نام مکاترونیک از دوکلمه ی مکانیک و الکترونیک ریشه می گیرد و روشی چند رشته ای و جدید برای طراحی و ایجاد محصولی است که مبانی رشته های مهندسی برق، مکانیک، کامپیوتر، مواد، شیمی و صنایع را با هم در می آمیزد. سیستم های مکاترونیکی نوعا از اجزا سنتی مکانیک و الکتریک تشکیل شده اند ولی به دلیل بکارگیری حسگرها، عملگرها و سیستم های کنترل کامپیوتری از آن ها به عنوان سیستم های هوشمند نیز یاد می شود.

مکاترونیک را می توان یک فرآیند نوین مهندسی نامید که با طراحی و ساخت محصولات و سیستم های هوشمندی سر و کار دارد و شامل ترکیبی از عملگرهای مکانیکی و الکترونیکی هستند. به طور خلاصه سیستم های مکاترونیک را میتوان سیستم های هوشمند الکترومکانیک نامید.

کسانی که در رشته ی مکاترونیک مهارت کسب می کنند باید اطلاعت کلی از شماری از تکنیک ها به دست آورند و قابلیت اداره ی کل فرآیند طراحی را داشته باشند. آنها باید قادر باشند از منابع اطلاعاتی سایرین بهره برده و از ترکیب ویژه ی فناوری هایی که اقتصادی ترین ، جدیدترین، زیبا ترین و مناسب ترین راه حل را برای مساله مورد نظر ارائه می دهند استفاده نمایند. صنعت به مهندسان مکاترونیک برای ساخت سریع محصولات جدید با بازدهی و کیفییت بالا و قیمت پایین نیازمند است.

در آزمون کارشناسی ارشد این رشته دروس زبان عمومی-تخصصی و ریاضیات الزامی می باشد اما در مورد سه درس دیگر دانشجویان می توانند سه درس از بین 8درس دینامیک، کنترل، هوش مصنوعی، مدارهای منطقی و ریزپردازنده ها، الکترونیک1و2، برنامه نویسی و الگوریتم انتخاب نمایند. همانطور که از دروس اختیاری این رشته برمی آید متقاضیان اصلی این رشته دانش آموختگان رشته های برق، مکانیک و کامپیوتر می باشند.

علاوه بر دانشگاه آزاد اسلامی، دانشگاه های خواجه نصیر الدین طوسی(10 نفر روزانه،5 نفر شبانه) و سمنان(4 نفر روزانه، 1نفر شبانه) در سال 85 در این رشته دانشجو پذیرش کرده اند.

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.
* استادیار دانشکده فنى تهران
تحصیل در زمینه رشته مکاترونیک مستلزم گذراندن دروس مختلفی از قبیل ریاضیات مهندسی پیشرفته, تئوری کنترل و کنترل دیجیتال, مدارات الکترونیکی, رباتیک , هوش مصنوعی , دینامیک و استاتیک , پردازش سیگنال , میکرو کنترلر ها , پردازش تصاویر و بینایی ماشین و انتقال داد ها می باشد.
دانشگاه های مختلفی در سراسر دنیا به این رشته از مهندسی می پردازند و پیشرفتهای فراوانی همه روزه حاصل می شود.
در ایران نیز اولین دانشگاهی که این رشته را تاسیس کرد , دانشگاه آزاد اسلامی قزوین بود که این امر به همت آقای دکتر علیرضا محمد شهری و ریاست دانشگاه آقای دکتر مرتضی موسی خانی صورت گرفت. ایشان دارای دکتری مهندسی مکاترونیک از (دانشگاه ولونگنگ) استرالیا می باشند و در حال حاضر عضو هیئت علمی دانشگاه علم و صنعت ایران هستند.
این دانشگاه هم اکنون فارغ التحصیلان زیادی در مقطع کارشناسی ارشد داشته است. اولین سال جذب این رشته در دانشگاه قزوین سال ۱۳۸۲ بوده است.
علاوه بر دانشگاه قزوین ، دانشگاه های مطرح و فعال در ایران در این زمینه عبارتند از :
دانشگاه خواجه نصیر ، دانشگاه علم و صنعت ، دانشگاه سمنان ، دانشگاه تبریز و دانشگاه علوم و تحقیقات.
علاوه بر دانشگاه آزاد اسلامی، دانشگاه های خواجه نصیر الدین طوسی(۱۰ نفر روزانه،۵ نفر شبانه) و سمنان(۴ نفر روزانه، ۱نفر شبانه) در سال ۸۵ در این رشته دانشجو پذیرش کرده اند.
به کشورهایی که در حال حاضر سرمایه گذاری وسیعی در این رشته داشته اند می توان به آمریکا ، ژاپن ، استرالیا ، اتریش ، آلمان ، بلژیک و روسیه اشاره کرد.
دانشجویان در دوره فوق لیسانس بایستی ۳۲ واحد درسی رو پاس کنند. که ۶ واحد آن پروژه است.
معمولا فارق التحصیلان لیسانس رشته سخت افزار کامپیوتر و الکترونیک در این رشته موفق تر می باشند. به این دلیل که این گروه خودشونو بهتر با سیستم های مکانیکی وفق میدند و پروژهای نهایی جالبی دارند(یه پروژه مکاترونیکی واقعی). دانشجویان نرم افزار از همه بیشتر دردسر دارند چون معمولا نه مدار می دونند ، نه کنترل و الکترونیک پاس کردند و تقریبا با مشکل مواجه میشند. البته استثنا هم داریم.

دروس اصلی:

مکاترونیک ۱ ، مکاترونیک ۲ ، رباتیک پیشرفته ، ریاضیات مهندسی پیشرفته ، کنترل پیشرفته (معمولا کنترل دیجیتال درس میدند+ فضای حالت و…. تا فازی هم پیش میرند) ، شناسایی سیستمها ، کنترل محرک های الکتریکی.
دروس اختیاری:

شبکه های عصبی ، سیستم های توزیع شده ، پردازش تصویر (بینایی ماشین) ، اتوماسیون صنعتی ، مدیریت صنعتی (دقیقا یادم نیست چی بود، راجب تیم ورک بود)، کنترل فازی ، سیستم های خبره.

دروس پیش نیاز: (برای کسانی که این دروس را در دوره لیسانس پاس نکردند!)
استاتیک ، دینامیک ، الکترونیک ۱و۲، ریزپردازنده (ممکن است میکرو کنترلر هم درس بدند) ، کنترل خطی.


دوره کارشناسی ارشد مهندسی مکاترونیک

توصیه می شود ، جهت آشنایی اولیه با مهندسی مکاترونیک ابتدا به آشنایى با مهندسى مکاترونیک و کاربردهاى آن مراجعه کنید.
پذیرش دانشگاه ها
در سال ۱۳۸۷ دانشگاه تبریز ( ۱۰ نفر روزانه و ۵ نفر شبانه ) ، دانشگاه سمنان ( ۵ نفر روزانه و ۱ نفر شبانه ) ، دانشگاه صنعتی امیرکبیر ( ۵ نفر روزانه ) ، دانشگاه خواجه نصیر الدین طوسی ( ۱۲ نفر روزانه و ۶ نفر شبانه ) و دانشگاه صنعتی شریف ( ۸ نفر روزانه و ۲ نفر شبانه ) اقدام به ثبت نام پذیرفته شدگان در رشته مهندسی مکاترونیک در مقطع کارشناسی ارشد کرده اند. در ادامه به بررسی و معرفی این دوره پرداخته می شود.
طبق مصوبه سال ۱۳۸۰ شورای عالی برنامه ریزی وزارت علوم ، تحقیقات و فناوری فارغ التحصیلان دوره های کارشناسی مهندسی مکانیک ، مهندسی برق ، مهندسی کامپیوتر و مهندسی پزشکی می توانند در آزمون ورود به دوره کارشناسی ارشد مهندسی مکاترونیک شرکت نمایند.

آزمون ورودی

آزمون ورودی کارشناسی ارشد مهندسی مکاترونیک شامل موارد زیر می باشد :
دروس اجباری :
* زبان عمومی و تخصصی
* ریاضیات ( شامل ریاضیات عمومی ۱ و ۲ ، معادلات دیفرانسیل و آمار )
دروس اختیاری : ( که داوطلبان باید از بین این ۶ درس ۳ درس را به دلخواه انتخاب کرده و به سوالات آن پاسخ دهند )
* دینامیک
* کنترل
* هوش مصنوعی
* مدارهای منطقی و ریزپردازنده ها
* الکترونیک ۱ و ۲
* برنامه نویسی و الگوریتم
معرفی دوره
حداقل طول این دوره ۳ نیمسال است . بدین معنی که دانشجویانی که ناچار به گرفتن دروس جبرانی نیستند ، چنانچه کار درسی خود را به نحو مطلوبی انجام دهند، می توانند دوره را در ۳ نیمسال به پایان برسانند. زمان هر نیسمال ۱۷ هغته و نظام آموزشی آن واحدی است و هر واحد نظری مشتمل بر ۱۶ ساعت می باشد.
جهت به پایان رساندن دوره ، دانشجویان می بایست در مجموع ۳۲ واحد را گذرانده باشند ، که ترکیب آنها به این صورت زیر می باشد :
* دروس اصلی و تخصصی – ۲۴ واحد
* سمینار – ۲ واحد
* پروژه تحقیق – ۶ واحد
علاوه بر موارد فوق ، هر دانشجوی این دوره که قبلا در دوره کارشناسی دروس جبرانی را نگذرانده باشد باید با موفقیت آنها را بگذراند. از دروس جبرانی واحدی به دانشجو تعلق نمی گیرد.
برنامه آموزشی و پژوهشی
دروس جبرانی
دروس جبرانی بنا بر نیاز هر دانشجو توسط شورای تحصیلات تکمیلی از دوره های کارشناسی مهندسی مکانیک ، مهندسی برق، مهندسی کامپیوتر و مهندسی پزشکی تعیین می گردد.
دروس عمومی
هر دانشجو موظف است ۳ درس ( ۹ واحد ) زیر را به عنوان دروس اجباری بگذراند :
* مکاترونیک ۱
* مکاترونیک ۲
* ریاضیات مهندسی پیشرفته
هر دانشجو موظف است ۳ درس از دروس زیر را به عنوان دروس تخصصی بگذراند:
* رباتیک پیشرفته
* کنترل خودکار پیشرفته
* شناسایی سیستم ها
* برنامه ریزی و کنترل تولید و کیفیت
* حساسه ها و کالیبراسیون ربات
* شبکه های عصبی
* شبیه سازی و مدلسازی در بیومکاترونیک
* هوش مصنوعی و سیستم های خبره
* مدیریت کیفیت و عملیات
* مدیریت تجاری و بازرگانی
* اتوماسیون صنعتی
دروس اختیاری
هر دانشجو موظف است باقیمانده واحدهای درسی خود را (دو درس) ، را با موافقت استاد راهنما و شورای تحصیلات تکمیلی از لیست دروس اختیاری در زیر و یا از رشته های مهندسی مکانیک، مهندسی برق، مهندسی کامپیوتر و مهندسی پزشکی مطابق با گرایش خود بگذراند:
* کنترل محرکه های الکتریکی
* روش اجزاء محدود
* تئوری و تکنولوژی ساخت نیمه هادیها
* اتوماسیون در تولید
* تکنولوژی مواد نوین : مرکب ، چند لایه، پوشش داده شده
* سیستم های بلادرنگ
* شبیه سازی کامپیوتری
* هیدرولیک و نیوماتیک پیشرفته
* بهینه سازی در طراحی و تولید
* بینایی ماشین
* هوش مصنوعی توزیع شده
سمینار
گذراندن سمینار برای هر دانشجوی این دوره اجباری می باشد. سمینار دوره کارشناسی ارشد مکاترونیک شامل قسمتهای زیر می باشد :
- معرفی مشکلات و نیاز کشور به بهینه سازی تولید
- معرفی فناوری های نوین مکاترونیکی بکار گرفته شده در سطح دنیا یا استفاده از مجلات و گزارشات علمی و همچنین ارتباط با دانشگاههای خارج از کشور
- معرفی زمینه های تحقیقاتی مطابق با نیاز کشور که دانشجویان ممکن است موضوع پروژه ی خود را از میان این زمینه های پیشنهاد شده برگزینند.
- تهیه یک گزارش مدون و ارائه آن در سمینار توسط هر دانشجو الزامی می باشد.
پروژه ( پایان نامه )
تعداد واحدهای پایان نامه در دوره کارشناسی ارشد آموزشی ۶ واحد و در دوره کارشناسی ارشد پژوهشی ۱۲ واحد می باشد.
گرایشات این دوره
دوره کارشناسی ارشد مکاترونیک دارای سه گرایش زیر می باشد که دانشجویان با توجه به گرایش انتخابی، پروژه های تحقیقاتی ( ۶ واحد ) خود را در یکی از آزمایشگاهها و در صنعت انجام خواهند داد :
* گرایش اتوماتیک و کنترل تولید
* گرایش طراحی رباتها و سیستم های مکاترونیکی
* گرایش ارتباطات جنبی انسان – ماشین – کامپیوتر
بعد از انتخاب گرایش دانشجو دروس مناسب را با نظر استاد راهنما از بین دروس عمومی و دروس اختیاری انتخاب می کند.