Pratite nas

Pozdrav, koji sadržaj vas zanima?

Članci

Što je mehatronika? (7 posla mehatroničara)

Mehatronika je interdisciplinarno područje koje kombinira elemente mehanike, elektronike, računalnih znanosti i kontrolnog inženjeringa kako bi se razvijali, dizajnirali i upravljali složeni sustavi i proizvodi. 

Ova disciplina fokusira se na integraciju mehaničkih komponenti, elektroničkih sustava, senzora, aktuatora i računalnih kontrola kako bi se stvorili sustavi koji mogu izvršavati različite funkcije.

što je mehatronika
FOTO: SHUTTERSTOCK

Primjeri mehatroničkih sustava uključuju autonomne automobile, pametne telefone, industrijske robote, 3D pisače, uređaje za kućnu automatizaciju i mnoge druge kompleksne tehničke proizvode.

Koji je glavni cilj mehatronike?

Glavni cilj mehatronike je razvoj, dizajn i upravljanje složenim sustavima koji integriraju mehaničke komponente, elektroniku, računalnu tehnologiju, senzore i kontrolu kako bi postigli bolju funkcionalnost, učinkovitost i pouzdanost. 

Mehatronika ima nekoliko osnovnih ciljeva:

  • Mehatronički inženjeri nastoje integrirati mehaničke, elektroničke i računalne komponente u jedan funkcionalan sustav. To omogućava bolju koordinaciju između različitih aspekata sustava.
  • Mehatronički sustavi često teže poboljšati performanse proizvoda ili sustava, kao što su brzina, preciznost, učinkovitost ili autonomija. Primjerice, autonomni automobili koriste mehatroničke sustave kako bi postigli bolje performanse u vožnji.
  • Mehatronika također ima za cilj povećati pouzdanost sustava, smanjiti kvarove i omogućiti lakše održavanje. To je posebno važno u kritičnim sustavima kao što su medicinski uređaji ili letjelice.
  • Jedan od ciljeva mehatronike je razvoj autonomnih ili poluautonomnih sustava koji mogu obavljati zadatke bez ljudske intervencije. To uključuje robote i autonomna vozila.
  • Mehatronički sustavi mogu pomoći u smanjenju potrošnje energije i materijala, što je važno u svijetu ograničenih resursa i brige o okolišu.
  • Mehatronika se također koristi za poboljšanje korisničkog iskustva, kao što su pametni uređaji u kućanstvu, mobilni uređaji i druge tehnologije koje olakšavaju život korisnicima.

Ukratko, glavni cilj mehatronike je stvaranje sustava i proizvoda koji su pametniji, učinkovitiji, pouzdaniji i bolje prilagođeni potrebama korisnika, kombinirajući različite discipline kako bi postigli te ciljeve.

Što radi mehatronički inženjer?

Mehatronički inženjeri obavljaju različite zadatke koji uključuju dizajn, razvoj, testiranje i održavanje složenih mehatroničkih sustava i proizvoda. 

Njihov posao može varirati ovisno o industriji i specifičnom projektu, ali u osnovi, mehatronički inženjeri rade na integraciji mehaničkih, elektroničkih i računalnih komponenti kako bi stvorili funkcionalne i učinkovite sustave. 

1. Dizajniranje i modeliranje

Mehatronički inženjeri razvijaju konceptualne i detaljne dizajne mehatroničkih sustava, koristeći CAD (Computer-Aided Design) alate i softver za simulaciju kako bi modelirali i testirali različite komponente sustava.

2. Integracija komponenata

Oni odabiru i integriraju mehaničke dijelove, senzore, aktuatore, elektroničke komponente i računalne kontrolere kako bi stvorili cjelovite mehatroničke sustave.

3. Programiranje i kontrola

Mehatronički inženjeri pišu programske kodove i razvijaju algoritme za upravljanje mehatroničkim sustavima. To uključuje kontrolu pokreta, obradu podataka, komunikaciju i donošenje odluka.

4. Testiranje i validacija

Provode testiranja kako bi osigurali da mehatronički sustav radi ispravno i zadovoljava specifikacije. Otkrivaju i rješavaju probleme koji se mogu pojaviti tijekom testiranja.

5. Održavanje i popravak

Nakon što su sustavi instalirani i u upotrebi, mehatronički inženjeri prate njihovo funkcioniranje, održavaju ih i popravljaju ako se pojave problemi.

6. Razvoj novih tehnologija

Rad na istraživanju i razvoju novih tehnologija i inovacija kako bi se poboljšali mehatronički sustavi i proizvodi.

7. Projektiranje i upravljanje projektima

U mnogim slučajevima, mehatronički inženjeri rade kao dio multidisciplinarnih timova i sudjeluju u upravljanju projektima, proračunu i planiranju.

Mehatronički inženjering je široko primjenjivo područje, pa mehatronički inženjeri mogu raditi u različitim industrijama, uključujući automobilsku industriju, industriju strojeva, elektroniku, robotiku, medicinske uređaje, proizvodnju, energetiku i mnoge druge. 

nacrti mehatronika
FOTO: SHUTTERSTOCK

Njihova uloga je ključna za razvoj suvremenih tehnoloških rješenja i inovacija.

Koji proizvodi koriste mehatroniku?

Mnogi proizvodi koje svakodnevno koristimo i sami koriste mehatroniku na različite načine kako bi postigli svoju funkcionalnost i učinkovitost. 

1. Autonomni automobili

Senzori: Autonomni automobili koriste različite senzore kao što su lidari, radari, kamere i ultrazvučni senzori za prikupljanje podataka o okolini. Mehatronički inženjeri dizajniraju i integriraju ove senzore kako bi vozilo moglo prepoznati prometne znakove, prepreke i druge vozila.

Računalna obrada: Mehatronički inženjeri razvijaju računalne sustave za obradu podataka iz senzora i donošenje odluka o upravljanju vozilom. To uključuje algoritme za samostalno vođenje vozila i donošenje sigurnih odluka u stvarnom vremenu.

2. Pametni telefoni

 Ekran i dodirna tehnologija: Mehatronika igra ključnu ulogu u dizajnu i proizvodnji ekrana osjetljivih na dodir, što omogućuje korisnicima upravljanje telefonima putem dodira. To uključuje mehaničke komponente (ekran), elektroniku (senzore za dodir) i računalnu kontrolu (softver za obradu dodira).

Senzori: Pametni telefoni uključuju različite senzore kao što su akcelerometri, žiroskopi i senzori svjetla koji omogućuju praćenje orijentacije uređaja i prilagodbu ekrana.

   3. Industrijski roboti

 Mehanički sustav: Industrijski roboti imaju složen mehanički dizajn s raznim zglobovima i motornim pogonima za izvođenje preciznih pokreta. Mehatronički inženjeri dizajniraju i kontroliraju ove mehaničke sustave.

 Elektronika: Elektroničke komponente u robotima omogućuju upravljanje pokretima, senzorima i komunikaciju s okolinom.

 Računalna kontrola: Razvijaju se algoritmi za planiranje i upravljanje pokretima robota, uzimajući u obzir senzore koji prate okolinu i zadatak koji robot treba izvršiti.

4. 3D pisači

 Mehanički sustav: 3D pisači koriste precizne mehaničke komponente za izradu trodimenzionalnih objekata. Mehatronički inženjeri dizajniraju sustave za precizno pozicioniranje i kontrolu brzine.

 Elektronika: Elektronika u 3D pisačima kontrolira grijače, senzore temperature, motori za pomjeranje, i komunikaciju s računalom.

 Računalna kontrola: Kroz softver, mehatronički inženjeri omogućuju korisnicima stvaranje digitalnih modela objekata i upravljanje procesom tiskanja.

5. Uređaji za kućnu automatizaciju

 Senzori: Pametni termostati, rasvjeta i sigurnosni uređaji koriste senzore za otkrivanje prisutnosti, temperature, svjetla i druge parametre u domu.

 Kontrola i komunikacija: Mehatronički inženjeri razvijaju kontrolne sustave koji omogućuju korisnicima daljinsko upravljanje uređajima putem mobilnih aplikacija ili glasovnih asistenata.

U svim ovim primjerima, mehatronika igra ključnu ulogu u integraciji mehaničkih, elektroničkih i računalnih komponenti kako bi se postigla željena funkcionalnost proizvoda. To zahtijeva duboko razumijevanje različitih disciplina i vještine mehatroničkog inženjeringa.

Tvrtke koje se bave mehatronikom

Postoji mnogo poznatih tvrtki koje se bave mehatronikom ili razvijaju proizvode i sustave koji uključuju mehatroničke komponente. Neki od svjetski poznatih igrača u ovom području uključuju: 

mehatronika projekt
FOTO: SHUTTERSTOCK

Siemens je globalna tvrtka koja se bavi raznim aspektima mehatronike, uključujući industrijske automatizacijske sustave, medicinske uređaje, energetske tehnologije i mnoge druge.

Bosch je poznat po svojim inovacijama u području automobilske mehatronike, kao i pametnim kućanskim uređajima i tehnologijama.

ABB se ističe u industriji robotike i automatizacije, pružajući rješenja za industrijske primjene i energetiku.

Fanuc je globalni lider u industrijskoj robotici i CNC strojevima.

Yaskawa Electric Corporation je japanska tvrtka također je poznata po svojim industrijskim robotima i automatizacijskim rješenjima.

Omron se bavi razvojem senzora, kontrola i automatizacijom u različitim industrijama.

Sony je poznat po elektronici i konzumerskim proizvodima, a njihovi pametni telefoni, kamere i druge naprave koriste mehatroničke komponente.

Tesla, Inc. je poznata po električnim automobilima koji koriste napredne mehatroničke sustave za autonomnu vožnju i druge funkcionalnosti.

Ovo su samo neki od primjera tvrtki koje se bave mehatronikom ili proizvode uređaje i sustave koji uključuju mehatroničke komponente. Mnoge druge tvrtke širom svijeta također igraju značajnu ulogu u ovom području, a industrija mehatronike nastavlja rasti i razvijati se.

Koja je veza mehatronike i računarstva?

Mehatronika nije nužno “nezamjenjiva” u računarstvu, već je ključna i vrlo korisna komponenta u mnogim računalnim aplikacijama. 

Mehatronički sustavi omogućuju računalima fizičku interakciju s okolinom. Primjerice, pametni telefoni koriste ekran osjetljiv na dodir koji omogućuje korisnicima da interagiraju s aplikacijama putem dodira. Ovo je oblik mehatroničke tehnologije.

Mehatronika je ključna za razvoj robota i automatiziranih sustava koji mogu izvršavati fizičke zadatke. Roboti se često koriste u proizvodnji, medicini, logistici i drugim industrijama.

U računarstvu, mehatronički sustavi često igraju ulogu u automatizaciji procesa, bilo da se radi o proizvodnji, upravljanju infrastrukturom ili transportu. Automatizacija pomaže u povećanju učinkovitosti i smanjenju potrebe za ljudskim intervencijama.

Senzori i aktuatori su ključne komponente u računalima koji omogućuju prikupljanje podataka iz stvarnog svijeta i kontrolu fizičkih procesa. Na primjer, senzori za praćenje temperature, vlage ili svjetla koriste se u pametnim kućnim uređajima.

Mehanički sustavi često zahtijevaju sofisticirane računalne kontrolere kako bi se postigli željeni rezultati. To uključuje razvoj algoritama za upravljanje pokretima, obradu podataka i donošenje odluka.

Mehatronika omogućuje računalima da izvršavaju raznovrsne zadatke u stvarnom svijetu. Na primjer, autonomni automobili koriste mehatroničke sustave za percepciju okoline i sigurnu vožnju.

Integracija mehatroničkih komponenti u računalne sustave često rezultira povećanom produktivnošću i poboljšanjem funkcionalnosti. To se odnosi na različite sektore, uključujući proizvodnju, medicinu, transport i druge.

U konačnici, mehatronika doprinosi povećanju sposobnosti računala da interagiraju s fizičkim svijetom i izvršavaju zadatke koji bi bili teški ili nemogući bez integracije mehatroničkih komponenti. To čini mehatroniku ključnim dijelom mnogih računalnih sustava i tehnologija.

Povijest mehatronike

Razvoj mehatronike nije povezan s pojedinačnim izumiteljima, već je rezultat postupnog razvoja i integracije različitih disciplina, tehnologija i inženjerskih pristupa tijekom vremena.

Mehatronika je evoluirala kao odgovor na potrebu za razvojem složenih sustava koji kombiniraju mehaničke, elektroničke i računalne komponente.

Tijekom ovog razdoblja, počelo se primjećivati sve veće spajanje mehanike, elektronike i računalne tehnologije. Počela su se razvijati rana računalna upravljačka rješenja za mehaničke sustave, što je predstavljalo početak mehatronike kao discipline.

Kuka Robotics, osnovana 1977. godine u Njemačkoj, igrala je ključnu ulogu u razvoju industrijske robotike. Tvrtka je stvorila mnoge inovacije u upravljanju robotima, što je bio ključan korak u mehatroničkom pristupu.

90-ih godina, s razvojem mikrokontrolera i računalnih tehnologija, mehatronika je postala sve važnija u raznim industrijama, uključujući automobilsku industriju, elektroniku, medicinske uređaje i druge.

Razvoj ove discipline rezultat je postupnog napretka u mnogim područjima inženjeringa i tehnologije tijekom proteklih desetljeća. Danas je mehatronika značajna i ključna disciplina u inženjeringu i tehnološkom napretku.

Više...

Članci

Gromobran, jednostavan ali nevjerojatno koristan izum, igra ključnu ulogu u zaštiti ljudi, zgrada i ostale imovine od katastrofalnih posljedica udara groma. Sam pogled na...

Članci

Frekvencija je osnovni fizički koncept koji se često koristi u mnogim područjima znanosti i inženjerstva.  U osnovi, frekvencija je mjera broja ponavljanja nekog događaja...

Članci

Kondenzator je elektronička komponenta koja se koristi za pohranjivanje električnog naboja. Sastoji se od dvije provodne ploče, poznate kao elektrode, koje su odvojene dielektričkim...

Članci

Dron je autonomna letjelica koja se kontrolira daljinskim upravljanjem ili autonomnim programiranjem. Također je poznata i kao bespilotna letjelica (engl. Unmanned Aerial Vehicle –...