ANNA KROKOS 8. Mechatronika na co dzień Czym jest mechatronika? Mechatronika jest dziedziną inżynierii stanowiącą połączenie inżynierii mechanicznej, elektrycznej, automatyki i robotyki, służącą projektowaniu i wytwarzaniu nowoczesnych urządzeń. Pojęcie mechatronika powstało jako połączenie dwu słów: mecha nika + elektronika = mechatronika System mechatroniczny: to integracja maszyn i układów mechanicznych, urządzeń elektronicznych i elektrycznych, oprogramowania komputerowego celem otrzymania produktu „inteligentnego”, przystosowującego się do zmiennych warunków otoczenia i przeznaczenia. WSiPnet » E-podręcznik » Technika na co dzień E81101 https://app.wsipnet.pl/podreczniki/strona/139607 Strona 41 z 43 2020-04-21 11:52
13
Embed
8. Mechatronika na co dzień - zsnowydwor.szkolna.net
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
ANNA KROKOS
8. Mechatronika na co dzieńCzym jest mechatronika? Mechatronika jest dziedziną inżynierii stanowiącą połączenie inżynierii mechanicznej, elektrycznej,automatyki i robotyki, służącą projektowaniu i wytwarzaniu nowoczesnych urządzeń.Pojęcie mechatronika powstało jako połączenie dwu słów:
mechanika + elektronika = mechatronika
System mechatroniczny: to integracja maszyn i układów mechanicznych, urządzeń elektronicznych i elektrycznych,oprogramowania komputerowego celem otrzymania produktu „inteligentnego”, przystosowującego się do zmiennychwarunków otoczenia i przeznaczenia.
Zadanie 8.1
WSiPnet » E-podręcznik » Technika na co dzień E81101 https://app.wsipnet.pl/podreczniki/strona/139607
Na podstawie powyższego schematu wyjaśnij, co oznacza, że mechanika jest interdyscyplinarną dziedziną wiedzy. Swoje
WSiPnet » E-podręcznik » Technika na co dzień E81101 https://app.wsipnet.pl/podreczniki/strona/139607
Strona 41 z 43 2020-04-21 11:52
Termin „mechatronika” wprowadzili w 1969 roku przedstawiciele firmy Yaskawa Electric Corporation, a od 1971 roku stał sięchroniony jako nazwa handlowa. Używano go jako określenie urządzeń mechanicznych wspieranych przez układy elektroniczne.Pierwszymi urządzeniami tego typu były lustrzankowe aparaty fotograficzne, w których zastosowano mechatroniczne podejścieprzy projektowaniu układu podnoszenia lustra. Od 1982 roku termin „mechatronika” przestał być chroniony prawem handlowym.Mechatronika jest wszechobecna w życiu współczesnego człowieka. Stykamy się z nią w nowoczesnych aparatach fotograficznych,napędach dysków komputerowych, samochodach itd. Mechatronika uczy, jak urządzenia mechaniczne zastąpić inteligentnymisystemami elektromechanicznymi. W obszarze konstrukcji mechanicznych osiągnięto granice możliwości konstrukcyjnych itechnologicznych. Nowe konstrukcje realizowane w ujęciu klasycznym nie gwarantują dalszej poprawy parametrów użytkowych ifunkcjonalnych. I tu właśnie wkracza mechatronika.Przykładem zastosowania mechatroniki może być projektowanie modelu współczesnego samochodu przez zespół inżynierów,który wykorzystuje wiedzę z zakresu informatyki, elektroniki, mechaniki, robotyki i automatyki.
Mechatronika to całkiem nowy model pracy układu mechanicznego, w którym istnieje oddziaływanie między częściamimechanicznymi, elektrycznymi, elektronicznymi i programami sterującymi.
przemyślenia i spostrzeżenia omów z koleżankami i kolegami z klasy. Wyjaśnienie zapisz w zeszycie.
Zadanie 8.2
WSiPnet » E-podręcznik » Technika na co dzień E81101 https://app.wsipnet.pl/podreczniki/strona/139607
Wyjaśnij, dlaczego współczesny samochód jest urządzeniem mechatronicznym. Swoje obserwacje zapisz w zeszycie.
WSiPnet » E-podręcznik » Technika na co dzień E81101 https://app.wsipnet.pl/podreczniki/strona/139607
Strona 41 z 43 2020-04-21 11:52
Jeżeli uważnie przyjrzymy się różnym urządzeniom, zauważymy, że większość z nich ma wyświetlacze i programatory. Ponadtoliczba elementów elektronicznych w klasycznych urządzeniach mechanicznych znacznie się ostatnimi czasy zwiększyła.Przykładowo: nowoczesna pralka potrafi zważyć pranie, właściwie dobrać ilość wody i czynnika piorącego oraz temperaturę, atakże odprowadzić wodę. Dobiera też parametry wirowania i suszenia, tak aby pranie nie uległo uszkodzeniu. Ponadto rozpoczęciepracy można zaprogramować na określoną godzinę w danym dniu.Nasuwa się pytanie: Dlaczego pralka ma tak rozbudowane funkcje?Automatyczny dobór funkcji prania skutkuje oszczędnością energii, a dopasowanie parametrów prania, wirowania i suszenia dorodzaju materiału powoduje mniejsze zużycie odzieży. Dodatkowo można wyróżnić:
Dlaczego starsze pralki nie miały możliwości np. płynnej regulacji prędkości wirowania? Problem sprowadza się do sterowaniaprędkością obrotową silników elektrycznych prądu przemiennego. Takie silniki w starszych urządzeniach wykorzystywano tylkojako napęd. Za regulację prędkości odpowiadały przekładnie (np. przekładnia pasowa zmniejszająca prędkość obrotową). Jeżeliwystępował problem sterowania prędkością obrotową, korzystano głównie z napędów prądu stałego, a tych ze względówtechnologicznych i ekonomicznych nie umieszczano w pralkach.Obecnie dynamiczny rozwój układów elektroenergetycznych do zasilania silników prądu przemiennego w połączeniu zalgorytmami sterowania i cyfrowymi regulatorami umożliwia precyzyjne sterowanie prędkością obrotową silników elektrycznych.Mechatronicznych urządzeń domowego użytku można wyróżnić w naszym otoczeniu znacznie więcej.
korzyści ekologiczne, które polegają na zmniejszeniu zanieczyszczania środowiska w wyniku produkcji energii (oszczędzanieenergii podczas prania);
większą trwałość pranej odzieży, co powoduje mniejsze zużycie energii (podczas produkcji odzieży), mniejszą ilość odpadów(zużyta odzież);
ergonomię (prosta i funkcjonalna obsługa pralki);
wydłużenie eksploatacji przez podwyższenie niezawodności, która polega na dopasowaniu parametrów procesu domożliwości urządzenia.
Produkt mechatroniczny
WSiPnet » E-podręcznik » Technika na co dzień E81101 https://app.wsipnet.pl/podreczniki/strona/139607
WSiPnet » E-podręcznik » Technika na co dzień E81101 https://app.wsipnet.pl/podreczniki/strona/139607
Strona 41 z 43 2020-04-21 11:52
Zadanie 8.3
Wymień urządzenia mechatroniczne, z którymi masz do czynienia na co dzień. Odpowiedź przedyskutuj z koleżankami ikolegami z klasy, a następnie zapisz w zeszycie.
Zadanie 8.4
WSiPnet » E-podręcznik » Technika na co dzień E81101 https://app.wsipnet.pl/podreczniki/strona/139607
Strona 41 z 43 2020-04-21 11:52
Zadanie 8.4
Na podstawie poniższego schematu narysuj tabelę w zeszycie i odpowiednio ją uzupełnij.
Nazwaurządzenia
Jakie cechy, elementy budowy, podzespołydecydują o tym, że urządzenie można nazwać
mechatronicznym?
Przykładyzastosowaniaopisywanego
urządzenia
1.
2.
3.
...
WSiPnet » E-podręcznik » Technika na co dzień E81101 https://app.wsipnet.pl/podreczniki/strona/139607
Strona 41 z 43 2020-04-21 11:52
Chcesz wykonać urządzenie mechatroniczne?Powszechna dostępność różnych podzespołów mechanicznych, elektronicznych i komputerowych sprawia, że przy odrobiniewysiłku i ty możesz zbudować urządzenie mechatroniczne. Jakie? Przykładowo: robota jezdnego, który omija przeszkodynapotkane na drodze, termometr cyfrowy, automat opuszczający i podnoszący rolety okienne w zależności od pory dnia, zegarcyfrowy włączający i wyłączający różne urządzenia elektryczne o zaprogramowanych godzinach, domową stację meteo (zdostępem przez internet), sterownik oświetlenia i ogrzewania w akwarium i wiele, wiele innych. Granicą jest tylko twoja wyobraźnia!Do budowy urządzeń mechatronicznych możesz wykorzystać platformę Arduino (www.arduino.cc).
Produkt mechatroniczny
WSiPnet » E-podręcznik » Technika na co dzień E81101 https://app.wsipnet.pl/podreczniki/strona/139607
Czym jest Arduino?Arduino to projekt, w którego skład wchodzą fizyczna platforma, stworzona na bazie prostej płytki z mikrokontrolerem, orazśrodowisko programistyczne służące do tworzenia oprogramowania. Pozwala na podłączenie i odczytanie wartości z czujników,przełączników oraz innych urządzeń wejściowych, a także na podłączenie peryferii, dzięki którym można sterować diodami,silniczkami itp.
Jak działa Arduino?W czasie pracy z Arduino będziemy wykorzystywać głównie trzy pojęcia:
Być może brzmi to nieco tajemniczo, ale wszystko sprowadza się do zaledwie kilku linijek kodu. Kodu, który sprawdzi, co jest nawejściu (np. odczyta temperaturę z czujnika temperatury), i zależnie od pomiaru uruchomi urządzenie podpięte pod jedno z wyjść(np. grzałkę).
Płytka z mikrokontrolerem
wejścia – służą do podłączania do Arduino najróżniejszych czujników, np. temperatury, światła, czy zwykłych przycisków ipotencjometrów;
wyjścia – do wyjść będziemy podłączać wszystkie urządzenia, którymi chcemy sterować za pomocą Arduino. Może to być naprzykład silnik opuszczający rolety, wyświetlacz pokazujący aktualną temperaturę w akwarium, grzałka ogrzewającą wodęczy oświetlenie włączane o określonych godzinach;
program – jest on „mózgiem” całego układu. Arduino jest tylko zlepkiem elektronicznych elementów, które same w sobie nicnie potrafią. Żeby wszystko zaczęło żyć własnym życiem, musimy napisać program, który zależnie od tego, co pojawi się nawejściach, będzie sterował wyjściami.
WSiPnet » E-podręcznik » Technika na co dzień E81101 https://app.wsipnet.pl/podreczniki/strona/139607
Na podstawie informacji z podręcznika i internetu wspólnie z koleżankami i kolegami z klasy opracujcie i wykonajcie projektdowolnego urządzenia mechatronicznego sterowanego przez platformę Arduino. Do realizacji projektu niezbędne będąinformacje i umiejętności z zakresu programowania zdobyte na lekcjach informatyki.Pamiętajcie, że projekt ma zawierać:
temat (nazwa projektowanego urządzenia),
cele,
WSiPnet » E-podręcznik » Technika na co dzień E81101 https://app.wsipnet.pl/podreczniki/strona/139607
Strona 41 z 43 2020-04-21 11:52
dokumentację.
WSiPnet » E-podręcznik » Technika na co dzień E81101 https://app.wsipnet.pl/podreczniki/strona/139607