جستجو در تالارهای گفتگو

طبق قولی که به دوستان داده بودم برای ارائه یک مجموعه آموزشی ساده الکترونیک این مجموعه که چندسال پیش در شرکتمون جمع کرده بودیم رو براتون میذارم. امیدوارم مورد توجه دوستان قرار بگیره و خوشحال میشیم بتونیم به کمک شما مجموعه های بیشتری معرفی کنیم مقدمه مکاترونیک علمی است که همانطور که از نامش پيداست، هم به مکانيک و هم به الکترونيک ارتباط دارد ، درواقع ترکيبي از اين دو شاخه مهم در علوم فني و مهندســي می باشد. البـته بـا رشته هاي ديگر مهندسي مانند کامپيوتر ، رباتيک، مخابرات، کنترل و ... هم در ارتباط مستقيم است. در اين مجموعه شما گام به گام با اين رشته و کاربردهایش آشنا می شوید. اولين قسمت از آموزش مکاترونيک به آموزش مفاهيم الکترونيک اختصاص دارد . بسته اي که شما در اختيار داريد ، شامل دهها آزمايش و پروژه جذاب الکترونيک می باشد که شما را در یادگیری هرچه بهتر این مفاهیم کمک می کند. با کمي دقت به اطرافتان متوجه خواهید شد که امروزه برق و الکترونیک نقش عمده ای در زندگی ما بازی می کند. از موبایلی که در دست ماست گرفته تا DVD PLAYER ، تلويزيون ، flash memory و .....تماماً پر از مدارات الکترونيکي هستند. کامپيوتر مجموعه اي از مدارات بسيار پيچيده الکترونيکي می باشد . بيش از 85% کنترل هواپيما به کمک الکترونيک انجام مي شود . ارتفاع ، سرعت، فشار هواي بيرون و داخل هواپيما بوسیله سیستم خودکار هواپیما تنظیم می شود. پیشرفت امروز علم پزشکي مدیون تجهیزات پیشرفته الکترونیکی است که در این حرفه بکار گرفته می شود . امروزه عمل هاي جراحي بسیار سخت به کمک روبات هاي جراح خيلي راحت تر و دقيق تر انجام می شود. فهرست : فصل اول ... دنیای الکترونیک فصل دوم ... مقاومت فصل سوم ... خازن فصل چهارم ... دیود فصل پنجم ... ترانزیستور فصل ششم ... آمپلی فایر فصل هفتم ... گرماسنج فصل هشتم ... مدارات مجتمع فصل نهم ... آداپتور فصل دهم ... گیتهای دیجیتال مدارات متنوع .... فصل یازدهم ... آزمایشات ویژه

معرفی رشته مهندسی برق هدف: یكی از بهترین تعریف هایی كه از مهندسی برق شده است، این است كه محور اصلی فعالیت های مهندسی برق، تبدیل یك سیگنال به سیگنال دیگر است. كه البته این سیگنال ممكن است شكل موج ولتاژ یا شكل موج جریان و یا تركیب دیجیتالی یك بخش از اطلاعات باشد. مهندسی برق دارای 4 گرایش است كه در زیر بطور اجمالی به بررسی آنها می پردازیم و در قسمت معرفی گرایشها به تفصیل در مورد هر كدام صحبت خواهم كرد. 1) مهندسی برق- الكترونیك: الكترونیك علمی است كه به بررسی حركت الكترون در دوره گاز، خلاء و یا نیمه رسانا و اثرات و كاربردهای آن می پردازد. با توجه به این تعریف، مهندس الكترونیك در زمینه ساخت قطعات الكترونیك و كاربرد آن در مدارها، فعالیت می كند. به عبارت دیگر، زمینه فعالیت مهندسی الكترونیك را می توان به دو شاخه اصلی "ساخت قطعه و كاربرد مداری قطعه" و "طراحی مدار" تقسیم كرد. 2) مهندسی برق- مخابرات: مخابرات، گرایشی از مهندسی برق است كه در حوزه ارسال و دریافت اطلاعات فعالیت می كند. مهندسی مخابرات با ارائه نظریه ها و مبانی لازم جهت ایجاد ارتباط بین دو یا چند كاربر، انجام عملی فرایندها را به طور بهینه ممكن می سازد. پس هدف از مهندسی مخابرات، پرورش متخصصان در چهار زمینه اصلی این گرایش است شامل فرستنده، مرحله میانی، گیرنده و گسترش شبكه كه گسترده هر كدام عبارتند از: فرستنده: شامل آنتن، نحوه ارسال و ... مرحله میانی: شامل خط انتقال و محاسبات مربوط و ... گیرنده: شامل آنتن، نحوه دریافت، تشخیص و ... گسترش شبكه: مشتمل بر تعمیم خط ارتباطی ساده، ادوات سویچینگ ، ارتباط بین مجموعه كاربرها و ... 3) مهندسی برق- قدرت: مهندسی قدرت را می توان "تولید نیروی الكتریكی" به روشهای گوناگون و انتقال و توزیع این نیروها با بازده و قابلیت اطمینان بالا، تعریف كرد. پس هدف از مهندسی قدرت، پرورش افرادی كارا در بخشهای تولید، انتقال و توزیع است كه گستره این بخش عبارت است از: تولید: طراحی شبكه های تولید با كمترین هزینه و بیشترین بازده. انتقال: طراحی شبكه های انتقال، خطوط انتقال، پخش بار بر روی شبكه، قابلیت اطمینان و پایداری شبكه قدرت، طراحی رله ها و حفاظت شبكه، پخش بار اقتصادی (dispaich economic). توزیع: طراحی شبكه های توزیع حفاظت و مدیریت آن. 4) مهندسی برق- كنترل: كنترل، در پیشرفت علم نقش ارزنده ای را ایفا می كند و علاوه بر نقش كلیدی در فضاپیماها و هدایت موشكها و هواپیما، به صورت بخش اصلی و مهمی از فرایندهای صنعتی و تولیدی نیز درآمده است. به كمك این علم می توان به عملكرد بهینه سیستمهای پویا، بهبود كیفیت و ارزانتر شدن فرآورده ها، گسترش میزان تولید، ماشینی كردن بسیاری از عملیات تكراری و خسته كننده دستی و نظایر آن دست یافت. هدف سیستم كنترل عبارت است از كنترل خروجیها به روش معین به كمك ورودیها از طریق اجزای سیستم كنترل كه می تواند شامل اجزای الكتریكی، مكانیك و شیمیایی به تناسب نوع سیستم كنترل باشد. ماهیت: انرژی اگر بنیادی ترین ركن اقتصاد نباشد، یكی از اركان اصلی آن به شمار می آید و در این میان برق به عنوان عالی ترین نوع انرژی جایگاه ویژه ای دارد. تا جایی كه در دنیای امروز میزان تولید و مصرف این انرژی در شاخه تولید، شاخص رشد اقتصادی جوامع و در شاخه خانگی و عمومی یكی از معیارهای سنجش رفاه محسوب می شود. دانش آموختگان این رشته می توانند در زمینه های طراحی، ساخت، بهره برداری، نظارت، نگهداری، مدیریت و هدایت عملیات سیستم ها عمل نمایند. گرایش های مقطع لیسانس: رشته مهندسی برق در مقطع كارشناسی دارای 4 گرایش الكترونیك، مخابرات، كنترل و قدرت(1) است. البته گرایش های فوق در مقطع لیسانس تفاوت چندانی با یكدیگر ندارند و هر گرایش با گرایش دیگر تنها در 30 واحد یا كمتر متفاوت است. و حتی تعدادی از فارغ التحصیلان مهندسی برق در بازار كار جذب گرایشهای دیگر این رشته می شوند. با این وجود ما برای آشنایی هر چه بیشتر شما گرایشهای فوق را به اجمال معرفی می كنیم. گرایش الكترونیك گرایش الكترونیك به دو زیر بخش عمده تقسیم می شود. بخش اول میكروالكترونیك است كه شامل علم مواد، فیزیك الكترونیك، طراحی و ساخت قطعات از ساده ترین آنها تا پیچیده ترین آنها است و بخش دوم نیز مدار و سیستم نامیده می شود و هدف آن طراحی و ساخت سیستم ها و تجهیزات الكترونیكی با استفاده از قطعات ساخته شده توسط متخصصان میكروالكترونیك است. گرایش الكترونیك یكی از گرایشهای جالب مهندسی برق است كه محور اصلی آن آشنایی با قطعات نیمه هادی، توصیف فیزیكی این قطعات، عملكرد آنها و در نهایت استفاده از این قطعات، برای طراحی و ساخت مدارها و دستگاههای است كه كاربردهای فنی و روزمره زیادی دارند. گرایش مخابرات هدف از مخابرات ارسال و انتقال اطلاعات از نقطه ای به نقطه دیگر است كه این اطلاعات می تواند صوت، تصویر یا داده های كامپیوتری باشد. مخابرات از دو گرایش میدان و سیستم تشكیل می شود. كه در گرایش میدان، دانشجویان با مفاهیم میدان های مغناطیسی، امواج، ماكروویو، آنتن و ... آشنا می شوند تا بتوانند مناسبترین وسیله را برای انتقال موجی از نقطه ای به نقطه دیگر پیدا كنند. همچنین یكی از فعالیت های عمده مهندسی مخابرات گرایش سیستم، طراحی فلیترهای مختلفی است كه می توانند امواج مزاحم شامل صوت یا پارازیت را از امواج اصلی تشخیص و آنها را حذف كرده و تنها امواج اصلی را از آنتن دریافت كنند. گفتنی است كه امروزه با توسعه مخابرات بی سیم، ارتباط نزدیكتری بین دو گرایش میدان و سیستم ایجاد شده است. برای نمونه در گوشی تلفن همراه ما هم تجهیزات مربوط به مدارهای مخابراتی و هم تجهیزات مربوط به فرستنده و هم آنتن گیرنده را داریم. از همین رو یك مهندس مخابرات امروزه باید از هر دو گرایش بخوبی اطلاع داشته باشد تا بتواند یك دستگاه بی سیم را طراحی كند." گرایش كنترل اگر بخواهیم یك تعریف كلی از كنترل ارائه دهیم، می توانیم بگوییم كه هدف این علم، كنترل خروجی های یك سیستم بر مبنای ورودی های آن و با توجه به شرایط ویژه و نكات مورد نظر طراحی آن سیستم می باشد. علم كنترل فقط در مهندسی برق مورد استفاده قرار نمی گیرد. بلكه در شاخه های دیگری از علوم مهندسی و حتی علوم انسانی كاربرد دارد. به عنوان نمونه كنترل فرآیند تصفیه نفت در یك پالایشگاه، كنترل عملكرد یك نیروگاه برق، سیستم كنترل ناوبری یك كشتی و یا كنترل تحولات و تغییرات جمعیتی نمونه های متنوعی از كاربرد علم كنترل می باشد. گفتنی است كه گرایش كنترل دارای زیر بخش های متنوعی مانند كنترل خطی، غیرخطی، مقاوم، تطبیقی، دیجیتالی، فازی و غیره است. در رشته های مهندسی مكانیك، مهندسی شیمی، مهندسی هوافضا، مهندسی سازه و مهندسی های دیگر نیز ما شاهد علم كنترل هستیم اما نوع سیستم كنترلی در هر رشته مهندسی متفاوت است. برای مثال در مهندسی مكانیك نوع كنترل، مكانیكی و در مهندسی شیمی براساس فرآیندهای شیمیایی است. اما در كل هدف مهندسی كنترل، طراحی سیستمی است كه بتواند عملكرد یك دستگاه را در حد مطلوب حفظ كند. خودكار كردن یا اتوماتیك كردن خط تولید، یكی دیگر از فعالیت های مهندسی كنترل است. یعنی مهندس كنترل می تواند به گونه ای خط تولید را هماهنگ و كنترل كند كه محصول تولید شده طبق برنامه تعیین شده و با بهترین كیفیت به دست آید." گرایش قدرت هدف اصلی مهندسین این گرایش، تولید برق در نیروگاهها، انتقال برق از طریق خطوط انتقال و توزیع آن در شبكه های شهری و در نهایت توزیع آن برای مصارف خانگی و كارخانجات است. بنابراین یك مهندس قدرت باید به روشهای مختلف تولید برق، خطوط انتقال نیرو و سیستم های توزیع آشنا باشد. گرایش قدرت به آموزش و پژوهش در زمینه طراحی و ساخت سیستم های مورد استفاده در تولید، توزیع، مصرف و حفاظت از برق می پردازد. به عبارت دیگر دانشجویان این رشته در شاخه تولید با انواع نیروگاههای آبی، گازی، سیكل تركیبی و ... آشنا می شوند. و در بخش انتقال و توزیع، روشهای مختلف انتقال برق اعم از كابلهای هوایی و زیرزمینی را مطالعه می كنند و در شاخه حفاظت نیز انواع وسایل و تجهیزات حفاظتی كه در مراحل مختلف تولید، توزیع، انتقال و مصرف انرژی، انسانها و تاسیسات را در برابر حوادث مختلف محافظت می كنند، مورد بررسی قرار می دهند كه از آن میان می توان به انواع رله ها، فیوزها، كلیدها و در نهایت سیستم های كنترل اشاره كرد. یكی دیگر از شاخه های قدرت نیز ماشین های الكتریكی است كه شامل ژنراتورها، ترانسفورماتورها و موتورهای الكتریكی می شود كه این شاخه از زمینه های مهم صنعتی و پژوهشی گرایش قدرت است." وضعیت ادامه تحصیل در مقاطع بالاتر مهندسی برق فارغ التحصیل در مقطع كارشناسی برق كه مدرك خود را در یكی از چهار گرایش الكترونیك، مخابرات، قدرت و كنترل می گیرد، می تواند در یكی از این گرایشها (اختیاری) یا رشته ای كه برق زیر مجموعه ای برای آن تعریف شده، ادامه تحصیل نماید. این رشته به صورت: مهندسی برق- الكترونیك، برق- قدرت، برق- مخابرات (شامل گرایش های: میدان، سیستم، موج، رمز، مایكرونوری) برق- كنترل، مهندسی پزشكی (گرایش بیوالكتریك)، مهندسی هسته ای (دو گرایش مهندسی راكتور و مهندسی پرتو پزشكی، مهندسی كامپیوتر (معماری كامپیوتر، هوش مصنوعی و رباتیك) است. برای تحصیل در مقطع دكترای تخصصی، می توان، در هر یك از زیرشاخه های تخصصی‌تر گرایشهای یاد شده میزان مورد نیاز واحدها را اخذ كرد و رساله دكتری را در همان موضوع خاص ارائه داد. مسلم است این زیر شاخه ها، گرایشهای تخصصی تر این چهار گرایش است. امكان ادامه تحصیل در كلیه گرایشهای یاد شده در مقطعهای كارشناسی ارشد و تا حد زیادی در دوره دكتری، در داخل كشور وجود خواهد داشت. رشته برق به دلیل كاربردی بودن آن در بسیاری از علوم مهندسی دیگر، برای فارغ التحصیلان امكان تحصیل در بسیاری گرایشها و دانشها را فراهم می كند. درسهای تخصصی مهندسی برق – الكترونیك از درسهای پایه و اصلی موثر در مهندسی الكترونیك می توان به درسهای مدارهای الكتریكی، الكترونیك 2 و 1، مدارهای منطقی و مخابرات اشاره كرد. بعضی از درسهای تخصصی این گرایش عبارتند از: الكترونیك 3: مبحث اول این درس مربوط به پاسخ فركانسی است كه به طور اجمال عوامل مربوط به كاهش بهره در فركانسهای بالا و پایین (در واقع بالاتر و پایین تر از پهنای باند میانی) و روشهای به دست آوردن فركانسهای قطع بالا و پایین را در تقویت كننده های ترانزیستوری مورد بررسی قرار می دهد. در مبحث دوم پایداری تقویت كننده های فیدبك مورد توجه قرار می گیرد. تكنیك پالس: در درسهای مدار و الكترونیك، دانشجویان با سیگنالهای سینوسی و پاسخ مدارهای خطی و یا غیرخطی به آنها آشنا می شوند، امروزه و با توجه به رشد روزافزون فن آوری دیجیتال، كمتر مدار الكترونیكی یافت می شود كه در آن فقط سیگنالهای سینوسی به كار رفته باشد. پالس در حالت كلی به سیگنالهایی گفته می شود كه تغییرات جهش داشته باشند. از مهمترین این سیگنالها كه در درس تكنیك پالس هم مورد بررسی قرار می گیرد، سیگنالهای پله، مربعی، مورب و نمایی هستند. میكروپروسسور: پس از پیدایش الكترونیك دیجیتال و جنبه های جذاب و ساده طراحیهای دیجیتال و كاربردهای فراوان این نوآوری، با تكنولوژیهای SSI , MSI ، ادوات الكترونیك دیجیتال، مانند قطعات منطقی به بازار ارائه شد. شركت تگزاس اولین میكروپروسسور 4 بیتی را با فن آوری 2SI طراحی و عرضه نمود كه بعنوان بخش اصلی ماشین حساب مورد استفاده قرار گرفت و این گام اول در پیدایش و ظهور میكروپروسسورها بود. معماری كامپیوتر: در این درس معماری داخل 8 بیتی ها و نحوه اجرای دستورالعملها در این پردازنده ها، بررسی حافظه ها و روش دستیابی میكروپروسسورها به اطلاعات حافظه، معرفی زبان اسمبلی پردازنده های 8 بیتی و ایجاد توانایی جهت نوشتن برنامه ای برای عملكردی خاص به كمك میكروپروسسورها و معرفی قطعات جانبی مورد استفاده توسط ریزپردازنده ها، مورد مطالعه قرار می گیرد. مدارهای مخابراتی: درس مدار مخابراتی به بررسی ساختار و یا طراحی مدارهایی می پردازد كه در فركانسهای بالا كار كرده و یا به نوعی در ارسال پیام در گیرنده و فرستنده نقش دارند. در این درس ابتدا با نویزهای حرارتی، ترقه ای و ... آشنا شده و راههایی برای محدود كردن نویز پیشنهاد می شود، سپس مدارهای تشدید و تبدیل امپدانس كه به منظور انتقال حداكثر توان به كار می روند مورد بحث قرار می گیرد. فیزیك مدرن: در فصل اول این درس با پرداختن به نسبیت خاص دانسته های علمی ما كاملاً اشتباه از آب درآمده و با پرداختن به اصولی نظیر اتساع زمان، پدیده دوپلر، انقباض طول، نسبیت جرم، جرم و انرژی و ...، همه دانسته های ما را (حداقل در حیطه دانستن) نابود می كند. فصلهای دیگر درس به موضوعاتی نظیر خواص ذره ای امواج، پدیده فتوالكتریك، نظریه كوانتومی نور، پرتوایكس، پراش ذره، ساختار اتمی، مكانیك كوانتومی و ... می پردازد. فیزیك الكترونیك: شامل مطالعه خواص سیلیكون، بلورشناسی، روشهای ساخت قطعات و مدارهای نیمه هادی، تحلیل و طراحی این مدارها، به دست آوردن مشخصات قطعات و یكی از مهمترین زمینه های كاری و تحقیقاتی در رشته الكترونیك است. پیش نیاز این قسمت تسلط بر درس دریاضی مهندسی و معادلات دیفرانسیل و مختصری در فیزیك كوانتوم و فیزیك مدرن می باشد. درسهای تخصصی مهندسی برق- مخابرات از درسهای پایه و اصلی موثر در مهندسی مخابرات می توان به درسهای ریاضی مهندسی تجزیه و تحلیل سیستمها، مدارهای الكتریكی، الكترونیك و الكترومغناطیس اشاره كرد. بعضی از درسهای تخصصی عبارتند از: مخابرات 2: شامل تجزیه و تحلیل و طراحی شبكه های مخابراتی دیجیتالی است. مطالب درسی با مروری بر تجزیه و تحلیل سیگنالها و سپس فرآیندهای تصادفی شروع شده و به دنبال آن به بررسی اجزای یك سیستم (مجموعه) مخابراتی دیجیتال در حالت كلی می پردازد و چگونگی بهینه سازی سیستم برای انتقال پیام با حداقل خطای ممكن را بررسی می كند. میدان و امواج: درس میدان و امواج به بررسی رفتار امواج الكترومغناطیس در محیطهای مختلف طبیعت می پردازد. محیطها به قسمت های هادی و نیمه هادی و عایق تقسیم بندی شده و عوامل رفتاری امواج در این محیطها از قبیل اتلاف نیرو انعكاسی كلی یا شكست بررسی می شود. الكترونیك 3: در گرایش الكترونیك توضیح داده شد. مدارهای مخابراتی: در گرایش الكترونیك توضیح داده شد. آنتن ها و انتشار امواج: این درس به بحث در مورد نحوه انتشار امواج الكترومغناطیسی می پردازد. مباحث مطرح شده در این درس به صورت نظری و عملی است، به عبارتی از نحوه تشعشع یك منبع الكترومغناطیسی ساده شروع كرده و با توسعه آن به مطالعه ساده ترین آنتن عملی می پردازد. مایكروویو: این درس در ابتدا پس از تعریف محدود مایكروویو از نظر فركانس 1 و تقسیم بندی امواج مایكروویو به بررسی انتقال امواج با فركانس بالا با حداقل تلفات در محیطهای مختلف می پردازد. سپس عناصر غیرفعال مایكروویو شامل نضعیف كننده ها، تغییر فازدهنده ها و كوپلرهای جهت دار معرفی می شود. اصول میكروكامپیوتر: این درس را به جرات می توان از جذابترین و پركاربردترین درسهای برق دانست زیر در دنیای امروز كه تمامی وسایل مكانیكی آنالوگ جای خود را به وسایل دیجیتالی می دهند، داشتن اطلاعات كافی در مورد نحوه كارپروسسورها از اولین نیازهای یك مهندس برق می باشد. با تركیب مطالب این درس با هر كدام از درسهای دیگر می توان طرحهای بسیار جالب و پركاربردی را طرح ریزی كرد. درسهای تخصصی مهندسی برق- قدرت از درسهای پایه و اصلی موثر در مهندسی قدرت می توان به دروس مدار، الكترومغناطیس، الكترونیك، ماشین و بررسی اشاره كرد. بعضی از درسهای تخصصی این گرایش عبارتند از: ماشینهای الكتریكی 3: این درس از جمله درسهایی است كه دیدی صنعتی به دانشجو می دهد. مبحث این درس را می توان به دو فصل مهم ترانفسورمرهای سه فاز و ماشینهای سنكرون تقسیم بندی نمود. ترانسفورهای سه فاز و ماشینهای سنكرون، وسایلی الكتریكی هستند كه بیشتر جنبه صنعتی دارند و كاربردهای بسیار زیاد ترانسهای سه فاز در انتقال و توزیع انرژی الكتریكی، تبدیل ولتاژ در ابتدای همه كارخانه ها و كارگاههای بزرگ صنعتی و ... بر هیچ كس پوشیده نیست. در این درس در مورد انواع آرایشهای این تراسنها، كلیه گروههای موجود و كاربرد هر نوع، بحث جامعی می شود. ماشینهای مخصوص(ویژه): به تعبیری می توان این درس را نقطه عطف درسهای تخصصی این گرایش دانست. زیرا این درس به بررسی در مورد ماشینهای ویژه می پردازد كه این ماشینها در وسایل خانگی كاربرد فراوان دارند. الكترونیك قدرت: الكترونیك قدرت در عمل بین الكترونیك و قدرت، آشتی برقرار كرده است. به طور مثال می توان با فرمان یك ریزپردازنده كه حدود 5 ولت و 200 میلی آمپر است یك كارخانه را راه اندازی كنیم. در زمینه الكترونیك قدرت المانهایی نظیر تریستور، ترانزیستور و ... كاربردهای فوق العاده زیادی دارند. از مزایای این قطعات تحمل توانهای بالا می باشد. بررسی سیستمهای قدرت 2: این درس بیشتر در مورد انتقال انرژی و مشكلات موجود در این راه صحبت می كند. از جمله مطالب ارائه شده در این درس می توان به پخش بار اقتصادی در شبكه های قدرت، اتصال كوتاههای متقارن و نامتقارن روی شبكه قدرت و پایداری سیستمهای قدرت اشاره نمود. تولید و نیروگاه: این درس یكی از درسهای بسیار جذاب این گرایش است، زیرا برخلاف دیگر درسها، زیاد به مسائل نظری، نمی پردازد و جنبه بسیار عملی دارد. آشنایی با انواع نیروگاهها (آبی، اتمی، بادی، بخار، ...) و همچنین بحث كلی در مورد این نیروگاهها و روشهای كاری آنها از مباحث این درس است. رله و حفاظت: یك شبكه قدرت را باید در مقابل خطرات احتمالی (اتصال كوتاهها) محافظت كرد. از وسائلی كه در این مورد استفاده می شود می توان به رله ها اشاره كرد كه بسته به نوع رله به محض ایجاد یك حالت خطا و یا خرابی در شبكه وارد عمل شده، قسمتی از شبكه را جدا كرد. عایق و فشار قوی: با توجه به تفاوتهای ولتاژهای فشار قوی با ولتاژهای فشار ضعیف، به طور حتم تولید، اندازه گیری و بهره برداری از این ولتاژها تفاوتهای عمده ای با ولتاژهای فشار ضعیف دارد و برای عایق بندی شبكه فشار قوی باید از عایقهای مخصوصی استفاده كرد. فصل نخست این درس به بررسی این مقوله می پردازد. در بخش دوم این درس انواع تخلیله الكتریكی، مراحل مختلف آن در عایقها و اثرات مختلف شكست بر عایق مورد بررسی قرار می گیرد. ترمودینامیك: شاید اولین سوالی كه در مرحله اول به ذهن برسد ارتباط این درس با درسهای برق باشد. كاربرد اصلی مطالب این درس مبحث تولید نیروگاه است. زیرا هنگام آشنایی با انواع نیروگاهها (نیروگاه بخار، گازی، اتمی و ...) باید اطلاعاتی در مورد سیكل كاری آنها داشته باشیم، پس داشتن اطلاعاتی در مورد ترمودینامیك ضروری است. اصول میكروكامپیوتر: درگرایش مخابرات توضیح داده شد. درسهای تخصصی مهندسی برق- كنترل از درسهای پایه و اصلی موثر در مهندسی كنترل می توان به درسهای مدار، الكترونیك، ریاضی مهندسی، تجزیه و تحلیل سیستم و كنترل خطی اشاره كرد. بعضی از درسهای تخصصی این گرایش عبارتند از: كنترل دیجیتال و غیرخطی: كنترل دیجیتال از سال 1960 در پیشرفتهای مربوط به قابلیت تولید و كیفیت محصولات و صرفه جویی در هزینه ها، نقش مهمی داشته است. به خصوص با پیشرفتهایی كه در زمینه میكروپروسسور صورت گرفته، این رشته توانسته است در بعضی موارد از كنترل آنالوگ پیشی گرفته، دقت كار را بالا ببرد. كنترل مدرن: این درس برخلاف سایر درسها (مانند كنترل صنعتی و ...) تا حدی جنبه نظری دارد و دیدی تقریبا ریاضی به یك مهندس كنترل می دهد. آشنایی كلی با مفاهیم كنترل پذیری و مشاهده پذیری سیستمهای كنترل و مطالعه فیدبكهای حالت از مباحث این درس است. كنترل صنعتی: این درس از درسهای تخصصی و مهم گرایش كنترل می باشد كه به بررسی نحوه به كارگیری روابط ریاضی و فرمولهایی كه در هر نوع پروسه ای وجود دارد می پردازد و شامل آشنایی با سیستمهای كنترل غلظت، سطح، ارتفاع و یا ئبی ورودی، خروجی مخازن حاوی مایعات صنعتی و شیمیایی (مانند مخازن موجود در صنایع، پالایشگاهها و ...)، مطالعه سیستمهای كنترل دما و رطوبت یك محفظه و یا اتاق، آشنایی با انواع كنترل كننده های صنعتی، مطالعه انواع سیستمهای نورد موجود در كارخانه ها(مانند نورد فولاد، كاغذ و...) و دیگر سیستمهای موجود در صنعت است. ابزار دقیق: اصطلاح ابزار دقیق به ابزاری اطلاق می شود كه سیگنالها را ثبت و نشان داده و یا باعث انتقال سیگنالی بین اجزای مختلف سیستم می شوند. این درس به معرفی سیستمهای كنترل و ابزار دقیق و همچنین معرفی اجزای این سیستمها می پردازد. اصول میكروكامپیوتر: در گرایش مخابرات توضیح داده شد. ترمودینامیك: در گرایش قدرت توضیح داده شد. مبانی تحقیق در عملیات: این درس به طور كلی برای تمام دانشجویان مهندسی مفید است. چون مهندسی ارتباط مستقیم با هزینه و سود اقتصادی دارد. آگاهی به برنامه ریزی خطی كه بحث اصلی این درس است برای هر مهندسی جنبه های مثبت زیادی دارد. با این درس می توان هزینه ها را به حداقل و سود و صرفه اقتصادی را با كمترین امكانات به حداكثر رساند. بنابراین آگاهی به این درس برای تمام كسانی كه می خواهند یك طرح صنعتی انجام دهند مزایای زیادی دارد. رشته های مشابه و نزدیك به این رشته: در برخی از دانشگاهها رشته مهندسی پزشكی را یكی از گرایش های مهندسی برق به شمار می آورند. رشته هایی از قبیل مهندسی علمی – كاربردی برق، كاردانی فنی برق، دبیر فنی برق – قدرت و ... پیوند عمیقی بین این رشته و دانش كامپیوتر وجود دارد كه غیرقابل انكار است. زمین شناسی- علوم سیاسی – جامعه شناسی و علوم اجتماعی با توجه به حجم بازار الكترونیك و بازار صنعت نیمه رسانا در دنیا و نیز كشور ما كه رشد 7% و 15% دارد، لذا آینده روشنی برای این رشته پیش بینی می كنند چه از لحاظ بازار كار بر صنعت های شغلی و چه از نظر تحققات علمی. آینده شغلی، بازار كار، درآمد: امروزه با توسعه صنایع كوچك و بزرگ در كشور، فرصت های شغلی زیادی برای مهندسین برق فراهم شده است و اگر می بینیم كه با این وجود بعضی از فارغ التحصیلان این رشته بیكار هستند، به دلیل این است كه این افراد یا فقط در تهران دنبال كار می گردند و یا در دوران تحصیل به جای یادگیری عمیق دروس و در نتیجه كسب توانایی های لازم، تنها واحدهای درسی خود را گذرانده اند. همچنین یك مهندس خوب باید، كارآفرین باشد یعنی به دنبال استخدام در موسسه یا وزارتخانه ای نباشد بلكه به یاری آگاهی های خود، نیازهای فنی و صنعتی كشور را یافته و با طراحی سیستم ها و مدارهای خاصی این نیازها را برطرف سازد. كاری كه بعضی از فارغ التحصیلان ما انجام داده و خوشبختانه موفق نیز بوده اند." اگر یك فارغ التحصیل برق دارای توانایی های لازم باشد، با مشكل بیكاری روبرو نخواهد شد. در حقیقت امروزه مشكل اصلی این است كه بیشتر فارغ التحصیلان توانمند و با استعداد این رشته به خارج از كشور مهاجرت می كنند و ما اكنون با كمبود نیروهای كارآمد در این رشته روبرو هستیم. طبق نظر كارشناسان و متخصصان انرژی در كشور، با توجه به نیاز فزاینده به انرژی در جهان كنونی و همچنین نرخ رشد انرژی الكتریكی در كشور، سالانه باید حدود 1500 مگاوات به ظرفیت تولید كشور افزوده شود كه این نیاز به احداث نیروگاههای جدید و همچنین فارغ التحصیلان متخصص برق و قدرت دارد. فرصت های شغلی یك مهندس كنترل نیز بسیار گسترده است چون در هر جا كه یك مجموعه عظیمی از صنعت مهندسی مثل كارخانه سیمان، خودروسازی، ذوب آهن و ... وجود داشته باشد، حضور یك مهندسی كنترل ضروری است. و بالاخره یك مهندس مخابرات یا الكترونیك می تواند جذب وزارتخانه های پست و تلگراف و تلفن، صنایع، دفاع و سازمانهای مختلف خصوصی و دولتی شود." توانایی های مورد نیاز و قابل توصیه الف) توانایی علمی: "مهندسی برق نیز مانند مابقی رشته های مهندسی بر مفاهیم فیزیكی و اصول ریاضیات استوار است و هر چه دانشجویان بهتر این مفاهیم را درك كنند، می توانند مهندس بهتری باشند. در این میان گرایش الكترونیك وابستگی شدیدی به فیزیك بخصوص فیزیك الكترونیك و فیزیك نیمه هادی ها دارد. در گرایش مخابرات نیز درس فیزیك اهمیت بسیاری دارد زیرا دروس اصلی این رشته بخصوص در شاخه میدان شامل الكترومغناطیس و امواج می شود." داشتن ضریب هوشی بالا و تسلط كافی بر ریاضیات، فیزیك و زبان خارجی از ضرورتهای ورود به این رشته است. ب) علاقمندیها: دانشجوی برق باید ذهنی خلاق و تحلیل گر داشته باشد. همچنین به كار با وسایل برقی علاقه داشته باشد چون گاهی اوقات با دانشجویانی روبرو می شویم كه در ریاضی و فیزیك قوی هستند اما در كارهای عملی ضعیف اند. چنین دانشجویانی برای رشته های مهندسی مناسب نیستند و بهتر است رشته های ذهنی و انتزاعی مثل ریاضی یا فیزیك را انتخاب كنند.

سلام دوستان میشه خواهش کنم که درس های مکاترونیک رو در کارشناسی ارشد معرفی کنید و یک توضیح مختصری برای اشنایی با این رشته بدید

تضاد خودمختار با خودکار robotics vs mechatronics autonomous vs automatic مکاترونیک یک رشته ی چند تخصصی ، شامل رشته های مهندسی مکانیک ، مهندسی الکترونیک و مهندسی کامپیوتر است . مکاترونیک از دو کلمه ی "مکا" مخفف مکانیک و "ترونیک" مخفف الکترونیک مشتق شده است . رباتیک نیز همانند مکاترونیک از سه رشته ی هندسی مکانیک ، مهندسی الکترونیک و مهندسی کامپیوتر بوجود آمده است . تفاوت اصلی در آن است که سیستم های مکاترونیکی ورودی هایشان فراهم شده است (تمام ورودی ها از قبل تعریف شده و شناخته شده است) ؛ در حالی که سیستم های رباتیکی باید خودشان ورودی ها را از محیط دریافت نمایند. به عنوان مثال چراغ راهنمایی و رانندگی و ماشین لباسشویی ، سیستم های مکاترونیکی هستند . در چراغ راهنمایی و رانندگی وقتی انسان دکمه ای را فشار می دهد رنگ چراغ تغییر می کند و در ماشین لباسشویی دمای آب ، زمان و ... به آن داده شده است. حتی وقتی چراغ راهنمایی و رانندگی در حالت خودکار قرار می گیرد و بدون نیاز به فشردن دکمه ای ، کار می نماید . هنوز به عنوان سیستم مکاترونیکی شناخته می شود چون ورودی هایش (زمان روشن بودن هر رنگ) برایش فراهم گردیده است . این فرایند ، خوکار (اتوماتیک) نامیده می شود . آن چه گفته شد در تضاد است با حالتی که چراغ راهنمایی و رانندگی دارای یک دوربین جهت تشخیص مردمی که می خواهند از عرض خیابان شوند باشد و رنگ چراغ را با توجه به فشردگی جمعیت تغییر دهد. آن چه گفته شد یک سیستم رباتیک است . این فرایند را خودمختاری (اتونوموس) گویند . نتیجه * سیستم های مکاترونیکی ورودی هایشان فراهم شده است در حالی که سیستم های رباتیکی باید خودشان ورودی ها را از محیط دریافت نمایند. * سیستم های مکاترونیکی خودکار هستند در حالی که سیستم های رباتیکی خودمختار هستند. * سیستم های رباتیکی نیازی به دید انسان ها (فکر و محاسبات بشر) ندارند ، در حالی سیستم های مکاترونیکی نیازمند فکر انسان ها از قبل یا همزمان می باشند

پیل‌های‌سوختی نیروگاهی، واحد‌هایی با توان بیش از 10 کیلووات می‌باشند که به‌صورت متصل یا مستقل از شبکه و به‌عنوان مولد‌های تولید همزمان برق و حرارت (CHP) و CCP یا ژنراتورهای برق عمل می‌کنند. در طول پنج سال گذشته ما شاهد بوده‌ایم ، واحد‌های نیروگاهی پیل‌سوختی کربنات مذاب و اسید‌فسفریک با تخصیص کمک‌های مالی مساعد، در سه ناحیه متمایز به لحاظ اندازه (10 الی 20 کیلووات، 200 الی 300 کیلووات و بالاتر از یک مگاوات) تجاری شده‌اند که برای هر ناحیه کاربردهای متفاوتی مشخص شده است. هم‌چنین تلاش‌ها روی تحقیق و توسعه پیل‌سوختی اکسیدجامد نیز در حال افزایش است. در دوازده ماه اخیر، شرکت‌های فعال در این زمینه با سناریوی روشﻣﻌﺎﻣﻼﺗﻲ ﻣﻌﻤﻮﻟﻲ business- as- usual کار کرده‌اند و به افزایش اندکی در فروش رسیده اند. پیش‌بینی افزایش اندازه واحد‌های فروخته شده از متوسط به سطح مگاوات محقق گردید. تمرکز اصلی در بازار‌های کلیدی مثل ایالت‌های کالیفرنیا و کنکتیکات ایالات‌متحده بوده است. از نظر رشد تعداد شرکت‌ها هیچ شرکتی از فعالیت در این عرصه خارج نشده است، اما شرکت زیمنس واحد‌های تجاری پیل‌سوختی اکسید‌جامد خود را یکباره به فروش گذارد و شرکت HydroGen ، دو‌سوم نیروی کار خود را به‌حال تعلیق در‌آورد. در خصوص توسعه‌های به‌وجود آمده در بازار باید گفت به‌موازات افزایش تعداد واحد‌های فروخته شده به مجتمع‌های اداری و مدارس، قانون‌گذاران و برنامه‌ریزان تجاری توجه بیشتری به تولید غیر‌متمرکز معطوف می‌کنند. مراکز داده و سرور (Server) نیز با توجه به برخی دلایل جدی و بالقوه ارائه شده از سوی شرکت‌های پیل‌سوختی، برای کاربرد‌های CCP خود نیم‌نگاهی به این فن‌آوری‌ دارند و در فکر به‌کارگیری این فن‌آوری‌ها می‌باشند. رشد بازار: بررسی‌های صورت گرفته در سال 2006 و 2007 حاکی از توسعه قابل‌توجه بازار نیرو‌گاهی بود اما این مسأله در سال 2008 به یک سناریوی business-as-usual تبدیل شده است. در سه سال اخیر، تعداد واحدهای پذیرفته شده نیروگاهی در حد 50 واحد در سال ثابت مانده است؛ این در حالیست که در این مدت، مگاوات نصب شده واحدهای پیل‌سوختی، دو برابر شده است (نموادر 1). نمودار 1- تعداد واحدها و مگاوات نصب شده در سال from: www.fcc.gov.ir نمودار (2) این افزایش آهسته یکنواخت را بهتر نشان می‌دهد. نمودار 2- تعداد سالانه و تراکمی واحدهای جدید (نمودار را با اندازه واقعی ببینید)

امروزه كمتر محصول صنعتى را مى توان يافت كه تركيبى از حوزه هاى مختلف مهندسى نباشد. اگر بيشتر به محيط زندگى خود و محصولاتى كه در زندگى روزمره از آنها استفاده مى شود دقت كنيم، از ساعت مچى ديجيتالى تا ماشين لباسشويى در آشپزخانه، خودروى شخصى يا عمومى كه با آن به محل كار مى رويم، چاپگرها و اسكنرها در محيط ادارى و غيره، همگى نمونه هايى از تركيب حوزه هاى مختلف مهندسى و به خصوص مكانيك و الكترونيك است. اگر هم با محصولات جديدتر صنعتى آشنا باشيم، تجميع نرم افزار و سخت افزار كامپيوتر با حوزه هاى فوق را به وضوح مى توان در بسيارى از محصولات از جمله ماشين هاى لباسشويى و خشك كن جديد هوشمند، دوربين هاى خودتنظيم، روبوت هاى صنعتى، خودروهاى مجهز به سيستم ترمز ضدقفل، ديسك درايوهاى كامپيوتر، فرهاى مايكروويو، تلفن هاى همراه، سيستم پخش ديجيتال، محصولات دفاعى مدرن و تجهيزات پزشكى شناسايى كرد كه مثال هايى از تركيب حوزه هاى مهندسى مذكور است. در واقع، پيشرفت روزافزون علوم فناورى اطلاعات، الكترونيك به خصوص الكترونيك قدرت، ريزپردازنده ها و همچنين سيستم هاى هوشمند، به همراه نياز روزافزون به توليد محصولات صنعتى با كيفيت بهتر، هزينه كمتر و زمان توليد كوتاه تر، افق جديدى را در طراحى و ساخت محصولات الكترومكانيكى، به همراه آورده است. اين فناورى كه براساس تجميع مهندسى مكانيك، الكترونيك، كامپيوتر و سيستم هاى كنترل است، مكاترونيك ناميده مى شود. اين واژه تركيبى از دو بخش «مكا» مخفف مكانيسم و «ترونيك» مخفف الكترونيك است. واژه مكاترونيك براى اولين بار در اواخر دهه ۶۰ ميلادى توسط يك مهندس ژاپنى، كه در زمينه كنترل كامپيوترى موتورهاى الكتريكى در شركت ياسكاوا الكتريك تحقيق مى كرد معرفى شد. تاكنون تعريف هاى گوناگونى از مكاترونيك ارائه شده است كه مهمترين آن عبارت است از: «يك تركيب هم افزايانه از مهندسى مكانيك، الكترونيك، كامپيوتر، سيستم هاى كنترل و فناورى اطلاعات در طراحى و ساخت محصولات و فرآيندهاى صنعتى با دقت بالا». در واقع مكاترونيك يك تفكر جديد در طراحى و توليد محصولات صنعتى است كه به مهندسان اجازه مى دهد تا با يكپارچه سازى حوزه هاى تخصصى ياد شده، از اولين مراحل طراحى و توليد، به خلق محصولاتى با كيفيت بهتر، قابليت اعتماد بالاتر، هزينه كمتر و در زمان كوتاه تر، بينديشند. عناصر اصلى يك سيستم مكاترونيكى عبارتند از فرآيند مكانيكى يا الكترومكانيكى، حسگرها، محركه ها، ريزپردازنده ها و نرم افزار كنترل كننده سيستم. در طراحى كلاسيك، اجزاى مختلف يك سيستم به طور جداگانه طراحى شده و سپس تجميع صورت مى گيرد ولى در مكاترونيك، اجزاى مكانيكى و الكتريكى به همراه استراتژى كنترلى از ابتدا به صورت يك سيستم يكپارچه در نظر گرفته مى شوند و اين به معناى مهندسى همزمان در طراحى است. نكته مهم در اينجا تفاوت مهندسى الكترومكانيك با مكاترونيك است. در مهندسى مكاترونيك، با آن كه عموماً با سيستم هاى الكترومكانيكى سروكار داريم، نكته اساسى در حاكميت همزمان بودن طراحى، يكپارچه سازى و حتى بهينه سازى است، در حالى كه مهندسى الكترومكانيك لزوماً اين معنا را نمى دهد. به عنوان مثال، در تفكر مكاترونيكى ديگر جايز نيست يك سيستم را از ابتدا طراحى كنيد بدون آنكه به استراتژى كنترلى آن انديشيده باشيد. در اينجا ممكن است اين سئوال پيش بيايد كه منظور از يكپارچه سازى چيست؟ به طور كلى بايد گفت كه يكپارچه سازى در دو بعد مطرح است: طراحى و توليد. در مرحله طراحى اجزا، اگر هماهنگى با ساير اجزاى سيستم در نظر گرفته شود قطعاً نتايج بهترى در پى خواهد داشت. به طور كلى، روند طراحى مكاترونيكى با تحليل بازار و نيازهاى مشترى آغاز و سپس مشخصات مورد نياز محصول براساس تحليل هاى انجام شده، تعيين مى شود. با آغاز روند طراحى، مرزهاى بين حوزه هاى گوناگون مهندسى كم رنگ شده و يكپارچه سازى اين حوزه ها ضرورى مى نمايد چرا كه محدوديت ها و تصميم گيرى ها در يك حوزه در واقع تابعى است از محدوديت ها و تصميم گيرى ها در حوزه هاى ديگر. به عنوان مثال در بحث كنترل موتورهاى الكتريكى، امروزه ديگر براى كاهش زمان و هزينه توليد و بهبود كيفيت، طراحى موتور و درايو الكتريكى و كنترل كننده ديجيتال و حسگرها، همگى با هم در نظر گرفته مى شوند. يكى از مسائل صنعتى _ تحقيقاتى، روش هاى كنترل سرعت بدون استفاده از حسگرهاى سرعت، به منظور كاهش هزينه است، يعنى يك موتور الكتريكى را به يك مهندس كنترل مى دهند تا يك كنترل كننده سرعت بدون استفاده از حسگر سرعت، طراحى كند. كارهاى زيادى در اين زمينه انجام شده ولى بعد از مدت ها به اين نتيجه رسيده اند كه بهتر است از همان ابتدا، هنگام طراحى موتور الكتريكى، استراتژى كنترل بدون حسگر در نظر گرفته شود، يعنى موتور را طورى طراحى كنيم تا كنترل آن بدون حسگر خارجى تا حد زيادى آسان شود. واضح است كه اين يكپارچه سازى باعث كاهش هزينه و زمان توليد محصول صنعتى خواهد شد. بعد ديگر يكپارچه سازى، در مرحله توليد است. شماى كلى يك سيستم كلاسيك الكترومكانيكى شامل فرآيند مكانيكى، محركه ها و حسگرها و همچنين پردازشگر اصلى است. در واقع الگوريتم كنترلى در پردازشگر اصلى اجرا مى شود. بسيارى از فرآيندهاى صنعتى كلاسيك در قالب فوق نمايش داده مى شوند. در سيستم هاى مكاترونيكى، يكپارچه سازى اجزا در مرحله توليد، به دو روش انجام مى شود: يكپارچه سازى سخت افزارى و يكپارچه سازى نرم افزارى. در يكپارچه سازى سخت افزارى، فرآيند مكانيكى به همراه حسگرها، محركه ها و پردازشگرها، به عنوان يك سيستم جامع در نظر گرفته مى شوند. در اينجا معمولاً خود حسگرها و يا محركه ها داراى پردازشگرهاى محلى هستند كه عموماً به آنها حسگرها و يا محركه هاى هوشمند اطلاق مى شود. در اينجا اجزاى سيستم داراى ارتباطات محلى بوده كه اين ارتباطات، معمولاً از طريق خطوط ارتباطى باس يا به صورت بى سيم است. در يكپارچه سازى نرم افزارى، يك سيستم نظارتى يا به عبارتى كنترل كننده مركزى، به منظور مديريت كل فرآيند، تشخيص خطا و بهينه سازى، بر كل سيستم نظارت مى كند كه در واقع به معناى پردازش اطلاعات در يك سطح بالاتر است. معمولاً اين سيستم نظارتى يك سيستم هوشمند است كه اين امر تصميم سازى براى بهبود عملكرد سيستم فيزيكى را قابل اجرا مى سازد. در اينجا مى توان به اين نكته پى برد كه يكى از دلايل منحصر به فرد بودن محصولات مكاترونيكى، به كارگيرى قدرت محاسباتى بالا در خلق سيستم هايى است كه داراى كيفيت و قابليت اعتماد بسيار بالا هستند. • محصولات مكاترونيكى فناورى مكاترونيك در بسيارى از زمينه ها كاربرد روزافزونى پيدا كرده است كه در اينجا به بعضى از آنها اشاره مى كنيم. در صنايع خودروسازى، استفاده از موتورهاى با كنترل الكترونيكى به جاى كنترل كننده سنتى آن يعنى كاربراتور، باعث بهبود عملكرد موتور و كاهش مصرف سوخت و آلودگى شده است. همچنين سيستم ترمزهاى ضدقفل، سيستم تهويه هواى اتوماتيك، فرمان هاى با كمك الكتريكى _ هيدروليكى، خودروهاى الكتريكى _ تركيبى و… از ديگر كاربردهاى فناورى مكاترونيك در صنايع خودروسازى هستند. در زمينه محصولات صنعتى با مصارف خانگى، مى توان به ماشين هاى لباسشويى و يا خشك كن جديد اشاره كرد كه عملكرد آنها با استفاده از كنترل هوشمند به منظور مصرف بهينه انرژى، صرفه جويى در مصرف آب و همچنين افزايش كيفيت، بهبود فراوانى يافته است. در محصولات صنعتى با كاربرد ادارى، مى توان به چاپگرها و اسكنرهاى ليزرى، دستگاه هاى كپى ديجيتال و يا ديسك درايوهاى جديد اشاره كرد كه از جمله محصولات مكاترونيكى هستند. در زمينه صنايع دفاعى مى توان به سيستم هاى هدايت موشك و يا سلاح هاى هوشمند اشاره كرد. همچنين از ديگر محصولات مكاترونيكى، دوربين هاى خودتنظيم، ماشين هاى ابزار كامپيوترى و روبوت هاى صنعتى هستند كه تاثير فراوانى در كاهش هزينه و زمان توليد و بهبود كيفيت محصولات توليدى گذاشته اند. • آموزش مكاترونيك با توجه به گسترش نياز روزافزون صنعت به استخدام نيروهاى ماهر در مهندسى مكاترونيك، تربيت نيروى انسانى در اين زمينه بيش از پيش اهميت يافته است. نكته مهم و اساسى در آموزش مكاترونيك اين است كه يك مهندس مكاترونيك بايد داراى تخصص هاى چندحوزه اى باشد، بدين معنا كه تسلط به اصول اساسى مهندسى مكانيك، الكترونيك، كامپيوتر و كنترل، براى او ضرورى است چرا كه بايد قابليت طراحى در حوزه هاى مختلف و در نهايت تجميع و يكپارچه سازى اين حوزه ها را داشته باشد. هم اكنون در تعداد قابل توجهى از دانشكده هاى مهندسى برق و مكانيك در دنيا، گرايش مكاترونيك در سطوح كارشناسى و بالاتر ايجاد شده است. هسته اصلى محتوى آموزشى مهندسى مكاترونيك، تركيبى از دروس اساسى گرايش هاى سيستم هاى كنترل، الكترونيك، كامپيوتر و مهندسى مكانيك است.

آشنایى با مهندسى مکاترونیک و کاربردهاى آن و دانلود کتاب آشنایى با مهندسى مکاترونیک و کاربردهاى آن و دانلود کتاب کمتر محصول صنعتى را مى توان یافت که ترکیبى از حوزه هاى مختلف مهندسى نباشد. اگر بیشتر به محیط زندگى خود و محصولاتى که در زندگى روزمره از آنها استفاده مى شود دقت کنیم، از ساعت مچى دیجیتالى تا ماشین لباسشویى در آشپزخانه، خودروى شخصى یا عمومى که با آن به محل کار مى رویم، چاپگرها و اسکنرها در محیط ادارى و غیره، همگى نمونه هایى از ترکیب حوزه هاى مختلف مهندسى و به خصوص مکانیک و الکترونیک است. اگر هم با محصولات جدیدتر صنعتى آشنا باشیم، تجمیع نرم افزار و سخت افزار کامپیوتر با حوزه هاى فوق را به وضوح مى توان در بسیارى از محصولات از جمله ماشین هاى لباسشویى و خشک کن جدید هوشمند، دوربین هاى خودتنظیم، روبوت هاى صنعتى، خودروهاى مجهز به سیستم ترمز ضدقفل، دیسک درایوهاى کامپیوتر، فرهاى مایکروویو، تلفن هاى همراه، سیستم پخش دیجیتال، محصولات دفاعى مدرن و تجهیزات پزشکى شناسایى کرد که مثال هایى از ترکیب حوزه هاى مهندسى مذکور است. در واقع، پیشرفت روزافزون علوم فناورى اطلاعات، الکترونیک به خصوص الکترونیک قدرت، ریزپردازنده ها و همچنین سیستم هاى هوشمند، به همراه نیاز روزافزون به تولید محصولات صنعتى با کیفیت بهتر، هزینه کمتر و زمان تولید کوتاه تر، افق جدیدى را در طراحى و ساخت محصولات الکترومکانیکى، به همراه آورده است. این فناورى که براساس تجمیع مهندسى مکانیک، الکترونیک، کامپیوتر و سیستم هاى کنترل است، مکاترونیک نامیده مى شود. این واژه ترکیبى از دو بخش «مکا» مخفف مکانیسم و «ترونیک» مخفف الکترونیک است. واژه مکاترونیک براى اولین بار در اواخر دهه ۶۰ میلادى توسط یک مهندس ژاپنى، که در زمینه کنترل کامپیوترى موتورهاى الکتریکى در شرکت یاسکاوا الکتریک تحقیق مى کرد معرفى شد. تاکنون تعریف هاى گوناگونى از مکاترونیک ارائه شده است که مهمترین آن عبارت است از: «یک ترکیب هم افزایانه از مهندسى مکانیک، الکترونیک، کامپیوتر، سیستم هاى کنترل و فناورى اطلاعات در طراحى و ساخت محصولات و فرآیندهاى صنعتى با دقت بالا». در واقع مکاترونیک یک تفکر جدید در طراحى و تولید محصولات صنعتى است که به مهندسان اجازه مى دهد تا با یکپارچه سازى حوزه هاى تخصصى یاد شده، از اولین مراحل طراحى و تولید، به خلق محصولاتى با کیفیت بهتر، قابلیت اعتماد بالاتر، هزینه کمتر و در زمان کوتاه تر، بیندیشند. عناصر اصلى یک سیستم مکاترونیکى عبارتند از فرآیند مکانیکى یا الکترومکانیکى، حسگرها، محرکه ها، ریزپردازنده ها و نرم افزار کنترل کننده سیستم. در طراحى کلاسیک، اجزاى مختلف یک سیستم به طور جداگانه طراحى شده و سپس تجمیع صورت مى گیرد ولى در مکاترونیک، اجزاى مکانیکى و الکتریکى به همراه استراتژى کنترلى از ابتدا به صورت یک سیستم یکپارچه در نظر گرفته مى شوند و این به معناى مهندسى همزمان در طراحى است. نکته مهم در اینجا تفاوت مهندسى الکترومکانیک با مکاترونیک است. در مهندسى مکاترونیک، با آن که عموماً با سیستم هاى الکترومکانیکى سروکار داریم، نکته اساسى در حاکمیت همزمان بودن طراحى، یکپارچه سازى و حتى بهینه سازى است، در حالى که مهندسى الکترومکانیک لزوماً این معنا را نمى دهد. به عنوان مثال، در تفکر مکاترونیکى دیگر جایز نیست یک سیستم را از ابتدا طراحى کنید بدون آنکه به استراتژى کنترلى آن اندیشیده باشید. در اینجا ممکن است این سئوال پیش بیاید که منظور از یکپارچه سازى چیست؟ به طور کلى باید گفت که یکپارچه سازى در دو بعد مطرح است: طراحى و تولید. در مرحله طراحى اجزا، اگر هماهنگى با سایر اجزاى سیستم در نظر گرفته شود قطعاً نتایج بهترى در پى خواهد داشت. به طور کلى، روند طراحى مکاترونیکى با تحلیل بازار و نیازهاى مشترى آغاز و سپس مشخصات مورد نیاز محصول براساس تحلیل هاى انجام شده، تعیین مى شود. با آغاز روند طراحى، مرزهاى بین حوزه هاى گوناگون مهندسى کم رنگ شده و یکپارچه سازى این حوزه ها ضرورى مى نماید چرا که محدودیت ها و تصمیم گیرى ها در یک حوزه در واقع تابعى است از محدودیت ها و تصمیم گیرى ها در حوزه هاى دیگر. به عنوان مثال در بحث کنترل موتورهاى الکتریکى، امروزه دیگر براى کاهش زمان و هزینه تولید و بهبود کیفیت، طراحى موتور و درایو الکتریکى و کنترل کننده دیجیتال و حسگرها، همگى با هم در نظر گرفته مى شوند. یکى از مسائل صنعتى _ تحقیقاتى، روش هاى کنترل سرعت بدون استفاده از حسگرهاى سرعت، به منظور کاهش هزینه است، یعنى یک موتور الکتریکى را به یک مهندس کنترل مى دهند تا یک کنترل کننده سرعت بدون استفاده از حسگر سرعت، طراحى کند. کارهاى زیادى در این زمینه انجام شده ولى بعد از مدت ها به این نتیجه رسیده اند که بهتر است از همان ابتدا، هنگام طراحى موتور الکتریکى، استراتژى کنترل بدون حسگر در نظر گرفته شود، یعنى موتور را طورى طراحى کنیم تا کنترل آن بدون حسگر خارجى تا حد زیادى آسان شود. واضح است که این یکپارچه سازى باعث کاهش هزینه و زمان تولید محصول صنعتى خواهد شد.بعد دیگر یکپارچه سازى، در مرحله تولید است. شماى کلى یک سیستم کلاسیک الکترومکانیکى شامل فرآیند مکانیکى، محرکه ها و حسگرها و همچنین پردازشگر اصلى است. در واقع الگوریتم کنترلى در پردازشگر اصلى اجرا مى شود. بسیارى از فرآیندهاى صنعتى کلاسیک در قالب فوق نمایش داده مى شوند.در سیستم هاى مکاترونیکى، یکپارچه سازى اجزا در مرحله تولید، به دو روش انجام مى شود: یکپارچه سازى سخت افزارى و یکپارچه سازى نرم افزارى. در یکپارچه سازى سخت افزارى، فرآیند مکانیکى به همراه حسگرها، محرکه ها و پردازشگرها، به عنوان یک سیستم جامع در نظر گرفته مى شوند. در اینجا معمولاً خود حسگرها و یا محرکه ها داراى پردازشگرهاى محلى هستند که عموماً به آنها حسگرها و یا محرکه هاى هوشمند اطلاق مى شود. در اینجا اجزاى سیستم داراى ارتباطات محلى بوده که این ارتباطات، معمولاً از طریق خطوط ارتباطى باس یا به صورت بى سیم است.در یکپارچه سازى نرم افزارى، یک سیستم نظارتى یا به عبارتى کنترل کننده مرکزى، به منظور مدیریت کل فرآیند، تشخیص خطا و بهینه سازى، بر کل سیستم نظارت مى کند که در واقع به معناى پردازش اطلاعات در یک سطح بالاتر است. معمولاً این سیستم نظارتى یک سیستم هوشمند است که این امر تصمیم سازى براى بهبود عملکرد سیستم فیزیکى را قابل اجرا مى سازد. در اینجا مى توان به این نکته پى برد که یکى از دلایل منحصر به فرد بودن محصولات مکاترونیکى، به کارگیرى قدرت محاسباتى بالا در خلق سیستم هایى است که داراى کیفیت و قابلیت اعتماد بسیار بالا هستند. محصولات مکاترونیکى فناورى مکاترونیک در بسیارى از زمینه ها کاربرد روزافزونى پیدا کرده است که در اینجا به بعضى از آنها اشاره مى کنیم. در صنایع خودروسازى، استفاده از موتورهاى با کنترل الکترونیکى به جاى کنترل کننده سنتى آن یعنى کاربراتور، باعث بهبود عملکرد موتور و کاهش مصرف سوخت و آلودگى شده است. همچنین سیستم ترمزهاى ضدقفل، سیستم تهویه هواى اتوماتیک، فرمان هاى با کمک الکتریکى _ هیدرولیکى، خودروهاى الکتریکى _ ترکیبى و… از دیگر کاربردهاى فناورى مکاترونیک در صنایع خودروسازى هستند.در زمینه محصولات صنعتى با مصارف خانگى، مى توان به ماشین هاى لباسشویى و یا خشک کن جدید اشاره کرد که عملکرد آنها با استفاده از کنترل هوشمند به منظور مصرف بهینه انرژى، صرفه جویى در مصرف آب و همچنین افزایش کیفیت، بهبود فراوانى یافته است.در محصولات صنعتى با کاربرد ادارى، مى توان به چاپگرها و اسکنرهاى لیزرى، دستگاه هاى کپى دیجیتال و یا دیسک درایوهاى جدید اشاره کرد که از جمله محصولات مکاترونیکى هستند.در زمینه صنایع دفاعى مى توان به سیستم هاى هدایت موشک و یا سلاح هاى هوشمند اشاره کرد. همچنین از دیگر محصولات مکاترونیکى، دوربین هاى خودتنظیم، ماشین هاى ابزار کامپیوترى و روبوت هاى صنعتى هستند که تاثیر فراوانى در کاهش هزینه و زمان تولید و بهبود کیفیت محصولات تولیدى گذاشته اند. آموزش مکاترونیک با توجه به گسترش نیاز روزافزون صنعت به استخدام نیروهاى ماهر در مهندسى مکاترونیک، تربیت نیروى انسانى در این زمینه بیش از پیش اهمیت یافته است. نکته مهم و اساسى در آموزش مکاترونیک این است که یک مهندس مکاترونیک باید داراى تخصص هاى چندحوزه اى باشد، بدین معنا که تسلط به اصول اساسى مهندسى مکانیک، الکترونیک، کامپیوتر و کنترل، براى او ضرورى است چرا که باید قابلیت طراحى در حوزه هاى مختلف و در نهایت تجمیع و یکپارچه سازى این حوزه ها را داشته باشد. هم اکنون در تعداد قابل توجهى از دانشکده هاى مهندسى برق و مکانیک در دنیا، گرایش مکاترونیک در سطوح کارشناسى و بالاتر ایجاد شده است.هسته اصلى محتوى آموزشى مهندسى مکاترونیک، ترکیبى از دروس اساسى گرایش هاى سیستم هاى کنترل، الکترونیک، کامپیوتر و مهندسى مکانیک است و مهمترین کاربرد ان در رباتیک می باشد. در لینک زیر شما می توانید کتابی در ضمینه مقدماتی از مکاترونیک به زبان اصلی دانلود کنید دانلود | ۱۴.۸ مگابایت

تضاد رباتیک با مکاترونیک تضاد خودمختار با خودکار robotics vs mechatronics autonomous vs automatic مکاترونیک یک رشته ی چند تخصصی ، شامل رشته های مهندسی مکانیک ، مهندسی الکترونیک و مهندسی کامپیوتر است . مکاترونیک از دو کلمه ی "مکا" مخفف مکانیک و "ترونیک" مخفف الکترونیک مشتق شده است . رباتیک نیز همانند مکاترونیک از سه رشته ی هندسی مکانیک ، مهندسی الکترونیک و مهندسی کامپیوتر بوجود آمده است . تفاوت اصلی در آن است که سیستم های مکاترونیکی ورودی هایشان فراهم شده است (تمام ورودی ها از قبل تعریف شده و شناخته شده است) ؛ در حالی که سیستم های رباتیکی باید خودشان ورودی ها را از محیط دریافت نمایند. به عنوان مثال چراغ راهنمایی و رانندگی و ماشین لباسشویی ، سیستم های مکاترونیکی هستند . در چراغ راهنمایی و رانندگی وقتی انسان دکمه ای را فشار می دهد رنگ چراغ تغییر می کند و در ماشین لباسشویی دمای آب ، زمان و ... به آن داده شده است. حتی وقتی چراغ راهنمایی و رانندگی در حالت خودکار قرار می گیرد و بدون نیاز به فشردن دکمه ای ، کار می نماید . هنوز به عنوان سیستم مکاترونیکی شناخته می شود چون ورودی هایش (زمان روشن بودن هر رنگ) برایش فراهم گردیده است . این فرایند ، خوکار (اتوماتیک) نامیده می شود . آن چه گفته شد در تضاد است با حالتی که چراغ راهنمایی و رانندگی دارای یک دوربین جهت تشخیص مردمی که می خواهند از عرض خیابان شوند باشد و رنگ چراغ را با توجه به فشردگی جمعیت تغییر دهد. آن چه گفته شد یک سیستم رباتیک است . این فرایند را خودمختاری (اتونوموس) گویند .