• دید کلی:
• اتصال هایp-n :
• تعادل بین حامل های بار نیم رسانایی:
• یک سو کننده های معروف:
• کاربردهای یک سو کننده های نیم رسانا:
  

دید کلی:

از تماس بین دو نیم رسانا ، با ساز و کارهای رسانش مختلف حفره ای و الکترونی)، شماری پدیده های جالب مشاهده می شود. بسته به اینکه جریان الکتریکی از نیم رسانای نوع p به نیم رسانای نوع n باشد یا در جهت مخالف ، رسانندگی ناحیه تماس می تواند متفاوت باشد. مثلا اگر اکسید مس (Cu2o) را با دی اکسید تیتانیم (Tio2) ، که دارای رسانش الکترونی است، در تماس قرار می دهیم، در ولتاژ یکسان جریان از اکسید مس به سمت دی اکسید تیتانیم 10000 برابر جهت مخالف است.

اتصال هایp-n :

برای یافتن دلایل پدیده های عجیب ظاهر شده در اتصالات نیم رسانایی باید فرایندهایی را بررسی کنیم که در اتصال های به اصطلاح p-n ، یعنی در مرز بین نیم رساناهای نوع p و n رخ می دهند. در نیم رسانای الکترونی ، حاصل های الکترونهای آزاد اکثریت دارند و تعداد آنها خیلی بیش از حفره ها است. بر عکس ، در نیم رسانای حفره ای تعداد حفره ها به مقدار زیادی از تعداد آنها بیشتر است. وقتی که این دو ماده را در تماس با یکدیگر قرار می دهیم، الکترونها از نیم رسانای n ، جایی که چگالی عددی آنها بیشتر است، در نیم رسانای p جایی که کمتر اند، پخش می شوند.

درست در همان طریقی که در تماس دو محلول ، اتم های ماده محلول از محلول غلیظ در محلول رقیق پخش می شوند. به همین دلیل، حفره ها از نیم رسانای حفره ای در نیم رسانای الکترونی پخش می شوند. در نتیجه ، لایه مرزی در هر دو نیم رسانا از حاصل های اکثریت تهی می شود، یعنی یک لایه به اصطلاح سدی در مرز درست می شود که مقاومت آن از خود نیم رساناها خیلی بیشتر است. در واقع مقاومت این لایه سدی است که مقاومت ، دو جسم در تماس را تعیین می کند.

تعادل بین حامل های بار نیم رسانایی:

به طور طبیعی این پرسش مطرح می شود که چه موقع پخش حفره ها از نیم رسانای p و الکترون از نیم رسانای n متوقف می شود؟

چون بارهای مثبت ، نیم رسانای نوع را ترک می کنند. الکترون وارد آن می شوند، این نیم رسانا در ناحیه مرزی بار کسب می کند. به همین ترتیب ، لایه مرزی نیم رسانای نوع بار کسب می کند. زیرا حفره ها وارد آن می شوند و الکترون ها آن را ترک می کنند. از اینرو در نزدیکی مرز یک لایه الکتریکی دو گانه تشکیل می شود ، که در آن جهت میدان الکتریکی از نیم رسانای نوع n به طرف نیم رسانای نوع p است.

به عبارت دیگر ، این میدان با پخش الکترون و حفره ها مخالفت می کند. هر گاه شدت این میدان به چنان مقداری برسد که اثر آن کشش الکترون های آزاد و حفره را به ناحیه “بیگانه“ خنثی کند ، تعادل برقرار و پخش متوقف می گردد.

یک سو کننده های معروف:

اکسید مس و سلنیوم از یک سو کننده هایی هستند که کاربرد وسیعی دارند. این یک سو کننده ها قبل از اینکه اندیشه فرایندهای فیزیکی در آنها اتفاق می افتد به روشنی فرمول بندی می شوند از طریق تجربی گسترش داده شده است.

• یکسو کننده اکسید مس یک تیغه مسی است که در دمای 1000 درجه سانتیگراد با لایه ای از اکسید مس (Cu2o) اندوخته شده است. این لایه در دمای حدود 600 درجه سانتیگراد با اکسیژن اشباع و بعد سریعا سر شده است. لایه مونوکسید مس (Cuo) درست شده روی سطح اکسید مس را با اسیدی شستشو می دهند و اکسید مس با لایه ای از مس اندود می کنند.
  
  زمانی که این تیغه به باتری وصل می شو.د، جریانی که از تیغه مس به باتر ی می گذرد، مقدارش خیلی زیاد است. یعنی مقاومت صفحه خیلی کم است. اگر قطب های باتری را عوض کنیم. یعنی بگذاریم جریان تیغه مسی به طرف اکسید مس عبور کند، جریان هزاران مرتبه ضعیفتر می شود، زیرا در این راستا مقاومت صفحه هزاران برابر است از این رو تیغه همان دو قطبی یکسو کننده الکتریکی است که جریان را از یک جهت عبور می دهد و از طرف دیگر تقریبا عبور نمی دهد.

• یکسو کننده سلنیوم نیز همان خواص را دارد. یکسو کننده سلنیوم عبارت از یک لایه سلنیوم است که به تیغه آهنی پوشیده شده از نیکل وصل شده است. لایه سلنیوم را الکترود دومی ساخته شده ازآلیاژ بیسموت ـ قلع ـ کادمیوم پوشانده است. پس از گرم کردن دراز مدت و گذراندن جریان ، چنین دستگاهی نیز خاصیت رسانش یک طرفه کسب می کند. در یک سو کننده های سلنیوم لایه سومی در مرز سلنیوم «نیم رسانای نوع p) و سلنید کادمیم که در ضمن پروراندن تیغه ها ظاهر می شود، تشکیل می گردد و رسانندگی نیم رسانای نوع n را دارد.

کاربردهای یک سو کننده های نیم رسانا:

امروزه یک سو کننده های نیم رسانا شناخته شده از ژرمانیوم ، سیلیسیم و نیم رساناهای دیگر در صنعت (به ویژه در مهندسی رادیو) کاربرد زیادی یافته اند. طبیعت رسانش ژرمانیوم با داخل کردن اتم های ناخالص از بعضی از عناصر می تواند تغییر کند. مثلا اگر روی سطح ژرمانیوم که رسانش الکترونی دارد تکه کوچکی از ایندیم را ذوب کنیم، لایه سطحی نازکی که درون آن اتم های ایندیم پخش شده اند به صورت رسانش حفره ای در می آید و در جسم ژرمانیوم اتصال p-n درست می شود، که دارای خاصیت یک سو کننده|یک سو کنندگی (رسانش یک طرفه) است.

نیم رساناهای با اتصال p-n را در تقویت کننده های نیم رسانایی «ترانزیستورها) به کار می برند که جای تقویت کننده های سه قطبی را گرفته اند. از جهات مختلف ، این عناصر نسبت به لامپ های الکترونی خلا مزایای زیادی دارند زیرا اندازه شان خیلی کوچک است ، عمر مفید طولانی دارند و نسبت به لامپ های الکترونی انرژی کمتری مصرف می کنند.

عنوان مصاحبه: سیستم هوشمند

تاریخ مصاحبه : 1384/2/25

مصاحبه شونده: مصاحبه با دکتر کارولوکس

منابع مصاحبه:

شرح مصاحبه

 نیاز یک سیستم هوشمند به کنترلر

برای روشنتر شدن مطلب، این بحث را با مثالی شروع می‌کنیم. دکتر فایفر در کنفرانس علوم شناختی سال گذشته دو نوع طراحی ربات را با هم مقایسه کردند؛ یکی ربات آسیموی هوندا که علاوه بر مغز دارای یک معماری ذهنی نیز هست و بنابراین تا حدودی از آگاهی و شعور برخوردار است. و دیگری یک ربات کاملاً مکانیکی که صرفاً در ساخت آن مکانیسم‌های عضلانی موجودات زنده مورد مطالعه قرارگرفته بود. حتی هیچگونه حسگری در آن به کار نرفته بود و تنها پس خورهای آن ، مکانیکی بودند.

هنگام حرکت روی یک سطح شیب دار ربات دو م بسیار نرمتر و طبیعیتر از آسیمو حرکت می‌کرد. این مثال نشان می‌دهد که تجسم (embodiment) و قرار گرفتن در محیط خاص (situatedness) قسمت مهمی از تفکر است. به این ترتیب نمی‌توان هوشمندی و تفکر را از تجسم و قرار گیری در محیطی خاص کاملاً جداپنداشت یک سیستم هوشمند در تجاربی که ازمحیط بیرون به دست می‌آورد این هوشمندی را کسب می‌کند. بنابراین لزوماً هر سیستم هوشمندی به یک کنترلر درونی نیاز ندارد.

موانع پیشرفت هوش مصنوعی در گذشته

تاثیر نقدهای پدیدار شناسی مکاتب مختلف فلسفه در پیشرفت هوش مصنوعی غیر قابل انکار است. آنچنان که سالها پیشرفت هوش مصنوعی به دلیل تفوق دیدگاه نمادگرایی با کندی مواجه بوده است. تصور علوم کامپیوتر بر این بود که هوشمندی باید از بیرون به سیستم تزریق شود. بااین دیدگاه یک برنامه نویس هوشمند می‌توانست یک سیستم را هوشمند کند. پیش از آن تجربه پیوند گرایی از سالهای آخر دهه هشتاد تا کنون نشان داد که پدیده فیزیکی و محیط ی که هوشمندی در آن بروز پیدا می‌کند تا چه اندازه مهم است! هم اکنون ما هوشمندی را امری بدیل می‌دانیم به این معنا که لزوماً نیازی نیست که هوشمندی را یک طراح بسیار با هوش تر از سیستم در آن تزریق کند. هوشمندی حتی می‌تواند مستقل از اراده طراح در یک سیستم ظهور کند. به عنوان مثال وقتی ما یک مسئله را به کمک یک شبکه عصبی مصنوعی حل می‌کنیم، ممکن است طراح آن شبکه خود راه حل مسئله را نداند.

پدیده تظاهر (خود به خودی شدن) دردنیای آینده منجر به هوشمندی می شود

چنین به نظر می‌رسد ک ه آ ینده ‌ی مهندسی کنترل کمتر به سویی برنامه ریزی شده و از پیش تعیین شده پیش میرود. به جای آن تظاهر و خود به خودی شدن بیشتر در سیستم‌ها به وجود می‌اید. پس از پدیده‌ای که آن را انقلاب صنعتی می‌نامیم، اشکال مختلف انرژی را در اختیار خود در آوردند و به تدریج علم کنترل برای به کنترل در آوردن انرژی‌ها و نیز تولیدات مادی ظهور کرد.

پدیده دیگری که در این میان رخ داد سازماندهی نیروی کار فنی وتبدیل کارگاه‌ها به کارخانه‌هاست. به تدریج وارد اقتصادی می‌شویم که در آن ذرات مادی جای خود را به ذرات معنوی (بیت‌های اطلاعات) می‌دهند. طبیعی است که کارآیی این بیت‌ها بسیار بیشتر است چون بر خلاف ذرات مادی قابل تغییر و تصحیح هستند. این اقتصاد به سمت تولید اختصاصی (تولید بر مبنای سفارش) پیش می‌رود. مشکلی که در برابر تولید بر مبنای سفارش وجود دارد این است که هزینه طراحی این تولید بسیار بالا می‌شود. در صورتی که درتولید انبوه این هزینه میان محصولات خرد می‌شود. راهکار تامین این هزینه استفاده مجدد از یک طرح است. به این شکل که با استفاده از طرحهای مرتبط گذشته طرح جدیدی ارائه شود.

به این ترتیب پدیده تظاهر (خود به خودی) بروز می‌یابد چو بسیاری از اتفاقات بدون قصه قبلی اتفاق می‌افتند و شبکه‌ای ازموجودیت‌های پیشین، موجب رخ دادن آن اتفاق می‌شود. به این ترتیب نوعی پیوند گرایی در سطحی بسیار وسیع ایجاد می‌شود و همین پدیده هوشمندی را به وجود می‌آورد.

سیستم های هوشمند و کنترل عاطفی

هم اکنون علاقه من در مهندسی کنترل منحصر به کنترل هوشمند شده است. در زمینه هوش مصنوعی به معنای س ن تی آن تقریباً کاری نکرده‌ام و بیشتر به دیدگاه‌های جدید سیستم‌های هوشمند که پیوند ‌ گراتر، تعامل ‌ گراتر و موقعیت ‌ گراتر هستند رو آورده‌ام. در این میان هم بیشتر به موضوعات بین رفتار و شناخت علاقه پیدا کرده‌ام و در سالهای اخیر بیشتر کارهایم در این زمینه بوده است. یکی از جنبه‌های مهم مرز میان رفتار و شناخت توانی است که ما نام آن را عواطف گذاشته‌ایم. عواطف درتوجیه عامه و حتی درکتب علمی مورد تخدعه واقع می‌شوند. بخصوص در مسائل اتخاذ تصمیم که مهمترین قسمت مهندسی کنترل است اظهار می‌شود که نباید از عواطف استفاده کرد.

حال آنکه صرف وجود عواطف در موجودات زنده نشان می‌دهد که حضورشان ضروری بوده . نقش مهم عواطف در این است که به جای تصمیم‌گیری بر مبنای مدل ذهنی مجرد براثر تجربه‌ای که در اثر هر تصمیم تکرار می‌شود تصمیم می‌گیرند. عاطفه عبارتست از ارزیابی وضعیت موجود از نظر اهداف، انگیزه‌ها و سایر سیگنال‌هایی که از بخش‌های بالاتر سیستم شناختی منتقل می‌شوند.

وقتی اطلاعاتی از محیط اطراف به سیستم فرستاده می‌شود، سیستم ارزیابی می‌کند که وضعیت موجود، نسبت به جهت گیری‌های ذهنی خودش در چه جایگاهی قرار گرفته است. هیجان، ترس، رضایت، شادی، و ... همه ازجنس این ارزیابی هستند. تصمیم‌هایی که براساس یک ارزیابی سرانگشتی از تجربیاتی که با تصمیم‌گیری‌های گذشته به وجود آمده، اتخاذ می‌شوند، قوام بیشتری نسبت به تصمیماتی که از روی یک مدل ذهنی محض گرفته می‌شوند، دارند. به همین دلیل ما خیلی بیشتر از تصمیم‌های عقلانی، تصمیم‌های عاطفی اتخاذ می‌کنیم. علاوه بر این ضعف سیستم‌های کنترل امروزی غیر تعیین بودن و بار محاسباتی بالاست. بنابراین اغلب انعکاسات عواطف، کاربردی‌تر از تصمیم‌های عقلانی کلان هستند.

ارتباط کنترل با سایر علوم

موضوع علوم سیاسی و مدیریت ومهندسی کنترل همگی تصمیم‌گیری است. از این رو هدف این رشته‌ها در یکدیگر گره خورده است. مهندسی کنترل در ارتباط خود با علوم زیستی و فلسفه کما بیش مانند علوم دیگر است. یعنی همانطور که هر رشته دیگری با فلسفه یاعلوم زیستی مرتبط است مهندسی کنترل نیز با آنها ویژه‌ای تعامل دارد.

کنترل ومدیریت

این دو رشته در سطوح پایینتر نیز به شدت با یکدیگر مرتبط هستند. علم مدیریت وقتی می‌خواهد نتایج نظری خود را پیاده سازی بکند به ناچار باید از روشها و تکنیک‌های مهندسی کنترل استفاده بکند. از ایندیدگاه مدیریت، علوم سیاسی و دهها رشته دیگر می‌توانند حوزه‌های کاربردی برای مهندسی کنترل باشند.

کنترل و فلسفه

فلسفه خود تعمیمی از کلیه علوم است و هیچ رشته‌ی علمی نمی‌تواند با فلسفه رابطه‌ای نداشته باشد. تنها ویژگی مهندسی کنترل در این میان همان بینش سیستمی آن است. بخش ویژه‌ای از فلسفه امروز مدیون مهندسی کنترل است. کنترل روش هایی پیش‌ پای فلسفه نهاد ه که سرعت رشد آن چندین برابر شده است.

کنترل و علوم زیستی

از آنجا که دغدغه مهندسی کنترل تصمیم گیری و مدل سازی است، طبیعت مرجع الهامی بسیارمهم برای مسائل اتخاذ تصمیم و مدل سازی خواهد بود. در طبیعت ما این اطمینان را داریم که هر پدیده کارآیی لازم را خواهد داشت چون این پدیده طی قرن ‌ ها فشار تکاملی کاربرد خود را حفظ کرده است. بنابراین صرف وجود داشتن یک پدیده در سیستم‌های زنده می‌تواند توجیهی برای کاربرد آن در سیستم‌های کنترل مصنوعی نیز باشد. در سالهای اخیر داشتن توجیه زیستی یک معیار مهم برای طراحی سیستم ‌ ها شده است.

چرا کنترل یکی از زیر مجموعه‌های مهندسی برق است؟
اصطلاح مهندسی برق به نوبه خود گمراه کننده‌تر ازمهندسی کنترل است. در نگاه اول تصور می‌شود مهندسی برق تنها به موضوعاتی که باصنعت برق ارتباط دارند می‌پردازد. در صورتی که این رشته مربوط به علومی می‌شود که با پدیده حرکت الکترون‌ها همراه باشند. الکترونها وقتی حرکت می‌کنند دو چیز با خود حمل می‌کنند؛ انرژی و اطلاعات. در گذشته انتقال انرژی تنها هدف مهندسی برق بود وبنابراین مهندسی برق بامهندسی قدرت شروع شد. به تدریج اطلاعات نیز در برق اهمیت یافت. تا آنجا که به مهمترین قسمت مهندسی برق تبدیل شد.

مهمترین حا م ل اطلاعات سیگنال‌های الکتریکی هستند و از این رو تمام علوم اطلاعاتی به گونه‌ای با برق مرتبط هستند از جمله مهندسی کنترل .

یکی ازدغدغه‌های مهم مهندسی کنترل خودکار کردن سیستم‌هاست و ساده‌ترین انرژی که می‌تواند در سیستم‌های خودکار مورد استفاده قرار بگیرد ، انرژی الکتریکی است. و این موضوع یکی دیگر از دلایل وابستگی مهندسی کنترل به مهندسی برق است.

ICT
ICT مجموعه فنونی است که راجع به دو موضوع اطلاعاتی و مخابرات بدست آمده است. هم اکنون کالاهای مادی اهمیت هویت شناسانه و فرهنگی دارند. در درجه اول ارزش مصرفی نیست که موجب خرید و فروش کالاها می‌شود، بلکه ارزش فرهنگی آنهاست.

به عنوان مثال هم اکنون مردم لباسی می‌پوشند که نشانه شخصیت و فرهنگ آنها باشد. از طرف دیگر پدی د ه‌های فرهنگی نیز به کالاهای اقتصادی تبدیل می‌شوند و این دو مقوله با هم گره می‌خورند. در جنبه اجتماعی این تحولات، نکته مهمی که به چشم می‌خورد کیفیت تولید و مصرف این اطلاعات است. اگر به فن شناسی مخابرات نظری بیاندازیم. (رادیو، تلویزیون ، ماهواره یا دیگر رسانه‌ها) مشاهده می‌کنیم که تعداد معدودی تولید کننده اطلاعات هستند و عامه مردم مصرف کننده. وقتی گروه معدودی که با قشر بندی اجتماعی همبستگی دارند انحصار کالاهای فرهنگی مورد مصرف را در دست می‌گیرند، به گونه‌ای که حتی فرصت انعکاس هم باقی نمی‌ماند، پدیده‌ای اتفاق می‌افتد که در واژه شناسی مدرنیسم از آن به شستشوی مغزها تعبیر می‌شود. در این میان تکنولوژی تلفن یک استثنا است به این م عنا که تولید کنندگان و مصرف کنندگان اطلاعات یک مجموعه منطبق بر هم هستند.

علایم جدید سیستمهای ارتباطی از قبیل اینترنت مبتنی بر همان تکنولوژی تلفن هستند و بالقوه علایمی انقلابی در مخابرات هستند.

سرعت بالای تحولات در پدیده‌های ICT

سرعت زیاد پیشرفت از علایم جدید سیستم‌های ارتباطی است. به طوری که یک محصول پس از طراحی حتی قبل از اینکه وارد بازار کار شود کهنه می شود و کاربردی ندارد. بنابراین در طراحی سیستم‌ها نه تنها محصول باید قابل مجدد سازی باشد، بلکه خود طراحی نیز باید این قابلیت را داشته باشد. بدین منظور غیر از مرحله اولیه طراحی که همان مرحله مفهومی است، بقیه مراحل باید خودکار شوند. این کار دو مزیت خواهدداشت؛ اول اینکه وقتی تکنولوژی تغییر کرد، ما مدلی که در طراحی مفهومی به آن رسیده‌ایم تغییر نمی‌دهیم، بلکه فقط پیاده سازی طرح را عوض می‌کنیم. از طرف دیگر خود محصول نیز با تغ ی یر تکنولوژی می‌تواند به شکلی خود را پیاده سازی کند که در محیط جدید نیز بتواند کاربرد داشته باشد. به این ترتیب طراحی ما قابل تطبیق با تغییرات تکنولوژی خواهد شد.

چگون گی طراحی سیستم بهینه ICT

هم اکنون مطالعات دامنه داری در زمینه آمادگی الکترونیکی در ایران در جریان است. در زمینه مخابرات خوشبختانه ایران در میان کشورهای مشابه در جایگاه مناسبی قرار گرفته است. چیزی که به جز ایالات متحده در مورد سایر کشورها پیش بینی می‌شود، این است که قبل از الکترونیک شدن حوزه‌های ICT ، این حوزه‌ها موبایل شوند. یعنی تکنولوژی موبایل (تمام وسایل قابل حمل) زودتر از الکترونیک به کمک گسترش حوزه‌های مختلف ICT بیاید. در ایران رشد کندی را در این حوزه‌ها شاهد هستیم. دلیل این امر را نباید در فن شناسی جستجو کرد، بلکه در سیاست‌های دولت باید به دنبال آن گشت. دولت با حمایت از صنایع با تکنولوژی عقب مانده جلوی استفاده از تکنولوژی پیشرفته را می‌گیرد. با این وضع اولاً انگیزه‌ها از بین می‌روند ثانیاً‌وضعیت اقتصادی بازار دچار اغتشاش فراوانی می‌شود. یکی از قربانیان این سیاست‌ها تکنولوژی مخابرات است. به نظر من بهترین راه حل، مقابله با اعوجاج های اقتصادی است این کار، بهترین بهینه سازی را در کشور ایجادمی‌کند.

طرح تکفا

در این برنامه این که مقداری بودجه صرف بخش پیشرفته‌تری بشود، قدمی رو به جلو است. و اینکه تعدادی برنامه ریز محدود داشته باشیم قدمی است رو به عقب . پیشنهاد من این است که دولت این بودجه را برای مصرف محصولات الکترونیکی هزینه کند (البته بعد از آنکه به همه اجازه فعالیت در زمینه‌های صنعتی داده شد) . امید است در بستر فرصت‌های نو به رشد و پویایی بیشتری در زمینه استفاده از ICT در سطح کشور برسیم.

فعالیت‌های دکتر در زمینه ICT

در صنایع مرتبط با تکنولوی اطلاعات بخصوص صنعت بانکداری فعالیت کرده‌ام. از جمله بانکداری الکترونیکی، اکتشاف معرفت در اطلاعات و مدیریت الکترونیکی ارتباط با مشتریان. در زمینه IT کارم طراحی سیستم‌های ارتباط جدید برای برخی م و سسات بود. مدتی پیش گمرک پیشنهادی به دانشگاه‌ها داد مبنی بر ارائه یک طرح اولیه در جهت استفاده از فن آوری اطلاعات در گمرک‌ها. طرحی که ما ارائه کردیم اگر پیاده سازی شود، می‌تواند موضوع بسیاری از تحقیقات و پژوهش‌ها را به خود اختصاص دهد. اکنون گمرک با یک بحران روبروست چون نمی‌تواند نیروهای خودرا برای انجام مبادلات عظیم اقتصادی بسیج کند.

I T

اهمیت این رشته غیر قابل انکار است ولی کمی عجولانه است که وقتی ما مهندسی اطلاعات یا علوم اطلاعات را نداریم، تکنولوژی اطلاعات همه جا به وجود بیاید. این نیاز شدید و ناگهانی به اطلاعات باید جواب داده شود، ولی بهتر است که بیشتر از مدلهای بین المللی استفاده بکنیم. بهترین مدل در دانشگاه‌های خوب امریکا وجود دارد. اکنون حتی اروپا هم بیشتر از مدل‌های دانشگاه‌های امریکایی استفاده می‌کند. ما نیز می‌توانیم با یک جهت‌گیری منطقی جایگاه خود را در این عرصه تثبیت نماییم.

نگاهی گذرا به مهندسی کنترل

درابتدا مهندسی کنترل در مجموعه مهندسی سیستم قرار داشت این دو رشته تقریباً یکسان تلقی می‌شدند. اما مهندسی کنترل به سرعت پیشرفت کرد. گسترش یافت. مسائل بهینه سازی، مدلسازی و از دید کلی‌تر نگرش به وقایع از دیدگاه سیستمی امری تازه است.

با اینکه عمر برنامه ریزی خطی بسیار طولانی است، عمر برنامه ریزی دینامیکی 40-30 سال بیشتر نیست.

علم طراحی نیز تحت عنوان این مهندسی قرارمی‌گیرد، چون یکی از جنبه‌های مهم تصمیم‌گیری، تصمیم‌گیری درباره نحوه پیاده سازی یک سیستم است و این موضوع رابطه‌ای مستقیم باعلم طراحی دارد. موضوعی که کنترل بررسی می‌کند تصمیم گیری (decision_making) است. از این لحاظ باعلوم دیگری همچون علم مدیریت و علوم سیاسی مشترک است. با این وجود مهندسی کنترل برخلاف دیگر علوم بیشتر تمایل به کاربردهای مهندسی و سیستم‌های مصنوعی دارد. اگر بخواهیم مرزهایی برای مهندسی کنترل تعیین کنیم خواهیم دید که مرز تثبیت شده‌ای ندارد. در ضمن وسعتی که ما در دانشگاه تهران برای این رشته قائلیم خیلی بیشتر از سایر دانشگاه‌های ایران است. از طرف دیگر با اینکه مدتهاست مهندسی کنترل و مهندسی سیستم از یکدیگر جدا شده‌اند باز هم مرز مشخصی میان آن دو وجود ندارد

وضعیت پایان نامه‌های دانشجویان

اصولاً پروژه‌هایی که در کشور در سطح کارشناسی ارشد انجام می‌شود از وضعیت قابل قبول و حتی خیلی خوبی برخوردار است. اما متأسفانه انی مسئله در سطوح کارشناسی و دکترا به چشم می‌خورد. به هر حال از نظر تولید محصولات تحقیقاتی وضعیت خوبی نداریم.

دلایل عقب مانده بودن پروژه‌ها هم خیلی واضح است. یک طرف مسئله به استاد راهنما برمی‌گردد که توانایی‌های خود او محدود و حتی متأسفانه در برخی موارد کمتر از قابل قبول است. مسئله دیگر به ارتباط صنعت و دانشگاه باز می‌گردد که از وضعیت اسف‌باری برخوردار است.

که آن هم به دلیل سیاست دولت در حمایت از وضعیت موجود صنایع آن هم با سیاست اقتصادی نامناسب است که به این ترتیب صنعت انگیزه‌ی خود را برای بالا بردن سطح خود از دست می‌دهد و لذا پروژه‌های مطروحه کاربردی نیستند و معمولاً موضوعاتی تکراری دارند.

سیستم تعریف و انجام پروژه
در دانشگاه‌های ما این دانشجویان هستند که موضوع پروژه‌ها و اساتید راهنمای خود را انتخاب می‌کنند. این سیستم مزایا و البته مشکلاتی دارد. از مشکلات آن می‌توان به عدم انطباق زمان علاقمندی دانشجویان به یک موضوع با زمان عمر پروژه‌ها اشاره کرد و پروژه‌های صنعتی که پشتیبانی صنعتی هم دارند ممکن است مورد علاقه‌ی هیچکس واقع نشوند و به پروژه‌های تکراری پرداخته شود. ولی از مزایای آن این است که به علاقه‌ی دانشجویان خیلی بها داده می‌شود و معمولاٌ دانشجویان به مسائل خوبی علاقه نشان می‌دهند. و نیز هر کسی با توجه به تصمیمش برای آینده‌اش نوع پروژه‌هایش را انتخاب می‌کند. مثلاً اگر کسی دغدغه‌ی ادامه تحصیل در سطح دانشگاه‌های خوب دنیا را دارد پروژه‌های در سطح جهانی انتخاب می‌کند.



مقایسه‌ی سیستم آموزشی ما با دانشگاه‌های آمریکا بخصوص برکلی:

به نظر من این مقایسه در جهت درست و عادلانه نیست. دانشگاه‌های آمریکا حتی با دانشگاه‌های اروپا هم تفاوت فراوان دارند. البته آمریکا دانشگاه بد نیز دارد ولی برکلی همواره جزء ده دانشگاه برتر دنیا قرار داشته است. در دانشگاه برکلی در رشته‌ی مورد نظر شما بیش از یک صفحه لیست اعضای هیئت علمی آن دانشکده است. امکانات کتابخانه‌ای و آزمایشگاهی و پشتیبانی همه‌ی آنها بیشتر از ما است.

نکته جالب توجهی که در دانشگاه برکلی به چشم می‌خورد استفاده از کلاس همه‌ی درس به جز نقش حاشیه‌ای و متداول آنهاست. چیزی که انسان با مشاهده‌ی این وضعیت درک می‌کند این است که هنگامی که انسان پای صحبت یک استاد

واقعی می‌ نشند مطالبی را فرا می‌گیرد که در کتاب‌های دیگر نیست.

نکته‌ی دیگری که در مورد دانشگاه برکلی قابل ذکر است، گذرگاه علم و دانش بودن آن است. اکثر بزرگان علم در حال حاضر، حداقل برای مدت کوتاهی در برکلی زندگی کرده‌اند. مزیت این شرایط آن است که دانشجویان از سایر علوم نیز بهره‌مند می‌شوند.

نقش استاد در بهره‌ور کردن نظام آموزشی دانشگاه‌ها

اولین نکته‌ای که اساتید و دانشجویان ما به طور کل باید مدنظر داشته باشند آن است که نباید خود را با سطح علمی و تحقیقاتی کشور وفق داد بلکه باید سعی کرد تا خود را با معیارهای جهانی تطبیق داد. اساتید ما باید سعی کنند برای دنیا نیروی تحقق تربیت کنند ولی متأسفانه سطح تحقیقات در ایران بسیار پائین است. بالاخص از جهت کاربردی. برای انجام تحقیقات مفید بین‌المللی نیاز به یک تغییر بزرگ در سیستم دانشگاهی کشور است. متأسفانه نوعی تنگ نظری در علوم و تحقیقات به چشم می‌خورد و آن این است که نتیجه‌ی تحقیقات نباید به درد سایر کشورها بخورد بلکه باید تنها به کشور خود ما کاربرد داشته باشد. ولی باید توجه کرد که امکان ندارد ما عملی انجام دهیم که به درد ایران بخورد و به در بقیه‌ی کشورها نخورد. ما نیز باید مانند بزرگان پیشینمان که ثمره‌ی تلاش‌های آنها همه‌ی دنیا را بهره‌مند می‌ساخت عمل کنیم. البته متأسفانه تحقیقات داخل کشور سطح نازلی دارد.

این طرز تفکر که دنیا تکنولوژی عقب‌مانده را به جهان سوم می‌فروشد زیاد هم درست نیست چون معمولاً مقرون به صرفه است که از تکنولوژی جدید استفاده شود.

دلایل تأکیدتان روی تفکر با ابعاد جهانی

برای پاسخ به این سوال لازم است نگاهی مجدد به سیستم آموزشی دانشگاه‌های کشور بیندازیم مثبت آن را بررسی کنیم. دانشگاه‌های ما از جهت سیستم آموزشی بسیار قوی هستند. تقریباٌ در تمامی دانشگاه‌های معتبر دنیا در بین اعضای هیئیت‌های علمی آنها چند استاد ایرانی به چشم می‌خورد. در کشوری مانند ایران که دانشجویانش توانایی این را دارند که در دانشگاه‌های سطح بالای جهان ادامه‌ی تحصیل دهند لازم است جهانی فکر شود. خود دانشجویان هم باید خود را به معیارهای جهانی نزدیک کنند تا قابلیت تحصیل در دانشگاه‌های تراز اول را داشته باشند: نکته‌ی دیگر در مورد جذب شدن در مراکز پیشرفته‌ی آموزش عالی دنیاست که به طریق اولی باید جهانی فکر کرد. نکته دیگر در مورد تحقیقات است که ما باید تحقق‌های بزرگی در داخل کشور تربیت کنیم که قابلیت رقابت در سطح جهانی را داشته باشند.

عنوان : مادون‌قرمز

خلاصه : مادون‌قرمز به بخشی از طیف انرژی امواج الکترومغناطیسی اطلاق می‌شود که ....

شرح

مادون‌قرمز به بخشی از طیف انرژی امواج الکترومغناطیسی اطلاق می‌شود که طول موج آنها بیشتر از طول موج نورمرئی و کمتر از طول موج امواج رادیویی می‌باشد. بنابراین فرکانس آنها بیشتر از فرکانس‌های مایکووویو و کمتر از فرکانس‌های نورمرئی می‌باشد.

امواج مادون‌قرمز به سه دسته تقسیم می‌شوند. باند مادون‌قرمز نزدیک که طیف انرژی آنها در محدودة طول موج‌های نزدیک به نورمرئی، تقریباً از 75/0 میکرومتر تا 3/1 میکرومتر، قرار دارند. باند مادون‌قرمز متوسط که طول موج آنها بین 3/1 تا 3 میکرومتر قرار دارند و باند مادون‌قرمز دور که طول موج آنها محدوده 3 تا 14 میکرومتر گسترش یافته است. مادون‌قرمز در مخابرات بدون سیم، مانیتورینگ و کنترل مورد استفاده قرار می‌گیرد. از کاربردهای آن می‌توان به وسایل خانگی، دستگاه کنترل از راه دور، شبکه‌های محلی بدون سیم، ارتباط بین کامپیوترهای نوت‌بوک و کامپیوترهای اصلی، مودم‌های Cordless ، ردیاب حرکت و سنسورهای آتش اشاره کرد.

عنوان خبر: ابداع لامپ بدون برق نسل جدید لامپ روشنایی با سیستم التهابی غیر الکتریکی در کشور ابداع شد

تاریخ خبر : 1384/02/14

منبع خبر : خبرگزاری دانشجویان ایران - تهران

شرح خبر : مهندس علی‌رضا معلم زاده، دانشجوی کارشناسی ارشد مکانیک دانشگاه آزاد اسلامی و مخترع این لامپ جدید در گفت‌وگو با خبرنگار «پژوهشی» خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا) با اشاره به ثبت اختراع این طرح اظهار داشت: در این نوع لامپ که برای اولین بار ارائه شده از فرایند التهاب جدیدی که مبتنی بر انرژی حرارتی است استفاده می‌شود و برای روشن کردن آن نیاز به انرژی برق نیست .

وی خاطرنشان کرد: این لامپ بر مبنای بهره‌گیری بهینه از انرژی شیمیایی نهفته در گاز شهری طراحی شده و با استفاده از انرژی حرارتی حاصل از فرایند احتراق، ‌عمل التهاب و پرتو افشانی در اثر افزایش برخوردهای بین اتم‌های گاز نور افشان ناشی از افزایش انرژی جنبشی براساس شرایط مورد نیاز ، ایجاد شده و در جهت تولید تشعشعات با طول موج‌های مرئی هدایت می‌شود.

این پژوهشگر در پایان با اشاره به این که لامپ ابداعی از لحاظ شکل ظاهری مشابه لامپ‌های متداول الکتریکی است، عدم نیاز به برق و رفع محدودیت‌های ناشی از آن، عدم آلایندگی و بهره‌گیری بهینه از انرژی حرارتی را از ویژگی‌های سیستم روشنایی ابداعی عنوان کرد.

عنوان خبر: ابداع لامپ بدون برق نسل جدید لامپ روشنایی با سیستم التهابی غیر الکتریکی در کشور ابداع شد

تاریخ خبر : 1384/02/14

منبع خبر : خبرگزاری دانشجویان ایران - تهران

شرح خبر : مهندس علی‌رضا معلم زاده، دانشجوی کارشناسی ارشد مکانیک دانشگاه آزاد اسلامی و مخترع این لامپ جدید در گفت‌وگو با خبرنگار «پژوهشی» خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا) با اشاره به ثبت اختراع این طرح اظهار داشت: در این نوع لامپ که برای اولین بار ارائه شده از فرایند التهاب جدیدی که مبتنی بر انرژی حرارتی است استفاده می‌شود و برای روشن کردن آن نیاز به انرژی برق نیست .

وی خاطرنشان کرد: این لامپ بر مبنای بهره‌گیری بهینه از انرژی شیمیایی نهفته در گاز شهری طراحی شده و با استفاده از انرژی حرارتی حاصل از فرایند احتراق، ‌عمل التهاب و پرتو افشانی در اثر افزایش برخوردهای بین اتم‌های گاز نور افشان ناشی از افزایش انرژی جنبشی براساس شرایط مورد نیاز ، ایجاد شده و در جهت تولید تشعشعات با طول موج‌های مرئی هدایت می‌شود.

این پژوهشگر در پایان با اشاره به این که لامپ ابداعی از لحاظ شکل ظاهری مشابه لامپ‌های متداول الکتریکی است، عدم نیاز به برق و رفع محدودیت‌های ناشی از آن، عدم آلایندگی و بهره‌گیری بهینه از انرژی حرارتی را از ویژگی‌های سیستم روشنایی ابداعی عنوان کرد.

عنوان خبر: متخصصان یک شرکت صنایع الکترونیک ایرانی موفق به طراحی و ساخت شبیه‌ساز رانندگی خودروی سبک شدند

تاریخ خبر : 1384/02/07

منبع خبر : ISNA

شرح خبر : محمد صباحی از کارشناسان شرکت صنایع الکترونیک شیراز با اعلام این مطلب خاطرنشان کرد: شبیه ساز سیستمی متشکل از تجهیزات سخت‌افزاری، نرم‌افزاری و مکانیکی است، به طوری که یک پدیده واقعی را در فضای مجازی شبیه‌سازی می‌کند.

مسئول غرفه شرکت صنایع الکترونیک شیراز در نمایشگاه ایپاس 2005 تصریح کرد: با بهره‌گیری از سیستم شبیه‌ساز، کارآموز قادر است همانند وسیله اصلی، مهارت رانندگی را فرا گرفته و به مقابله با موارد معمولی و خطر ساز بپردازد.

وی اظهار داشت: رانندگی در محیط مجازی امروزه با بهره‌گیری از سیمولاتور در کشورهای پیشرفته دنیا رایج است.

صباحی با اشاره به این که این سیمولاتور قابل طراحی و پیاده سازی برای هر نوع خودرو است، گفت: از ویژگی‌های این محصول، ارائه تمامی سیستم‌های یک خودرو واقعی در سیمولاتور همانند سیستم فرمان، ترمز، کلاج، گاز و دنده است.

وی اضافه کرد: نمایش واقعی کیلومتر شمار، دور موتور و آمپرها، ویبره برای شبیه سازی لرزش موتور، شبیه سازی و پخش صدای محیط رانندگی به وسیله «اسپیکر» (بلندگو) و «هدفون» امکان رانندگی در مسیرهای مختلف درون شهری و برون شهری شامل پیست آموزش، شهرک، ‌اتوبان، کوهستان و دشت از مزیت‌های این سیمولاتور است.

صباحی، ‌رانندگی در روز و شب و در شرایط آب و هوایی مختلف مانند برف و باران و مه و امکان ایجاد شرایط ویژه و ناگهانی توسط مربی را از دیگر ویژگی‌های این سیستم عنوان و تصریح کرد: با به کارگیری این سیمولاتور، راننده از حوادث و سوانحی مانند ورود ناگهانی حیوانات به مسیر رانندگی، خالی کردن ترمز، بریدن فرمان و بالا رفتن آمپر در امان بوده و از حوادثی نظیر حرکت کودکان در داخل شهر و نیز باز شدن ناگهانی درب اتومبیل‌های ثابت در خیابان و ... جلوگیری می‌شود.

وی در پایان تصریح کرد: این سیمولاتور حداقل 40 درصد از مشابه خارجی آن ارزانتر بوده که پایین بودن قیمت تمام شده، جلوگیری از خروج ارز و پشتیبانی فنی و همچنین ارزان و بومی بودن آن از مهمترین مزایای آن به شمار می‌رود.

مهندسی برق

هدف:
"یکی از بهترین تعریف هایی که از مهندسی برق شده است، این است که محور اصلی فعالیت های مهندسی برق، تبدیل یک سیگنال به سیگنال دیگر است. که البته این سیگنال ممکن است شکل موج ولتاژ یا شکل موج جریان و یا ترکیب دیجیتالی یک بخش از اطلاعات باشد.

مهندسی برق دارای 4 گرایش است که در زیر بطور اجمالی به بررسی آنها می پردازیم و در قسمت معرفی گرایشها به تفصیل در مورد هر کدام صحبت خواهم کرد.

1) مهندسی برق- الکترونیک: الکترونیک علمی است که به بررسی حرکت الکترون در دوره گاز، خلاء و یا نیمه رسانا و اثرات و کاربردهای آن می پردازد. با توجه به این تعریف، مهندس الکترونیک در زمینه ساخت قطعات الکترونیک و کاربرد آن در مدارها، فعالیت می کند. به عبارت دیگر، زمینه فعالیت مهندسی الکترونیک را می توان به دو شاخه اصلی "ساخت قطعه و کاربرد مداری قطعه" و "طراحی مدار" تقسیم کرد.

2) مهندسی برق- مخابرات: مخابرات، گرایشی از مهندسی برق است که در حوزه ارسال و دریافت اطلاعات فعالیت می کند. مهندسی مخابرات با ارائه نظریه ها و مبانی لازم جهت ایجاد ارتباط بین دو یا چند کاربر، انجام عملی فرایندها را به طور بهینه ممکن می سازد. پس هدف از مهندسی مخابرات، پرورش متخصصان در چهار زمینه اصلی این گرایش است شامل فرستنده، مرحله میانی، گیرنده و گسترش شبکه که گسترده هر کدام عبارتند از:

فرستنده: شامل آنتن، نحوه ارسال و ...

مرحله میانی: شامل خط انتقال و محاسبات مربوط و ...

گیرنده: شامل آنتن، نحوه دریافت، تشخیص و ...

گسترش شبکه: مشتمل بر تعمیم خط ارتباطی ساده، ادوات سویچینگ ، ارتباط بین مجموعه کاربرها و ...

3) مهندسی برق- قدرت: مهندسی قدرت را می توان "تولید نیروی الکتریکی" به روشهای گوناگون و انتقال و توزیع این نیروها با بازده و قابلیت اطمینان بالا، تعریف کرد. پس هدف از مهندسی قدرت، پرورش افرادی کارا در بخشهای تولید، انتقال و توزیع است که گستره این بخش عبارت است از:

تولید: طراحی شبکه های تولید با کمترین هزینه و بیشترین بازده.

انتقال: طراحی شبکه های انتقال، خطوط انتقال، پخش بار بر روی شبکه، قابلیت اطمینان و پایداری شبکه قدرت، طراحی رله ها و حفاظت شبکه، پخش بار اقتصادی (dispaich economic).

توزیع: طراحی شبکه های توزیع حفاظت و مدیریت آن.

4) مهندسی برق- کنترل: کنترل، در پیشرفت علم نقش ارزنده ای را ایفا می کند و علاوه بر نقش کلیدی در فضاپیماها و هدایت موشکها و هواپیما، به صورت بخش اصلی و مهمی از فرایندهای صنعتی و تولیدی نیز درآمده است. به کمک این علم می توان به عملکرد بهینه سیستمهای پویا، بهبود کیفیت و ارزانتر شدن فرآورده ها، گسترش میزان تولید، ماشینی کردن بسیاری از عملیات تکراری و خسته کننده دستی و نظایر آن دست یافت. هدف سیستم کنترل عبارت است از کنترل خروجیها به روش معین به کمک ورودیها از طریق اجزای سیستم کنترل که می تواند شامل اجزای الکتریکی، مکانیک و شیمیایی به تناسب نوع سیستم کنترل باشد.

ماهیت:

انرژی اگر بنیادی ترین رکن اقتصاد نباشد، یکی از ارکان اصلی آن به شمار می آید و در این میان برق به عنوان عالی ترین نوع انرژی جایگاه ویژه ای دارد. تا جایی که در دنیای امروز میزان تولید و مصرف این انرژی در شاخه تولید، شاخص رشد اقتصادی جوامع و در شاخه خانگی و عمومی یکی از معیارهای سنجش رفاه محسوب می شود.

دانش آموختگان این رشته می توانند در زمینه های طراحی، ساخت، بهره برداری، نظارت، نگهداری، مدیریت و هدایت عملیات سیستم ها عمل نمایند.

گرایش های مقطع لیسانس:

رشته مهندسی برق در مقطع کارشناسی دارای 4 گرایش الکترونیک، مخابرات، کنترل و قدرت(1) است. البته گرایش های فوق در مقطع لیسانس تفاوت چندانی با یکدیگر ندارند و هر گرایش با گرایش دیگر تنها در 30 واحد یا کمتر متفاوت است. و حتی تعدادی از فارغ التحصیلان مهندسی برق در بازار کار جذب گرایشهای دیگر این رشته می شوند. با این وجود ما برای آشنایی هر چه بیشتر شما گرایشهای فوق را به اجمال معرفی می کنیم.

گرایش الکترونیک
دکتر کمره ای استاد مهندسی برق دانشگاه تهران در معرفی این گرایش می گوید:

"گرایش الکترونیک به دو زیر بخش عمده تقسیم می شود. بخش اول میکروالکترونیک است که شامل علم مواد، فیزیک الکترونیک، طراحی و ساخت قطعات از ساده ترین آنها تا پیچیده ترین آنها است و بخش دوم نیز مدار و سیستم نامیده می شود و هدف آن طراحی و ساخت سیستم ها و تجهیزات الکترونیکی با استفاده از قطعات ساخته شده توسط متخصصان میکروالکترونیک است.

دکتر جبه دار نیز در معرفی این گرایش می گوید:

"گرایش الکترونیک یکی از گرایشهای جالب مهندسی برق است که محور اصلی آن آشنایی با قطعات نیمه هادی، توصیف فیزیکی این قطعات، عملکرد آنها و در نهایت استفاده از این قطعات، برای طراحی و ساخت مدارها و دستگاههای است که کاربردهای فنی و روزمره زیادی دارند."

گرایش مخابرات
هدف از مخابرات ارسال و انتقال اطلاعات از نقطه ای به نقطه دیگر است که این اطلاعات می تواند صوت، تصویر یا داده های کامپیوتری باشد.

دکتر جبه دار در مورد شاخه های مختلف این گرایش می گوید:

"مخابرات از دو گرایش میدان و سیستم تشکیل می شود. که در گرایش میدان، دانشجویان با مفاهیم میدان های مغناطیسی، امواج، ماکروویو، آنتن و ... آشنا می شوند تا بتوانند مناسبترین وسیله را برای انتقال موجی از نقطه ای به نقطه دیگر پیدا کنند.

همچنین یکی از فعالیت های عمده مهندسی مخابرات گرایش سیستم، طراحی فلیترهای مختلفی است که می توانند امواج مزاحم شامل صوت یا پارازیت را از امواج اصلی تشخیص و آنها را حذف کرده و تنها امواج اصلی را از آنتن دریافت کنند.

گفتنی است که امروزه با توسعه مخابرات بی سیم، ارتباط نزدیکتری بین دو گرایش میدان و سیستم ایجاد شده است. برای نمونه در گوشی تلفن همراه ما هم تجهیزات مربوط به مدارهای مخابراتی و هم تجهیزات مربوط به فرستنده و هم آنتن گیرنده را داریم. از همین رو یک مهندس مخابرات امروزه باید از هر دو گرایش بخوبی اطلاع داشته باشد تا بتواند یک دستگاه بی سیم را طراحی کند."

استفاده قرار نمی گیرد. بلکه در شاخه های دیگری از علوم مهندسی و حتی علوم انسانی کاربرد دارد. به عنوان نمونه کنترل فرآیند تصفیه نفت در یک پالایشگاه، کنترل عملکرد یک نیروگاه برق، سیستم کنترل ناوبری یک کشتی و یا کنترل تحولات و تغییرات جمعیتی نمونه های متنوعی از کاربرد علم کنترل می باشد.

گفتنی است که گرایش کنترل دارای زیر بخش های متنوعی مانند کنترل خطی، غیرخطی، مقاوم، تطبیقی، دیجیتالی، فازی و غیره است."

دکتر جبه دار نیز با اشاره به اینکه گرایش کنترل منحصر به مهندسی برق نمی شود، می گوید:

"در رشته های مهندسی مکانیک، مهندسی شیمی، مهندسی هوافضا، مهندسی سازه و مهندسی های دیگر نیز ما شاهد علم کنترل هستیم اما نوع سیستم کنترلی در هر رشته مهندسی متفاوت است. برای مثال در مهندسی مکانیک نوع کنترل، مکانیکی و در مهندسی شیمی براساس فرآیندهای شیمیایی است. اما در کل هدف مهندسی کنترل، طراحی سیستمی است که بتواند عملکرد یک دستگاه را در حد مطلوب حفظ کند.

دکتر جبه دار در ادامه درباره فعالیت های دیگر مهندسی کنترل می گوید:

"خودکار کردن یا اتوماتیک کردن خط تولید، یکی دیگر از فعالیت های مهندسی کنترل است. یعنی مهندس کنترل می تواند به گونه ای خط تولید را هماهنگ و کنترل کند که محصول تولید شده طبق برنامه تعیین شده و با بهترین کیفیت به دست آید."

گرایش قدرت
دکتر جبه دار در معرفی این گرایش می گوید:

"هدف اصلی مهندسین این گرایش، تولید برق در نیروگاهها، انتقال برق از طریق خطوط انتقال و توزیع آن در شبکه های شهری و در نهایت توزیع آن برای مصارف خانگی و کارخانجات است. بنابراین یک مهندس قدرت باید به روشهای مختلف تولید برق، خطوط انتقال نیرو و سیستم های توزیع آشنا باشد."

دکتر کمره ای نیز در معرفی این گرایش می گوید:

"گرایش قدرت به آموزش و پژوهش در زمینه طراحی و ساخت سیستم های مورد استفاده در تولید، توزیع، مصرف و حفاظت از برق می پردازد.

به عبارت دیگر دانشجویان این رشته در شاخه تولید با انواع نیروگاههای آبی، گازی، سیکل ترکیبی و ... آشنا می شوند. و در بخش انتقال و توزیع، روشهای مختلف انتقال برق اعم از کابلهای هوایی و زیرزمینی را مطالعه می کنند و در شاخه حفاظت نیز انواع وسایل و تجهیزات حفاظتی که در مراحل مختلف تولید، توزیع، انتقال و مصرف انرژی، انسانها و تاسیسات را در برابر حوادث مختلف محافظت می کنند، مورد بررسی قرار می دهند که از آن میان می توان به انواع رله ها، فیوزها، کلیدها و در نهایت سیستم های کنترل اشاره کرد.

یکی دیگر از شاخه های قدرت نیز ماشین های الکتریکی است که شامل ژنراتورها، ترانسفورماتورها و موتورهای الکتریکی می شود که این شاخه از زمینه های مهم صنعتی و پژوهشی گرایش قدرت است."

آینده شغلی، بازار کار، درآمد:

"امروزه با توسعه صنایع کوچک و بزرگ در کشور، فرصت های شغلی زیادی برای مهندسین برق فراهم شده است و اگر می بینیم که با این وجود بعضی از فارغ التحصیلان این رشته بیکار هستند، به دلیل این است که این افراد یا فقط در تهران دنبال کار می گردند و یا در دوران تحصیل به جای یادگیری عمیق دروس و در نتیجه کسب توانایی های لازم، تنها واحدهای درسی خود را گذرانده اند.

همچنین یک مهندس خوب باید، کارآفرین باشد یعنی به دنبال استخدام در موسسه یا وزارتخانه ای نباشد بلکه به یاری آگاهی های خود، نیازهای فنی و صنعتی کشور را یافته و با طراحی سیستم ها و مدارهای خاصی این نیازها را برطرف سازد. کاری که بعضی از فارغ التحصیلان ما انجام داده و خوشبختانه موفق نیز بوده اند."

دکتر کمره ای نیز در این زمینه می گوید:

"اگر یک فارغ التحصیل برق دارای توانایی های لازم باشد، با مشکل بیکاری روبرو نخواهد شد. در حقیقت امروزه مشکل اصلی این است که بیشتر فارغ التحصیلان توانمند و با استعداد این رشته به خارج از کشور مهاجرت می کنند و ما اکنون با کمبود نیروهای کارآمد در این رشته روبرو هستیم."

یکی از اساتید مهندسی برق دانشگاه علم و صنعت ایران نیز در مورد فرصت های شغلی فارغ التحصیلان این رشته می گوید:

"طبق نظر کارشناسان و متخصصان انرژی در کشور، با توجه به نیاز فزاینده به انرژی در جهان کنونی و همچنین نرخ رشد انرژی الکتریکی در کشور، سالانه باید حدود 1500 مگاوات به ظرفیت تولید کشور افزوده شود که این نیاز به احداث نیروگاههای جدید و همچنین فارغ التحصیلان متخصص برق و قدرت دارد.

فرصت های شغلی یک مهندس کنترل نیز بسیار گسترده است چون در هر جا که یک مجموعه عظیمی از صنعت مهندسی مثل کارخانه سیمان، خودروسازی، ذوب آهن و ... وجود داشته باشد، حضور یک مهندسی کنترل ضروری است.

و بالاخره یک مهندس مخابرات یا الکترونیک می تواند جذب وزارتخانه های پست و تلگراف و تلفن، صنایع، دفاع و سازمانهای مختلف خصوصی و دولتی شود."

توانایی های مورد نیاز و قابل توصیه
الف) توانایی علمی: "مهندسی برق نیز مانند مابقی رشته های مهندسی بر مفاهیم فیزیکی و اصول ریاضیات استوار است و هر چه دانشجویان بهتر این مفاهیم را درک کنند، می توانند مهندس بهتری باشند. در این میان گرایش الکترونیک وابستگی شدیدی به فیزیک بخصوص فیزیک الکترونیک و فیزیک نیمه هادی ها دارد. در گرایش مخابرات نیز درس فیزیک اهمیت بسیاری دارد زیرا دروس اصلی این رشته بخصوص در شاخه میدان شامل الکترومغناطیس و امواج می شود."

داشتن ضریب هوشی بالا و تسلط کافی بر ریاضیات، فیزیک و زبان خارجی از ضرورتهای ورود به این رشته است.

ب) علاقمندیها: دانشجوی برق باید ذهنی خلاق و تحلیل گر داشته باشد. همچنین به کار با وسایل برقی علاقه داشته باشد چون گاهی اوقات با دانشجویانی روبرو می شویم که در ریاضی و فیزیک قوی هستند اما در کارهای عملی ضعیف اند. چنین دانشجویانی برای رشته های مهندسی مناسب نیستند و بهتر است رشته های ذهنی و انتزاعی مثل ریاضی یا فیزیک را انتخاب کنند.

وضعیت ادامه تحصیل در مقاطع بالاتر: (کارشناسی ارشد و ...)

فارغ التحصیل در مقطع کارشناسی برق که مدرک خود را در یکی از چهار گرایش الکترونیک، مخابرات، قدرت و کنترل می گیرد، می تواند در یکی از این گرایشها (اختیاری) یا رشته ای که برق زیر مجموعه ای برای آن تعریف شده، ادامه تحصیل نماید. این رشته به صورت: مهندسی برق- الکترونیک، برق- قدرت، برق- مخابرات (شامل گرایش های: میدان، سیستم، موج، رمز، مایکرونوری) برق- کنترل، مهندسی پزشکی (گرایش بیوالکتریک)، مهندسی هسته ای (دو گرایش مهندسی راکتور و مهندسی پرتو پزشکی، مهندسی کامپیوتر (معماری کامپیوتر، هوش مصنوعی و رباتیک) است. برای تحصیل در مقطع دکترای تخصصی، می توان، در هر یک از زیرشاخه های تخصصی‌تر گرایشهای یاد شده میزان مورد نیاز واحدها را اخذ کرد و رساله دکتری را در همان موضوع خاص ارائه داد. مسلم است این زیر شاخه ها، گرایشهای تخصصی تر این چهار گرایش است. امکان ادامه تحصیل در کلیه گرایشهای یاد شده در مقطعهای کارشناسی ارشد و تا حد زیادی در دوره دکتری، در داخل کشور وجود خواهد داشت. رشته برق به دلیل کاربردی بودن آن در بسیاری از علوم مهندسی دیگر، برای فارغ التحصیلان امکان تحصیل در بسیاری گرایشها و دانشها را فراهم می کند.
درسهای تخصصی مهندسی برق – الکترونیک

از درسهای پایه و اصلی موثر در مهندسی الکترونیک می توان به درسهای مدارهای الکتریکی، الکترونیک 2 و 1، مدارهای منطقی و مخابرات اشاره کرد. بعضی از درسهای تخصصی این گرایش عبارتند از:

الکترونیک 3: مبحث اول این درس مربوط به پاسخ فرکانسی است که به طور اجمال عوامل مربوط به کاهش بهره در فرکانسهای بالا و پایین (در واقع بالاتر و پایین تر از پهنای باند میانی) و روشهای به دست آوردن فرکانسهای قطع بالا و پایین را در تقویت کننده های ترانزیستوری مورد بررسی قرار می دهد. در مبحث دوم پایداری تقویت کننده های فیدبک مورد توجه قرار می گیرد.

تکنیک پالس: در درسهای مدار و الکترونیک، دانشجویان با سیگنالهای سینوسی و پاسخ مدارهای خطی و یا غیرخطی به آنها آشنا می شوند، امروزه و با توجه به رشد روزافزون فن آوری دیجیتال، کمتر مدار الکترونیکی یافت می شود که در آن فقط سیگنالهای سینوسی به کار رفته باشد. پالس در حالت کلی به سیگنالهایی گفته می شود که تغییرات جهش داشته باشند. از مهمترین این سیگنالها که در درس تکنیک پالس هم مورد بررسی قرار می گیرد، سیگنالهای پله، مربعی، مورب و نمایی هستند.

میکروپروسسور: پس از پیدایش الکترونیک دیجیتال و جنبه های جذاب و ساده طراحیهای دیجیتال و کاربردهای فراوان این نوآوری، با تکنولوژیهای SSI , MSI ، ادوات الکترونیک دیجیتال، مانند قطعات منطقی به بازار ارائه شد. شرکت تگزاس اولین میکروپروسسور 4 بیتی را با فن آوری 2SI طراحی و عرضه نمود که بعنوان بخش اصلی ماشین حساب مورد استفاده قرار گرفت و این گام اول در پیدایش و ظهور میکروپروسسورها بود.

معماری کامپیوتر: در این درس معماری داخل 8 بیتی ها و نحوه اجرای دستورالعملها در این پردازنده ها، بررسی حافظه ها و روش دستیابی میکروپروسسورها به اطلاعات حافظه، معرفی زبان اسمبلی پردازنده های 8 بیتی و ایجاد توانایی جهت نوشتن برنامه ای برای عملکردی خاص به کمک میکروپروسسورها و معرفی قطعات جانبی مورد استفاده توسط ریزپردازنده ها، مورد مطالعه قرار می گیرد.

مدارهای مخابراتی: درس مدار مخابراتی به بررسی ساختار و یا طراحی مدارهایی می پردازد که در فرکانسهای بالا کار کرده و یا به نوعی در ارسال پیام در گیرنده و فرستنده نقش دارند. در این درس ابتدا با نویزهای حرارتی، ترقه ای و ... آشنا شده و راههایی برای محدود کردن نویز پیشنهاد می شود، سپس مدارهای تشدید و تبدیل امپدانس که به منظور انتقال حداکثر توان به کار می روند مورد بحث قرار می گیرد.

فیزیک مدرن: در فصل اول این درس با پرداختن به نسبیت خاص دانسته های علمی ما کاملاً اشتباه از آب درآمده و با پرداختن به اصولی نظیر اتساع زمان، پدیده دوپلر، انقباض طول، نسبیت جرم، جرم و انرژی و ...، همه دانسته های ما را (حداقل در حیطه دانستن) نابود می کند.

فصلهای دیگر درس به موضوعاتی نظیر خواص ذره ای امواج، پدیده فتوالکتریک، نظریه کوانتومی نور، پرتوایکس، پراش ذره، ساختار اتمی، مکانیک کوانتومی و ... می پردازد.

فیزیک الکترونیک: شامل مطالعه خواص سیلیکون، بلورشناسی، روشهای ساخت قطعات و مدارهای نیمه هادی، تحلیل و طراحی این مدارها، به دست آوردن مشخصات قطعات و یکی از مهمترین زمینه های کاری و تحقیقاتی در رشته الکترونیک است. پیش نیاز این قسمت تسلط بر درس دریاضی مهندسی و معادلات دیفرانسیل و مختصری در فیزیک کوانتوم و فیزیک مدرن می باشد.

درسهای تخصصی مهندسی برق- مخابرات

از درسهای پایه و اصلی موثر در مهندسی مخابرات می توان به درسهای ریاضی مهندسی تجزیه و تحلیل سیستمها، مدارهای الکتریکی، الکترونیک و الکترومغناطیس اشاره کرد. بعضی از درسهای تخصصی عبارتند از:

مخابرات 2: شامل تجزیه و تحلیل و طراحی شبکه های مخابراتی دیجیتالی است. مطالب درسی با مروری بر تجزیه و تحلیل سیگنالها و سپس فرآیندهای تصادفی شروع شده و به دنبال آن به بررسی اجزای یک سیستم (مجموعه) مخابراتی دیجیتال در حالت کلی می پردازد و چگونگی بهینه سازی سیستم برای انتقال پیام با حداقل خطای ممکن را بررسی می کند.

میدان و امواج: درس میدان و امواج به بررسی رفتار امواج الکترومغناطیس در محیطهای مختلف طبیعت می پردازد. محیطها به قسمت های هادی و نیمه هادی و عایق تقسیم بندی شده و عوامل رفتاری امواج در این محیطها از قبیل اتلاف نیرو انعکاسی کلی یا شکست بررسی می شود.

الکترونیک 3: در گرایش الکترونیک توضیح داده شد.

مدارهای مخابراتی: در گرایش الکترونیک توضیح داده شد.

آنتن ها و انتشار امواج: این درس به بحث در مورد نحوه انتشار امواج الکترومغناطیسی می پردازد. مباحث مطرح شده در این درس به صورت نظری و عملی است، به عبارتی از نحوه تشعشع یک منبع الکترومغناطیسی ساده شروع کرده و با توسعه آن به مطالعه ساده ترین آنتن عملی می پردازد.

مایکروویو: این درس در ابتدا پس از تعریف محدود مایکروویو از نظر فرکانس 1 و تقسیم بندی امواج مایکروویو به بررسی انتقال امواج با فرکانس بالا با حداقل تلفات در محیطهای مختلف می پردازد. سپس عناصر غیرفعال مایکروویو شامل نضعیف کننده ها، تغییر فازدهنده ها و کوپلرهای جهت دار معرفی می شود.

اصول میکروکامپیوتر: این درس را به جرات می توان از جذابترین و پرکاربردترین درسهای برق دانست زیر در دنیای امروز که تمامی وسایل مکانیکی آنالوگ جای خود را به وسایل دیجیتالی می دهند، داشتن اطلاعات کافی در مورد نحوه کارپروسسورها از اولین نیازهای یک مهندس برق می باشد. با ترکیب مطالب این درس با هر کدام از درسهای دیگر می توان طرحهای بسیار جالب و پرکاربردی را طرح ریزی کرد.

درسهای تخصصی مهندسی برق- قدرت

از درسهای پایه و اصلی موثر در مهندسی قدرت می توان به دروس مدار، الکترومغناطیس، الکترونیک، ماشین و بررسی اشاره کرد. بعضی از درسهای تخصصی این گرایش عبارتند از:

ماشینهای الکتریکی 3: این درس از جمله درسهایی است که دیدی صنعتی به دانشجو می دهد. مبحث این درس را می توان به دو فصل مهم ترانفسورمرهای سه فاز و ماشینهای سنکرون تقسیم بندی نمود.

ترانسفورهای سه فاز و ماشینهای سنکرون، وسایلی الکتریکی هستند که بیشتر جنبه صنعتی دارند و کاربردهای بسیار زیاد ترانسهای سه فاز در انتقال و توزیع انرژی الکتریکی، تبدیل ولتاژ در ابتدای همه کارخانه ها و کارگاههای بزرگ صنعتی و ... بر هیچ کس پوشیده نیست. در این درس در مورد انواع آرایشهای این تراسنها، کلیه گروههای موجود و کاربرد هر نوع، بحث جامعی می شود.

ماشینهای مخصوص(ویژه): به تعبیری می توان این درس را نقطه عطف درسهای تخصصی این گرایش دانست. زیرا این درس به بررسی در مورد ماشینهای ویژه می پردازد که این ماشینها در وسایل خانگی کاربرد فراوان دارند.

الکترونیک قدرت: الکترونیک قدرت در عمل بین الکترونیک و قدرت، آشتی برقرار کرده است. به طور مثال می توان با فرمان یک ریزپردازنده که حدود 5 ولت و 200 میلی آمپر است یک کارخانه را راه اندازی کنیم. در زمینه الکترونیک قدرت المانهایی نظیر تریستور، ترانزیستور و ... کاربردهای فوق العاده زیادی دارند. از مزایای این قطعات تحمل توانهای بالا می باشد.

بررسی سیستمهای قدرت 2: این درس بیشتر در مورد انتقال انرژی و مشکلات موجود در این راه صحبت می کند. از جمله مطالب ارائه شده در این درس می توان به پخش بار اقتصادی در شبکه های قدرت، اتصال کوتاههای متقارن و نامتقارن روی شبکه قدرت و پایداری سیستمهای قدرت اشاره نمود.

تولید و نیروگاه: این درس یکی از درسهای بسیار جذاب این گرایش است، زیرا برخلاف دیگر درسها، زیاد به مسائل نظری، نمی پردازد و جنبه بسیار عملی دارد. آشنایی با انواع نیروگاهها (آبی، اتمی، بادی، بخار، ...) و همچنین بحث کلی در مورد این نیروگاهها و روشهای کاری آنها از مباحث این درس است.

رله و حفاظت: یک شبکه قدرت را باید در مقابل خطرات احتمالی (اتصال کوتاهها) محافظت کرد. از وسائلی که در این مورد استفاده می شود می توان به رله ها اشاره کرد که بسته به نوع رله به محض ایجاد یک حالت خطا و یا خرابی در شبکه وارد عمل شده، قسمتی از شبکه را جدا کرد.
 

عایق و فشار قوی: با توجه به تفاوتهای ولتاژهای فشار قوی با ولتاژهای فشار ضعیف، به طور حتم تولید، اندازه گیری و بهره برداری از این ولتاژها تفاوتهای عمده ای با ولتاژهای فشار ضعیف دارد و برای عایق بندی شبکه فشار قوی باید از عایقهای مخصوصی استفاده کرد. فصل نخست این درس به بررسی این مقوله می پردازد.

در بخش دوم این درس انواع تخلیله الکتریکی، مراحل مختلف آن در عایقها و اثرات مختلف شکست بر عایق مورد بررسی قرار می گیرد.

ترمودینامیک: شاید اولین سوالی که در مرحله اول به ذهن برسد ارتباط این درس با درسهای برق باشد. کاربرد اصلی مطالب این درس مبحث تولید نیروگاه است. زیرا هنگام آشنایی با انواع نیروگاهها (نیروگاه بخار، گازی، اتمی و ...) باید اطلاعاتی در مورد سیکل کاری آنها داشته باشیم، پس داشتن اطلاعاتی در مورد ترمودینامیک ضروری است.

اصول میکروکامپیوتر: درگرایش مخابرات توضیح داده شد.

درسهای تخصصی مهندسی برق- کنترل
از درسهای پایه و اصلی موثر در مهندسی کنترل می توان به درسهای مدار، الکترونیک، ریاضی مهندسی، تجزیه و تحلیل سیستم و کنترل خطی اشاره کرد. بعضی از درسهای تخصصی این گرایش عبارتند از:

کنترل دیجیتال و غیرخطی: کنترل دیجیتال از سال 1960 در پیشرفتهای مربوط به قابلیت تولید و کیفیت محصولات و صرفه جویی در هزینه ها، نقش مهمی داشته است. به خصوص با پیشرفتهایی که در زمینه میکروپروسسور صورت گرفته، این رشته توانسته است در بعضی موارد از کنترل آنالوگ پیشی گرفته، دقت کار را بالا ببرد.

کنترل مدرن: این درس برخلاف سایر درسها (مانند کنترل صنعتی و ...) تا حدی جنبه نظری دارد و دیدی تقریبا ریاضی به یک مهندس کنترل می دهد. آشنایی کلی با مفاهیم کنترل پذیری و مشاهده پذیری سیستمهای کنترل و مطالعه فیدبکهای حالت از مباحث این درس است.

کنترل صنعتی: این درس از درسهای تخصصی و مهم گرایش کنترل می باشد که به بررسی نحوه به کارگیری روابط ریاضی و فرمولهایی که در هر نوع پروسه ای وجود دارد می پردازد و شامل آشنایی با سیستمهای کنترل غلظت، سطح، ارتفاع و یا ئبی ورودی، خروجی مخازن حاوی مایعات صنعتی و شیمیایی (مانند مخازن موجود در صنایع، پالایشگاهها و ...)، مطالعه سیستمهای کنترل دما و رطوبت یک محفظه و یا اتاق، آشنایی با انواع کنترل کننده های صنعتی، مطالعه انواع سیستمهای نورد موجود در کارخانه ها(مانند نورد فولاد، کاغذ و...) و دیگر سیستمهای موجود در صنعت است.

ابزار دقیق: اصطلاح ابزار دقیق به ابزاری اطلاق می شود که سیگنالها را ثبت و نشان داده و یا باعث انتقال سیگنالی بین اجزای مختلف سیستم می شوند. این درس به معرفی سیستمهای کنترل و ابزار دقیق و همچنین معرفی اجزای این سیستمها می پردازد.

اصول میکروکامپیوتر: در گرایش مخابرات توضیح داده شد.

ترمودینامیک: در گرایش قدرت توضیح داده شد.

مبانی تحقیق در عملیات: این درس به طور کلی برای تمام دانشجویان مهندسی مفید است. چون مهندسی ارتباط مستقیم با هزینه و سود اقتصادی دارد. آگاهی به برنامه ریزی خطی که بحث اصلی این درس است برای هر مهندسی جنبه های مثبت زیادی دارد. با این درس می توان هزینه ها را به حداقل و سود و صرفه اقتصادی را با کمترین امکانات به حداکثر رساند. بنابراین آگاهی به این درس برای تمام کسانی که می خواهند یک طرح صنعتی انجام دهند مزایای زیادی دارد.

رشته های مشابه و نزدیک به این رشته:

در برخی از دانشگاهها رشته مهندسی پزشکی را یکی از گرایش های مهندسی برق به شمار می آورند.

رشته هایی از قبیل مهندسی علمی – کاربردی برق، کاردانی فنی برق، دبیر فنی برق – قدرت و ...

پیوند عمیقی بین این رشته و دانش کامپیوتر وجود دارد که غیرقابل انکار است.

زمین شناسی- علوم سیاسی – جامعه شناسی و علوم اجتماعی

با توجه به حجم بازار الکترونیک و بازار صنعت نیمه رسانا در دنیا و نیز کشور ما که رشد 7% و 15% دارد، لذا آینده روشنی برای این رشته پیش بینی می کنند چه از لحاظ بازار کار بر صنعت های شغلی و چه از نظر تحققات علمی.

نکات تکمیلی:

"مانع رشد صنعت الکترونیک و میکروالکترونیک در دنیا نه سرمایه است و نه فن آوری و نه بازار. البته همه اینها محدودیت ایجاد می کند ولی فعالً محدودیت اصلی که اجازه نمی دهد کار از حدی جلوتر برود عبارت است از نیروی کار کیفی."

آنچه خواندید نظر قائم مقام فنی یکی از بزرگترین مجموعه های میکروالکترونیک بلژیک است و بیانگر آن است که امروزه برای موفقیت در مهندسی برق گرایش الکترونیک باید از سطح علمی و مهارت فنی خوبی برخوردار بود.

دکتر فتوت احمدی استاد مهندسی برق دانشگاه صنعتی شریف نیز در تایید همین سخن می گوید:

"برای مثال در طراحی “IC” احتیاج به سرمایه گذاری عمده ای نیست، بلکه هوشمندی طراح و دانش فنی خوب، بسیار اهمیت دارد."

 

پروژه کنترل موتور dc
[عناوین آرشیوشده]