Το μάθημα στοχεύει στην εισαγωγή των φοιτητών στη μεθοδολογία σχεδιασμού και ανάπτυξης μηχατρονικών συστημάτων. Η διδακτέα ύλη περιλαμβάνει μηχανισμούς, επενεργητές και αισθητήρες για μηχατρονικές εφαρμογές, καθώς και τεχνικές μαθηματικής μοντελοποίησης δυναμικών συστημάτων, με έμφαση στα πολύθυρα συστήματα. Επιπλέον, καλύπτονται βασικές μέθοδοι ελέγχου πραγματικού χρόνου.
Κεντρικό στοιχείο του μαθήματος αποτελεί η ομαδική εργασία σχεδιασμού, μοντελοποίησης, ανάπτυξης και ελέγχου ενός ολοκληρωμένου μηχατρονικού συστήματος, από τη σύλληψη της ιδέας έως την κατασκευή και την πειραματική αξιολόγησή του. Οι φοιτητές εργάζονται σε ομάδες 4–6 ατόμων και αναπτύσσουν εφαρμογές όπως ρομποτικούς βραχίονες, ρομποτικά χέρια, αυτόνομα οχήματα, drones και βιοϊατρικές διατάξεις. Οι εβδομάδες 3–12 αφιερώνονται στην εκπόνηση της εργασίας, ενώ κατά τη 13η εβδομάδα πραγματοποιείται η παρουσίαση και αξιολόγηση των συστημάτων που αναπτύχθηκαν.
Η διδακτέα ύλη διαμορφώνεται ως εξής:
- 1η εβδομάδα: Εισαγωγή
- 2η εβδομάδα: Μοντελοποίηση μηχατρονικών διατάξεων Ι – μονόθυρα ηλεκτρικά, μηχανικά, υδραυλικά/πνευματικά και θερμικά συστήματα
- 3η εβδομάδα: Μοντελοποίηση μηχατρονικών διατάξεων ΙΙ – πολύθυρα συστήματα
- 4η εβδομάδα: Μοντελοποίηση και έλεγχος μηχατρονικών διατάξεων ΙΙΙ – πολύθυρα συστήματα
- 5η εβδομάδα: Επενεργητές Ι
- 6η εβδομάδα: Επενεργητές ΙΙ
- 7η εβδομάδα: Αισθητήρες
Ενδεικτικά θέματα εργασιών περιλαμβάνουν: ανάλυση, σχεδιασμό, κατασκευή και έλεγχο ρομποτικού χειριστή, ανάπτυξη αυτόνομου ρομποτικού οχήματος, σχεδιασμό εύκαμπτου ρομποτικού βραχίονα, ανάπτυξη και έλεγχο drone, καθώς και ανάπτυξη μηχατρονικής διάταξης για βιοϊατρική εφαρμογή, όπως ένα έξυπνο ορθωτικό ή προσθετικό σύστημα.
Η αξιολόγηση των φοιτητών βασίζεται σε γραπτή εξέταση σε ποσοστό 30% και στην αξιολόγηση της ομαδικής εργασίας σε ποσοστό 70%, μέσω της παρουσίασης του σχεδιασμού, της υλοποίησης και της λειτουργίας του μηχατρονικού συστήματος.
- Διδάσκων: Παναγιώτης Βαρθολομαίος