எந்திர மின்னணுவியல்

கணிப்பொறியும், மின்னணுவியலும், எந்திரவியலும் மிக நெருக்கமாக ஒன்றிணைக்கப்பட்டு புதிய கருவிகளும், கார்களும், எந்திரங்களும் உருவாக்கப்படுகின்றன. இதனை எந்திர மின்னணுவியல் (Mechatronics) என்கிறோம்.^[1][2][3]

எந்திர மின்னணுவியலின் சேர்மானங்கள்

இன்று நாம் காணும் கார்கள் எந்திரவியல் துறையைச் சார்ந்தவை. ஆற்றலை உண்டாக்கும் உள் எரி பொறிகள், பல்சக்கர அமைப்பு, தாங்கு அமைப்பு, சக்கரங்கள், செலுத்து அமைப்பு என்று எதை எடுத்துக் கொண்டாலும் அவை எந்திரவியல் துறையைச் சார்ந்தவையாகத்தான் பெரும்பாலும் இருக்கின்றன.

கார்களில் பொறிகளைக் கிளப்புவதற்குத் தேவைப்படும் தொடங்கு (Starter) அமைப்புகள், விளக்குகள், துடைப்புக் கருவிகள் (Wipers) என்பன மின்னியல் வகையைச் சார்ந்தவை.

கதவுகளை மூடித் திறப்பது, கண்ணாடிகளை ஏற்றி இறக்குவது என்பன போன்ற பணிகளை நாம்தான் செய்ய வேண்டியிருக்கிறது.வண்டியைக் கிளப்பி, பல்சக்கர அமைப்பு மூலம் வேகம் மாற்றி, முன்னும் பின்னும் வரும் வாகனங்களின் ஓட்டத்திற்கு ஏற்பவும் சாலைகளின் நிலைகளுக்கு ஏற்பவும் வளைத்து, ஒடித்து, எச்சரிக்கையாக எங்கும் மோதாமல் கவனமாகப் பார்த்துக் கார் ஓட்ட வேண்டும். எதிரே இருக்கும் தடைகளைக் கண்கள் பார்த்து மூளைக்குச் சொல்கின்றன. மூளை எப்படித் திருப்ப வேண்டும், எப்படிப் பல்சக்கர அமைப்பை மாற்ற வேண்டும் என்ற முறையைக் கைகளுக்கும் கால்களுக்கும் கட்டளையிடுகிறது. அதற்கேற்பக் கைகள் வேகம் மாற்றி, திருப்புகின்றன. கால்கள் கிளட்சையும், வேக உந்து அமைப்பையும் இயக்குகின்றன.

ஒரு நல்ல காரோட்டி, காரை ஓட்டும் போதே கார் எந்திர ஓசையை வைத்து எந்திரம் சரியாக இயங்கிக் கொண்டிருக்கிறதா என்பதை அறிந்து கொள்ளலாம். கதவுகள் சரியாக மூடி இருக்கிறதா, டயர் அழுத்தம் சரியாக இருக்கிறதா எனப் பலவற்றையும் அவரால் உணர்ந்து கொள்ள முடியும்.

இந்த அமைப்பில், கண்கள் சூழ்நிலையை உணர்கின்றன; தகவல்கள் மூளையில் பதிவாகின்றன; மூளை கைகளையும், கால்களையும் இயக்குகின்றது.ஒரு காரோட்டி இல்லாமல், கார் தானாகவே ஓட வேண்டும் என்றால் என்ன செய்ய வேண்டும்? கண்களைப் போல உணரும் கருவியும், மூளையைப் போலத் தகவலைச் சேகரித்து, அதற்கேற்பக் கட்டுப்படுத்த வல்ல கணிப்பொறியும், கைகளையும், கால்களையும் போல இயங்கும் இயக்க அமைப்புகளும் இருந்தால் போதும் ! தானாகவே கார் ஓடும்!

எனவே,எந்திர மின்னணுவியல் என்பது எந்திரவியல்,மின்னணுவியல்,கணிப்பொறியியல் ஆகியவற்றின் கூட்டுக் கலவையாகும்.

உதாரண உபகரணம்

எடுத்துக்காட்டாக, தானாக ஊர்தியைச் செலுத்தும் அமைப்பில், பாதையை நோட்டமிட்டு எதிரில் உள்ள தடைகளைக் கண்டு கொள்வதற்கும், பின்னால் வரும் தடைகளைக் கண்டு கொள்வதற்கும் ரேடார் நுண்ணலைக் கருவிகளும், லேசர் ஒளி அலைக் கருவிகளும் பயன்படுகின்றன.

நுண்ணலை உணர்வி 35 GHz அலை எண்ணில் அலைகளைச் செலுத்துகிறது. அவை எதிரில் உள்ள கட்டடம், மரம் அல்லது முன் செல்லும் வண்டிகளில் பட்டுத் திரும்பி எதிரொலிக்கின்றன. அலை திரும்பும் நேரத்தைக் கணக்கிட்டு இடையேயுள்ள தூரத்தைத் துல்லியமாக அளந்து விடுகிறது. இதைப் போலவே லேசர் ஒளி அலை சென்று திரும்பும் நேரத்தை வைத்துத் தூரத்தை அளக்கலாம். லேசர் ஒளி சாதாரண வெப்ப தட்ப நிலையில் ஆற்றல் வாய்ந்த கருவியாகும். ஆனால் மழை, பனிமூட்டம் போன்றவற்றால் பெரிதும் பாதிக்கப்படும்.

பாதையை உணரும் ரேடார் அல்லது லேசர் உணர்விகளிலிருந்து பெறும் சைகைகள் பதப்படுத்தப்பட்டு நுண்கணிப்பொறிக்கு அனுப்பப் படுகின்றன. அந்தச் சைகைகளுக்கு ஏற்ப வண்டியை நிறுத்தவோ, திசை திருப்பவோ, வேகத்தை மாற்றவோ கணிப்பொறி கட்டளையிடுகிறது. இந்தக் கட்டளைகளை ஏற்று இயக்கிகள் (Eg : Brake Actuator) செயல்படுகின்றன. இதற்கேற்ப, முட்டு (Brake). முடுக்க அமைப்பு (Accelerator), ஊர்தி திருப்பு அமைப்பு (Steering) ஆகியவை கணிப்பொறியோடு ஒருங்கிணைக்கப் பட்டிருக்கின்றன.