العديد من طلاب الهندسة يصل الى السنة الاخيرة ثم يحتار في اختيار مشروع التخرخ . طلاب الميكاترونك بالذات لان القسم يشمل معظم الاقسام الهندسية كالميكانيك و الكهرباء والكترونيات .لغرض خدمة الطلاب اقدم لكم عدة افكار لمشاريع التخرج العامة والاخص لهندسة الميكاترونك. مشاريع متخصصة في الربوت الالى
كثيرمن الطلاب خاصة الطلاب الذين يريدون ان يدخلوا مجال هندسة الميكاترونيك في الجامعة يستفسروا عنما اذا كانت هندسة الميكاترونكس صعبة ام سهلة ؟ يعود هذا التخوف الى اقترانها كثيرا بهندسة الميكانيك والتى تعد من اقوى المجالات الهندسية واشدها صعوبة !!
الخطوة الثانية بعد التحميل هى فك الملف المضغوط و نقل المكتبات الخاصة بمحاكاة اردوينو داخل برنامج البروتس و هذا عن طريق نسخها إلى العنوان التالي على جهازك (بافتراض انك قمت بتنصيب البرنامج فى مجلد Program files)
C >> Program Files >> Labcenter Electronics >> Proteus 7 Professional >> LIBRARY
بعد اضافة المكتبات لبرنامج بروتس يمكنك ان تضيف لوحة اردوينو إلى مشاريع المحاكاة الخاصة بك
و الأن نأتى للجزء المخادع قليلاً و هوكيف نحمل البرنامج الى اللوحة ؟؟
لنفرض اننا نريد محاكاة مشروع الـ Blinking Led و الهدف هو تشغيل led لمدة ثانية ثم اطفائة لمدة ثانية عن طريق توصيلة بالمخرج رقم 13 على لوحة اردوينو.
سأفترض انك تعرف اساسيات استخدام برنامج بروتس و كذلك البرمجة بلغة اردوينو
الخطوة الأولى: قم بعمل Compile للكود على برنامج اردوينو وهذا عن طريق الضغط على زر Verify
الخطوة الثانية: قم بفتح المسار التالي على جهازك Drive C >> Users >> ” the name of your PC ” >> AppData >> Local >> Temp
الخطوة الثالثة: استخدم خاصية البحث فى الملفات عن طريق الضغط على زر Ctrl+F ثم اكتب .hex بعدها ستجد جميع الملفات التى تم انشائها فى صورة ملفات hex بواسطة Arduino IDE
الخطوة الخامسة: قم بنسخ الملف الذى يحمل اسم المشروع الخاص بك و فى حالتنا سيكون Blink.cpp.hex ثم الصقة على سطح المكتب
الخطوة السادسة: اضغط مرتين على لوحة اردوينو في برنامج البروتس ثم توجه الى الخيار Program file و اختار الملف Blink.cpp.hex من سطح المكتب
الميكروكنترولر هو كومبيوتر تم تنفيذه فى دائرة متكاملة مفردة ( واحدة ) و بالاضافة الى المكونات الموجودة بالمعالج الصغير ( الميكروبروسسور ) فان الميكروكونترولر يحتوى ايضا على بعض من المكونات المحيطية ( الطرفية ) : ذاكرات مؤقتات معدلات عرض النبضة (PWM) محولات من تشابهى الى رقمى (ADC) محولات من رقمى الى تشابهى (DAC) وسائل ربط متوازى للدخل و الخرج Parallel I/O interface وسائل ربط للاتصال المتوالى الغير متزامن (UART) وسائل الربط للاتصال المتوالى المتزامن (SPI, 12C, and CAN) متحكمات ذاكرات الوصول المباشر للذاكرة (DMA) دوائر الربط مع مكونات الذاكرة برامج التصحيح لدعم الأجهزة( العتاد ) . منذ بدء ظهور الميكروكونترولر فانه يستخدم تقريبا في كل التطبيقات التي تتطلب قدرا من الذكاء. فهو يستخدم كمتحكم فى اجهزة العرض ، والطابعات ، لوحات المفاتيح وأجهزة المودم ، وبطاقات شحن الهواتف والكومبيوتر الكفى والأجهزة المنزلية مثل الثلاجات والغسالات ، وأفران الميكروويف .كما أنه يستخدم للتحكم في تشغيل المحركات والآلات في المصانع. وواحدة من أهم تطبيقاته هو التحكم فى السيارات.لدرجة انه فى السيارة الفخمة يمكن استخدام أكثر من 100 ميكروكونترولر.واليوم فان معظم المنازل بها واحدا أو أكثر من الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية والتى تعمل بالميكروكونترولر .ومنتجات من هذا النوع تسمى بالانظمة المتضمنة embedded systems.
فكرة المشروع يقوم على تصميم دائرة تقوم بتشغيل المروحة والتحكم بسرعتها اوتماتيكيا حسب درجات الحراره
العمل: يستخدم هذا المشروع IC LM35 كمجس لقياس الحراه بحيث ان الجهد الناتج من المجس يتناسب طرديا مع درجة الحرارة .الشي الرائع في lm35 انه كلما زادت درجه الحراره زاد الجهد الناتج مقدار معروف ويساوي (درجه الحرارة 10mv x ) فمثلا اذ كانت درجة الحرارة 45 C فان الجهد الناتج سيكون 450mv او 0.45v
الجهد الناتج من المجس يوصل بNPN BC548 ترانزيزتور والهدف منه هو تكبير التيار لكي يستطيع تشغيل المروحة ( دينمو صغير) حيث عندما يكون الجهد مساوي 0.40V ستبدا المروحة بالدوران وعندما يصل الجهد الى 0.60V ستدور المروحه بالسرعة القصوى
مكونات المشروع
- مجس الحرارة IC LM35 - مروحة ضغيره موضوعة على DC motor
- NPN ترانزيزتور كـ BC548, BC187 - مقاومة 10اوم او 4.7 اوم
الكثيرمن الطلاب خاصة الطلاب الذين يريدون ان يدخلوا مجال هندسة الميكاترونيك في الجامعة يستفسروا عنما اذا كانت هندسة الميكاترونكس صعبة ام سهلة ؟ يعود هذا التخوف الى اقترانها كثيرا بهندسة الميكانيك والتى تعد من اقوى المجالات الهندسية واشدها صعوبة !!
الهندسة عامة بجميع تخصصاتها ليست بالسهلة واذا كان البعض يببحث عن مجال سهل فالاولى اختيار مجال غير هندسي .. فالهندسة مسؤلية قبل كل شي.. فالسهل والصعب يعود الى الطالب نفسة فالطالب المجتهد والمثابر قادر على ان يجتاز اي تخصص ويصبح منهدس ناجح في الحياه والعكس صحيح ..
هندسة الميكاترونيك ليست بالسهلة وليست ببالغة الصعوبة . نعم قد تكون صعبة الى حد ما لكن مالايعرفة البعض ان هندسه الميكاترونك لها اختلاف كبير عن بقية المجالات الهندسية فهي تخصص مشوق للغاية ولايجعلك تحس بالملل خلال فترات الدراسة والسبب يعود الى ان المجال متنوع فتستطيع بنفسك تصميم مشاريع خاصة بعد السنة الثانية وتستطيع ان تبدع في اي مجال تريد كالبرمجة او الكهرباء او اجهزه المحكاه فانت قادر على تطوير نفسك بافكارك فطلاب الميكاترونك يعتبروا مختلفين والبعض يحسدهم لانهم يعلمون بغالبية المجالات الهندسية فمعرفة مهندس الميكانيك محدودة اما الميكاترونك فتجدة ملم بالكهرباء والالكترونيات والبرجمه وايضا الميكانيك لكن الاكيد ان مهندس الميكانيك اعرف بمجاله افضل من مهندس الميكاترونكس ..
هذا يجعل هندسة الميكاترونك ممتعة وهى انها لاتملك قيود فالابداع والقدرة على الابتكار ميزة من مميزات مهندس الميكاترونك ..
العديد من طلاب الهندسة
يصل الى السنة الاخيرة ثم يحتار في اختيار مشروع التخرخ . طلاب الميكاترونك
بالذات لان القسم يشمل معظم الاقسام الهندسية كالميكانيك و الكهرباء والكترونيات
.لغرض خدمة الطلاب اقدم لكم عدة افكار لمشاريع التخرج العامة والاخص لهندسة
الميكاترونك.
مشاريع متخصصة في الربوت الالى (autonomous Robot)
1. مشروع تصميم ربوت يقوم بااطفاء الحريق (Fire Fighting Robot)
تقوم فكرة مشروع على عمل روبوت متحرك يستطيع تحديد مكان الحريق واطفائة. حيث يقوم الربوت بقياس الحرارة عن طريق مجسات واذا بلغت الحرارة حد معين يقوم الربوت بالتجرك الى المكان الذي تنبعث منة النار ( مكان الحرارة القصوى ) بعدها يقوم برش الماء حتى تنخفض درجة الحرارة . الادوات الازمة للمشروع هي ميكاروكنترولر كــ PIC اوArduino l مجسات الحرارة TMP و serial communication و مجسات الحركة .
2.مشروع تصميم ربوت يقوم بالبحث عن ناجين في الاماكن المنكوبة (Rescue Robots)
تقوم فكرة المشروع بتصميم روبوت قادر على الدخول للاماكن المنكوبة و البحث عن ناجين . فكرةالمشروع تعتمد على معالجة الصور حيث يقوم الروبوت بالتقاط صور او فيديو ويعالجها سريعا بحيث يستطيع التحرك
او معرفة ان هناك اشخاص متواجدين . اذا وجد الروبوت شخص يقوم باارسال رسالة بالمكان سل اشارة بالمكان كي
تتمكن فرق الانقاذ من دخول المكان .
3.ربوت يقوم بالتحرك على خط محدد وييتخنب الانصدام (Line Following Collision Robot)
تعتمد الفكرة على تصميم روبوت او مركبة بامكانها ان تسير على خط معين بااستخدام مجسات اللون او مجسات الخط او بواسطة كاميرا اثناء الحركة سيحاول الروبوت تجنب الاصطدام باي حواجز . فكرة المشروع هو التطوير للسيارات او المراكب المستقبلية التى لاتحتاج الى سائق.الادوات الازمة للمشروع هي ميكاروكنترولر كــ PIC اوArduino و مجسات الخط line sensors او مجسات اللون color sensors او كاميرا بالاضافة الى برمجة في المتلاب والسي . مشروع سهل ورائع .
مشاريع متخصصة في التطبيقات الصناعية Industrial projects
مشاريع التطبيقات الصناعية هي افضل المشاريع الملائمة لطلاب الميكاترونكس لانها تجمع كل التخصصات في شي معين.
مشاريع متخصصة بانتاج وتغليف المنتجات
هناك العديد من المشاريع الرائعة الخاصة باانتاج وتغليف المنتجات والمياه قد تكون المشاريع مخصصة لتعبئة السوائل او لمراقبة كمية التعبئة في الزجاجات او القنينات او لفحص الشكل الخارجي للمنتج والخ...سنقدم لكم بعض من هذة المشاريع
1- مشروع تصميم نظام لفحص جودة المنتجات السائلة .
juice containers inspection system
هذا المشروع يقوم على تصميم نظام يستطيع قياس جودة المنتج كـ نسبة العصير او المشروب ايضا الشكل الخارجي للزجاجة كوضعية الملصق او فحص الغطاء هل هو موجود ام لا اضافة الى فحص نقاء المنتج بحيث لايحتوي على مواد شائبة
معايير الجودة كــ لون المنتج و نسبة المشروب في الزجاجة و وضعية الملصق في الزجاجة يتم وضعة سابقا . فيقوم المهندس بعمل مشروع يبنى على هذة المعايير . فكرة المشروع تدور حول انشاء نظام يفحص الجودة و عمل الية تقوم بتصنيف المنتجات المنتجات التى لاتناسب المعايير. بااستخدام الكاميرا ومعالجة الصور الرقمية تستطيع ان تكتسف الخواص ومن ثم استخدام ميكروكونترولر للتحكم بالية التصنيف . لكبر المشروع وتعقددية بامكان الطالب اختيار فحص شي معين ك نسبة المشروب بااستخدام خوارزمية جديدة للمعالجة الصور مع توفير الالية بكلفة اقل من المتوفرة الان كون هذة الات موجوده الان لكنها غالية.
للبحث عن المزيد في هذة المواضع ابحث عن industrial bottle quality inspection systems
2- مشروع تصميم نظام لفحص شكل ولون البسكويت بعد الانتاج .
biscuits inspection system
فكرة هذا المشروع تقوم على تصميم نطام من خلالة يتم التعرف على جودة البسكويت قبل مرحلة التغليف لظمان سلامة المنتج حيث يقوم النظام بفحص البسكويت من خلال كامير وتحديد الشكل ثم تصنيفها الى مطابق للجودة او غير مطابق ..
اليكم مشاريع شبيهة بالمشاريع المذكورة اعلاة لفحص المنتجات الصناعية
3- مشروع تصميم نظام لفحص شكل ولون حبات الدواء ( الكبسولات)
pharmaceutical pills inspection system
تقوم فكرة المشروع على انشاء اله لتقوم بفحص حبوب الدواء و الكبسولات حيث يتم فحص الشكل الخارجي لحبة الدواء للتعرف ان كانت مطابقة للجودة بحيث لاتكون فيها كسر او شرخ او لونها متغير .
لتنفيذ المشروع بشكل محترف على المصمم:
1- تصميم اله حيث تقوم هذه الاله باخراج الكبسولات والحبوب واحده تلو الاخرى لكي تفحص
2- فحص الكبسولات بواسطه كاميرا حيث تلتقط الصورة وترسلها الى ماتلاب اوغيرها من برامج التى تستطيع معالجه الصور
3- طبقا لنتائج الصوره المرسلة تقوم بارسال امر الى الموزع بوضع الحبه في مكانها المناسب ان كانت صالحة او لا .
الفيديو يوضح اله توزيع حبات m&m حسب لونها
4- مشروع تصميم نظام لفحص وجود ملصق الصلاحية ( الانتاج و الانتهاء ) .
inspection system to detect the product shelf-life
مشاريع انتاجية
1- مشروع تصميم نظام لتعبئة العصائر بااستخدام PLC
حيث تقوم الفكرة على انشاء نطام يقوم بتعبئة الزجاجات بااستخدام PLC ليتحكم بتوقيت التعبئة و نسبة التعبئة
2- مشروع تصميم ذراع الكتروني لتغلفة المنتجات الغذائية design of robotic arm for food packaging
الميكاترونيكس (الميكاترونيك ) هو مجال هندسي شامل لعدة تخصصات حيث تجمع ما بين الهندسة الميكانيكية والكهربائية وعلوم الحاسب
الآلي ونظم التحكم .
مصطلح الميكاترونيك يعود الى ماقبل 40 عام عندما قام المهندس الياباني تستيرو موري بجمع كلمتي الميكانيك والالكترونيات لوصف انظمة التحكم الالكترونية التى كانت تنتج من قبل شركة ياسكاوا لبناء معدات المصانع الميكانيكة.
انظمة الميكاترونيك تعتبر جزء كبيرا من حياتنا وهي موجوده في العديد مجالات الحياه كاالغسلات والسيارات ومكائن الخياطة واجهزه الكمبيوتروالاجهزة الطبية .
مفهوم الميكاترونكس يعمل على
الجمع مابين عدة اقسام في الهندسة بهدف انتاج اشخاص موهلين للعمل في مجالات مختلفة
.على سبيل المثال اذا تود ان تنشي وحدة صناعية فستكون مظطرا لجلب مهندس ميكانيكي وكهربائي
وايضا مبرمج وكل منهم مؤهل في عملة . لكن اذا اردت ان تجلب شخص كي يدير هذه المجموعة فستجلب مهندس ميكاترونكس لانه ملم بجميع التخصصات وقادر على التعامل مع كل مهندس.
ماهي فرص عمل مهندسي الميكاترونكس (الميكاترونك)؟
مهندس الميكاترونكس يمكنة ان يعمل في مجالات مختلفة لكن المجال الاكثر طلبا هي الصناعة فوحدات التصنيع والتغليف تتكون من الات التى تحتاج برمجة و ميكانيك وكهرباء وتحكم لذلك
فان الصناعة تعد اكثر المجالات طلبا لمهندسي الميكاترونكس .
مثال على ذالك وحدات تغليف المياه المعدنية
في تحتاج الى شخص عارف بالبرمجة كي يبرمج
الاله على ضغ الغطاء او الملصق حين وصول القارورة وايضا تحتاج الى شخص ملم
بالميكانيك كي يصمم الاله بحيث تكون قادرة على على التحرك لتغليف المنتج اوضع
الغطاء وكذالك تحتاج لشخص ملم بالكهرباء والكترونيات كي يقوم بعمل بتركيب الاسلاك
و الشرائح الكهربائية للالة
هل معنى ذالك اننا نستغى عن
جميع المهندسين ونشغل مهندس ميكاترونكس ؟
بالطبع لا فمهندس المكياترونكس يملك معرفة ليست بكافية كي تخوله ان
يقوم بمهمات صعبة ومعقدة فمهندس الكهرباء لدية معرفة بالطاقة اكثر بكثير من منهدس الميكاترونكس.
مالذي تحتاج لمعرفتة كي تصبح مهندس ميكاترونكس
كما ذكرت سابقا ان الميكاترونكس تعمل على جمع عدة تخصصات في تخصص
واحد لذلك مهندس الميكاترونكس يجب ان يكون ملم بعدة اشياء في تخصصات مختلفة هي كالتالي
