentralt kontrollsystem.

Det endelige elementet som kreves i Mechatronics Engineering er en form for kontroll.Kontrollteori er opptatt av å opprettholde en viss optimal tilstand i et dynamisk system.Det fungerer ved å få tilbakemelding på sin nåværende tilstand i et miljø, ta en beslutning og deretter utstede kommandoer for å iverksette tiltak.Når et objekt er lenger fra sin optimale tilstand, kan det reagere sterkere for å nå denne tilstanden.I en mekanisk enhet styres kontrollen typisk av en mikroprosessor mdash; en enkelt integrert krets med en sentral prosesseringsevne.

Mekatroniske enheter er utbredt i mange samfunn.En bil kombinerer for eksempel mekaniske systemer med elektriske systemer og en sentral datamaskin.Mange elektriske sensorer oppdager informasjon om bilens tilstand, for eksempel hastighet, drivstoffnivå og motortemperatur.Disse signalene blir transportert med elektriske veier til bilens datamaskin, noe som tar beslutninger om hvordan de skal svare.Hvis drivstoffet er for lavt eller motoren er for varm, kan datamaskinen utstede en kommando for å vise en advarsel til operatøren.

I en bil deles oppgaven med å ta beslutninger av en datamaskin og en operatør.Mange mekaniske enheter, derimot, drives ikke i sanntid av mennesker.Romfartøy må ofte bruke datamaskiner ombord for å ta beslutninger i sanntid fordi det er en kommunikasjonsforsinkelse mellom romfartøyet og jorden.Mars Exploration Rovers hadde en kommunikasjonsforsinkelse på flere minutter, og brukte derfor en sentral datamaskin for å ta mange raske navigasjonsbeslutninger.Uten denne muligheten kunne Rovers ha falt av en avsats eller satt seg fast av et objekt da operatørene på jorden la merke til truslene.