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Mechatronics è un termine coniato da scienziati giapponesi o ingegneri giapponesi nel 1969. Il termine mechatronico è stato ricavato da due termini fondamentali, ovvero meccanismo ed elettronica. Meccanismo proviene da ingegneria meccanica e tronica o elettronica dall'ingegneria elettronica. Mecha di meccanismi e tronics dell'elettronica combinati insieme, rende la mechatronica. Qual è il significato dei meccanismi? Se prendiamo qualsiasi macchinario, ha vari link, vari elementi. Questi elementi o link sono raggruppati, che formano un meccanismo. In meccanismo, se applichiamo una forza a un elemento del sistema, genererà movimento negli altri link connessi. Genererà forza negli altri link connessi e il movimento o le forze, che vengono generati vengono utilizzati per la nostra applicazione. In generale, un macchinario ha molti tali meccanismi, che sono raggruppati e utilizzati per il nostro scopo previsto. L'elettronica è una branca dell'ingegneria che si occupa di flusso di emissioni e controllo di elettroni ultra veloci nel vuoto o nella materia. Possiamo dire che, quando gli elettroni mobili ultra veloci si muovono nel vuoto o in una materia, può essere utilizzato per la trasmissione delle informazioni. L'elettronica ci fornisce una comunicazione rapida e accurata in vari dispositivi. Come tale, la comunicazione in fibra ottica è un ottimo esempio di applicazione elettronica nella nostra giornata al giorno. Utilizzando i vantaggi dell'elettronica nel potenziare l'efficienza dei meccanismi, il sistema sviluppato si chiama sistema a base di mechatronics. Mechatronics ha l'applicazione dei computer oggigiorno. In sostanza, i computer sono utilizzati per controllare le varie attività di un sistema meccanico attraverso la circuiteria elettronica. I computer sono utilizzati per programmare la circuiteria elettronica, per modellare le parti di lavoro e per simulare i sistemi. Quali benefici ci offre questa mechatronica? La mechatronica garantisce una maggiore flessibilità; flessibilità in termini di progettazione del sistema, progettazione del prodotto e funzionamento. Possiamo facilmente ridisegnare il sistema, modificare il sistema, riprogrammare il sistema il modo in cui riprogrammiamo in macchine utensili CNC e lo stesso strumento di macchina può essere utilizzato per la lavorazione di vari prodotti. A tal fine, dobbiamo caricare diversi programmi per effettuare le operazioni, rendendo così facile la riprogrammazione. Anche i mechatronici ci aiutano a effettuare la raccolta automatica dei dati e la segnalazione. Possiamo raccogliere i dati attraverso i sensori e che i dati saranno utilizzati per la generazione di report, che possono essere utilizzati ulteriormente per prendere decisioni riguardanti l'operazione di fabbricazione. A casa nostra stiamo regolarmente utilizzando sistema a base di mechatronics. Se ci guardiamo intorno, troveremo disponibili vari sistemi a base di mechatronica, come le lavatrici. Alcune aziende dicono che le lavatrici sono intelligenti, il che significa che, stanno prendendo decisioni da solo, dobbiamo solo mettere i panni dentro e tutte le decisioni saranno prese a cura dalla lavatrice stessa. Nei luoghi di lavoro, nei nostri istituti, nei laboratori, negli uffici, stiamo utilizzando computer, stampanti. Per il caffè o il tè, utilizziamo distributori automatici di bevande. Tutti ci stanno aiutando a potenziare la nostra efficienza lavorativa. Mechatronics è un approccio multidisciplinare per il design del prodotto e del sistema manifatturiero. Le discipline sono ingegneria meccanica, ingegneria elettrica, ingegneria informatica e ingegneria di controllo. La mechatronica è l'amalgama di questi rami di ingegneria. Tutte queste discipline sono contemporaneamente applicate nel design del sistema o nel design del prodotto, per il quale l'approccio del design del sistema mechatronics è chiamato come approccio contemporaneo o approccio ingegneristica simultaneo. L'ingegneria meccanica contribuisce in mechatronica fornendo varie macchine e meccanismi. L'ingegneria elettrica, fornire i principali motori, l'energia elettrica sarà convertita in energia meccanica e che l'energia meccanica sarà applicata per l'applicazione prevista, il movimento dei vari collegamenti del meccanismo. A questo scopo servono vari motori; motore a corrente alternata o motore a corrente continua o a motore servo. L'ingegneria elettronica sta fornendo i microprocessori, che sono il cervello del sistema mechatronico. L'ingegneria di controllo fornisce i sensori, gli attuatori e la circuiteria dei sistemi di controllo. Aiuta nello sviluppo di vari sistemi di controllo basati sull'elettronica, per potenziare o sostituire la meccanica del sistema meccanico. Vedremo come esattamente questa mechatronica stia aiutando a sostituire la meccanica del sistema meccanico nella seguente sezione. Il contributo dell'ingegneria informatica è nello sviluppo di software. Un software è un gruppo di programmi per computer e un programma è un insieme di istruzioni scritte dallo sviluppatore. Seguendo questa serie di istruzioni, il sistema di controllo o il microprocessore prenderanno le azioni. Questi software controllano anche le mozioni dell'hardware cioè macchine e meccanismi. L'ingegneria informatica non solo ci aiuta a controllare l'hardware di una macchina o di un meccanismo, ci aiuta anche a fornire un'interfaccia per l'interazione user friendly con il meccanismo o con lo strumento macchina o con l'attrezzatura. Così, l'interazione user friendly e il controllo dell'attrezzatura è un vantaggio, che viene fornito dalla disciplina ingegneristica informatica. Oltre a queste due caratteristiche fornite dall'ingegneria informatica, questa disciplina ci aiuta a sviluppare il design dei prodotti più nuovi. Il design aided design è utile per sviluppare disegni dimensionali o 3 dimensionali del prodotto o degli elementi o delle parti di un prodotto. Questo ci aiuta molto a visualizzare il prodotto in fase iniziale dello sviluppo. Inoltre, i computer aiutano a svolgere le simulazioni. Simulazioni significa analizzare o prevedere le cose in modo virtuale applicando alcuni strumenti analitici, applicando la matematica e considerando la conoscenza o l'esperienza, che è disponibile. Simuliamo il processo, prevediamo le cose previsiche, che sono utili per ottenere determinate linee guida nella pianificazione. In base a queste linee guida, in base all'input iniziale, possiamo prendere determinate decisioni, che possono essere correlate alla pianificazione della produzione, oppure possono essere correlate al product design. La pianificazione delle attività manifatturiere comprende la pianificazione dei materiali, la pianificazione delle risorse manifatturiere, la tenuta da record, l'indagine di mercato e altre attività connesse alle vendite. Nella definizione di mechatronica abbiamo visto che la mechatronica è considerata come un sostituto della meccanica da parte dell'elettronica. Per comprendere questa definizione, facciamo un esempio semplice. Possiamo vedere un orologio meccanico o un orologio nella figura di cui sopra. Ci sono un sacco di componenti o parti e la costruzione è molto complessa. Ma oggigiorno questi orologi meccanici o gli orologi sono sostituiti con orologi di elettronica o orologi. In orologio elettronico o orologi, utilizziamo la tecnologia a base di quarzo. Arriveremo a conoscere il significato di questa tecnologia a base di quarzo e come sta sostituendo la tecnologia meccanica esistente nella prossima sezione. Dagli ultimi anni stiamo ottenendo orologi e orologi più avanzati. Questi orologi e orologi più avanzati hanno molte tecnologie di sensori associate e con l'aggiunta di questi sensori, gli orologi o gli orologi sono diventati dispositivi intelligenti. Così, possiamo chiamarlo come un orologio intelligente o un orologio intelligente. Stiamo utilizzando questi dispositivi smart regolarmente. Ora, se guardiamo l'orologio meccanico, non richiede alcuna batteria, non ha nemmeno circuiteria elettronica. Tutte le operazioni sono meccaniche. L'elemento base dell'orologio meccanico è la primavera e quella primavera è chiamata la primavera principale. Dobbiamo wind questa primavera usando una vite. Dobbiamo tirare fuori la vite e poi ruotare la vite. Quella rotazione della vite darà energia meccanica alla primavera principale. La primavera memorizza l'energia meccanica. Dobbiamo eolavare periodicamente questa primavera principale. La primavera principale gestisce una ruota equilibrata. Questa ruota di bilanciamento è collegata con una serie di ingranamenti. La ruota bilanciata oscillava, si muove avanti e indietro e queste oscillazioni guidano un dispositivo chiamato dispositivo di sfuggita. Il suono ticchettio che otteniamo dall'orologio meccanico è di questo dispositivo di sfuggita. Il dispositivo di scappamento sposta le mani dell'orologio da una piccola quantità con ogni oscillazione della ruota. Così, le mani d'orologio si muovono a ritmo costante con le oscillazioni del dispositivo di sfuggita. Il movimento o lo spazzamento di queste mani si possono vedere sul manometro. Quindi, l'operazione è molto semplice. Tuttavia, la costruzione di un orologio meccanico è molto complessa. Come possiamo vedere, l'orologio meccanico ha molti ingranaggi, molti piedini, molte viti e tutte queste sono di dimensioni molto ridotte, dimensioni di meso e micro dimensioni. Quindi, la fabbricazione di elementi meccanici così piccoli è un compito molto difficile, richiede processi di lavorazione avanzati, processi produttivi avanzati. Pertanto, anche il costo associato all'orologio meccanico è piuttosto elevato. Inoltre, li stiamo fabbricando meccanicamente. Quindi, ci possono essere certe imperfezioni associate a tutti questi elementi. Quindi, a causa di questo, la precisione di questi tipi di orologio meccanico si aggira intorno a due o tre secondi al giorno. Quindi, questo errore viene attribuito alle imperfezioni associate all'orologio meccanico e all'avvolgimento periodico delle molle. , Se ci manca l'avvolgimento, poi l'orologio smetterà di funzionare e di riavviare l'orologio, dobbiamo educarlo per partire dal momento precedente o per iniziare con le precedenti località della mano. Quindi, questi possono aggiungere all'errore di questi tipi di orologi. Così il costo è alto e la manifattura è anche un compito noioso o difficile. Ecco perché, gli ingegneri o gli scienziati hanno cercato di sviluppare una tecnologia avanzata, conosciuta come tecnologia a base di quarzo. Questi orologi più recenti sono alimentati a batteria. Nella figura possiamo vedere un tipico orologio da quarzo. Questi orologi richiedono una quantità molto ridotta di energia elettrica, come possiamo notare nel nostro orologio al quarzo, la batteria può durare a lungo per pochi mesi o in certi casi può andare anche per 1 o 2 anni. La quantità di energia elettrica necessaria è minore e la precisione di questi orologi è elevata anche. Allora, come funzionano questi orologi? Si stanno lavorando in base al concetto elettromeccanico. Il sistema di questi orologio da quarzo ha un circuito elettrico, una batteria e una serie di ingranamenti, che possono essere chiamati in generale, un sistema meccanico. L'insieme di ingranature ruota le mani. Le mani possono essere la mano seconda mano o minuto o la mano d'ora e queste mani vengono ruotate o travolte sul manometro, se è di tipo analogico di quarzo. Ma se si tratta di un tipo di orologio da quarzo digitale, allora stiamo ottenendo il display digitale. Allora, come vedremo, che queste mani si stiano ruotando? Dobbiamo muoverci o dover avere il moto meccanico dell'insieme di ingranamenti. Questa serie di ingranamenti sarà operata da un motore elettrico o micro o piccolo motore elettrico. Ora, chi gestisce questo motore elettrico? Il motore elettrico sarà azionato dal circuito elettrico. Il circuito elettrico è di nuovo gestito da un materiale di cristallo, che chiamiamo materiale al quarzo. Il quarzo non è niente, ma un minerale comune di terra e ha silice e ossigeno. Il quarzo ha una caratteristica peculiare, cioè sono materiali elettrici piezi. L'elettricità piezo non è altro che un accoppiamento tra stato meccanico ed elettrico del materiale. Qual è esattamente il significato dell'elettricità piezo? Quando viene applicato uno stress meccanico sul quarzo, produce elettricità e questa capacità di convertire la tensione in uno stress meccanico si chiama piezoelettricità. Questo processo viene svolto anche in un viceversa, cioè se viene applicato uno stress meccanico sul materiale, producono cariche elettriche sulle loro superfici. Questa proprietà è utilizzata in orologi o orologi. Poiché applichiamo energia elettrica a questo minuscolo cristallo, vibra a una frequenza molto precisa e che la frequenza precisa è circa 32768 volte al secondo. Così, quando applichiamo energia elettrica, vibra per 32768 volte proprio. Io Se abbiamo un circuito elettronico, che conterà queste vibrazioni, e genererà un impulso quando il contatore raggiunge il 32768 di numero .. Possiamo dire che, sull'applicazione dell'energia elettrica, il cristallo vibra e le vibrazioni saranno conteggiate. Quando raggiungerà il 32768, il circuito elettronico genererà un impulso, un impulso di tensione e che l'impulso di tensione farà un display sullo schermo se si tratta di un orologio digitale e quel display non è altro, ma un secondo. Se non è un orologio digitale che il polso darà energia al motore. Il motore guiderà gli ingranaggio e questi ingranaggio guideranno le mani, le mani che si spazzano sul manometro. In questo modo possiamo generare numero di impulsi e che gli impulsi ci danno tempo sul nostro display; potrebbe essere un display digitale o il display analogico. Se guardiamo alla costruzione dell'orologio al quarzo, la costruzione è molto semplice, ha molto meno numero di parti. Poiché il numero di parti è minore, anche il costo di fabbricazione di questi orologi è minore. Se guardate la costruzione possiamo vedere che, c'è una batteria e questo è l'elemento di quarzo. Oltre a questo, ci sono pochissime parti che vengono mostrate nella figura. Anche la precisione della tecnologia di quarzo è comparativamente elevata rispetto all'orologio meccanico. La precisione è intorno ai 15 seconds al mese. Ci può essere la possibilità di avere un errore di 15 seconds al mese; tuttavia, in tutti gli orologi avanzati, le accuratezze sono ulteriormente migliorate, gli errori sono ulteriormente ridotti, diciamo da 3 a 4 seconds al mese. L'idea alla base di tutta questa discussione è che, il complesso sistema di un orologio meccanico può essere facilmente sostituito con un semplice sistema basato sull'elettronica. Anche se qui utilizziamo parti meccaniche; tuttavia, stiamo prendendo insieme l'aiuto della circuiteria elettronica e dell'energia elettrica insieme, e le applichiamo sui meccanismi dei sistemi meccanici e dei sistemi macchina. Questo sta potenziando l'efficienza del sistema; si riduce anche il costo del sistema. Quindi, questo non è niente, ma la mechatronica, quindi stiamo sostituendo la meccanica, stiamo sostituendo il sistema primaverili, il dispositivo di scappamento, molti set di ingranaggio utilizzando un semplice cristallo minuscolo e una serie di circuiti elettronici. Ora una giornata, stiamo ricevendo le tecnologie intelligenti e le chiamiamo come gli orologi intelligenti. Inutile citare che questi orologi intelligenti sono di nuovo orologi a base di mechatronica. Quali sono le caratteristiche di questi orologi intelligenti? Stiamo aggiungendo la connessione con internet, la connessione con il mondo esterno. Quella connessione con internet dà accesso al mondo e questo accesso è la capacità potenziale di questo smartwatch. Gli smartwatch ci stanno dando delle notifiche dei messaggi. Ci stanno aiutando per la navigazione attraverso la tecnologia GPS. Che cos' è il GPS? Tecnologia Global Positioning System. Gli smartwatch ci aiutano a organizzare la nostra giornata alle attività del giorno. Possiamo programre il nostro lavoro; possono essere riunioni o qualsiasi altro lavoro. Questa pianificazione ha di nuovo la funzione di allarmi. Gli smartwatch ci stanno dando allarmi regolarmente. Hanno anche la tecnologia Bluetooth. Questa tecnologia Bluetooth è utile per inviare le chiamate o per ricevere il messaggio o per connettersi con i dispositivi di elettronica disponibili in giro senza internet. Per quanto riguarda il punto di vista tecnologico, gli orologi intelligenti hanno vari sensori. Allora, quali sensori ha? Il primo sensore che ha sono gli accelerometri. Gli accelerometri misurano il movimento del corpo. Questa misurazione del momento corporeo ci aiuta a tracciare i nostri passi e i modelli di sonno. In base al tracciamento dei nostri passi e del modello di sonno, i sensori ci aiutano a monitorare anche le vostre condizioni di salute. I giroscopi misura la rotazione. Io Se capovolgiamo il polso, il display del telefono si sveglierà. Mentre ci ruottiamo il polso, il telefono sta salendo, il display si sta alzando. Terzo, il sensore che ha è il magnetometro, che permette di avere la bussola nel nostro smart device. Questa bussola aiuta anche a tenere traccia dei movimenti. Oltre a questi tre sensori in generale, gli orologi intelligenti hanno sensore di pressione barometrico per il rilevamento delle pressioni e del sensore di temperatura ambiente. Quindi, con questa tecnologia dei sensori, gli orologi non ci mostrano solo il tempo, ci aiutano a gestire la nostra giornata alle attività del giorno. Ci stanno aiutando a mantenere anche la nostra salute.