1.2 ส่วนประกอบที่สำคัญของเมคาทรอนิกส์

ในการศึกษาเรียนรู้ระบบเมคาทรอนิกส์ เราจะต้องศึกษาส่วนประกอบที่สำคัญเสียก่อน มีดังนี้

1.  ระบบทางกายภาพ หรือกลไก

รูปตัวอย่างระบบจำลองทางกายภาพ

แนะนำเพื่อให้อ่านได้ต่อเนื่องให้ คลิกขวาเลือก Open link in new window

2.  ตัวตรวจจับ หรือเซ็นเซอร์ (Sensors) และอุปกรณ์ทำงาน (Actuators)

รูปตัวอย่างอุปกรณ์ และตัวตรวจจับ

3.   สัญญาณ (Signals) และระบบ (Systems)

รูปตัวอย่างสัญญาณ และระบบ

รูปสัญญาณ และระบบ 2

4. คอมพิวเตอร์ และระบบลอจิก

รูปคอมพิวเตอร์

รูประบบลอจิก

5. ซอฟแวร์ และข้อมูลเพื่อการทำงาน

รูปตัวอย่างซอฟแวร์ และข้อมูล

องค์ประกอบที่ที่เป็นสำคัญของระบบแมคาทรอนิกส์ดูได้จากรูปด้านล่าง       

รูปองค์ประกอบที่สำคัญของแมคาทรอนิกส์

ซึ่งในสาขาของเมคาทรอนิกส์ยังคงมีการพัฒนาต่อไปอย่างต่อเนื่อง ในอนาคตเมื่อเทคโนโลยีมีก้าวหน้ามากยิ่งขึ้นการเชื่อมโยงเกี่ยวพันกันในศาสตร์ต่าง ๆ อาจถูกนำมาประยุกต์ใช้ในเมคาทรอนิกส์ก็ได้

1.3 ความเป็นมา

      ความพยายามที่จะสร้างระบบเครื่องกลอัตโนมัติซึ่งมีประวัติความเป็นมาที่น่าสนใจ ที่จริงแล้ว “ความเป็นอัตโนมัติ (Automation)” ยังไม่ได้รับความนิยมจนกระทั่งปี พ.ศ. 2483 ได้ถูกสร้างโดยบริษัทฟอร์ดมอเตอร์ (Ford Motor Company) โดยกระบวนการที่เครื่องจักรกลเคลื่อนย้ายถ่ายโอนชิ้นงานที่ทำเสร็จจากสถานีหนึ่งไปสู่สถานีหนึ่ง และมีการวางในตำแหน่งที่แม่นยำ โดยมีอุปกรณ์ช่วยทำงาน

      แต่การพัฒนาที่ประสบความสำเร็จของระบบเครื่องกลอัตโนมัติมีเกิดขึ้นมาเนิ่นนานแล้ว ยกตัวอย่าง การใช้งานเริ่มต้นของการควบคุมอัตโนมัติ ระบบจะปรากฏอยู่ในยุคกรีซจาก พ.ศ. 243 – พ.ศ. 542  กับการพัฒนากลไกควบคุมการลอยตัว ในนาฬิกาน้ำของ เคทสิไบออส (Ktesibios) ที่ใช้การควบคุมการลอย

รูปนาฬิกาน้ำของเคทสิไบออส 

รูปนาฬิกาน้ำของเคทสิไบออส

และตะเกียงน้ำมันที่ประดิษฐ์โดยไพลอน (Philon) ซึ่งใช้ในการควบคุมการลอยรักษาระดับการคงที่ของน้ำมันตะเกียง ต่อมาในศตวรรษแรก เฮรอน (Heron) ของอะเล็กซานเดรียได้ตีพิมพ์หนังสือเล่มหนึ่งคือ นิวแมติกส์คา (Pneumatica) ที่อธิบายถึงชนิดที่มีความแตกต่างของกลไกระดับน้ำที่ใช้ควบคุมลูกลอย

      ในยุโรป และรัสเซีย ระหว่างศตวรรษที่ 17 – 19 อุปกรณ์ที่มีความสำคัญมากมายมีการคิดค้นขึ้นเพื่อนำไปสู่วิทยาการทางแมคทรอนิกส์ คอร์เสลิส เดรบเบล (Cornelis Drebbel) (พ.ศ. 2115-2176) ชาวฮอลแลนด์ ได้คิดค้นอุปกรณ์ควบคุมอุณหภูมิเป็นสิ่งหนึ่งใน ระบบสนองตอบ (Feedback) ในยุคนั้น

รูปคอร์เสลิส เดรบเบล         

รูปอุปกรณ์ควบคุมอุณหภูมิของเดรบเบล

 ต่อมา เดนนิส พาพิน (Dennis Papin) (พ.ศ. 2190 - 2255) ในปี พ.ศ. 2224 ได้ประดิษฐ์อุปกรณ์ควบคุมความดันเพื่อความปลอดภัยที่ใช้ในหม้อต้มไอน้ำ ตัวควบคุมความดันมีความคล้ายคลึงกันกับวาล์วสมัยใหม่ที่ใช้ในวาล์วความดันหุงต้ม

รูปเดนนิส พาพิน         

รูปหม้อต้มไอน้ำที่มีอุปกรณ์นิรภัย

ในปี พ.ศ. 2185 เครื่องจักรคำนวณแบบกลไกถูกประดิษฐ์ขึ้นโดยปาสคาล (Pascal)

รูปเครื่องคำนวณทางกลของปาสคาล

ระบบตอบสนองชิ้นแรกในทางประวัติศาสตร์อ้างสิทธิ์โดยรัสเซียเป็นผู้พัฒนาโดย ไอวาน โพลซูนอฟว (Ivan Polzunov) ในปี พ.ศ. 2308 อุปกรณ์ลูกลอยควบคุมระดับน้ำของโพลซูนอฟว ดูได้ในรูป

รูป ไอวาน โพลซูนอฟว

รูปลูกลอยควบคุมระดับน้ำ       

รูปลูกลอยของโพลซูนอฟว

ลูกลอยจะยกขึ้น หรือลงสัมพันธ์กับระดับน้ำ จึงควบคุมวาล์วที่ปิดครอบช่องเติมน้ำในหม้อไอน้ำ

ข้อคิดดี ๆ ที่นำมาฝาก

“ผู้สนใจธรรม สู้ผู้รู้ธรรมไม่ได้
ผู้รู้ธรรม สู้ผู้ปฎิบัติธรรมไม่ได้
ผู้ปฎิบัติธรรม สู้ผู้ที่เข้าถึงธรรมไม่ได้”