Mekatronik Mühendisliği

Mekatronik Mühendisliği, hareket eden bir makineyi, onu süren elektroniği, o elektroniği yönlendiren kontrol algoritmasını ve algoritmayı çalıştıran yazılımı tek bir bütün olarak tasarlamayı öğreten dört yıllık bir lisans programıdır. Adın kendisi bu birleşmeden doğmuştur: mekanik ile elektronik.

Bu bölümün varlık sebebini anlamak için bir örnek yeter. Bir robot kolunu düşünün. Kolun taşıyabileceği yük, eklem tasarımı ve malzemesi makine mühendisliğinin konusudur. Kolu hareket ettiren motorun sürülmesi, sensörlerin okunması ve güç elektroniği elektrik ile elektroniğin konusudur. Kolun titremeden, aşmadan ve istenen noktada durarak hareket etmesi kontrol mühendisliğinin konusudur. Bütün bunları çalıştıran gömülü yazılım ise bilgisayar mühendisliğinin konusudur. Bu dört alan ayrı ayrı çalıştığında ortaya çalışan bir robot kolu çıkmaz; çünkü kolun ağırlığı kontrol davranışını, kontrol davranışı motor seçimini, motor seçimi de yazılımın zamanlamasını değiştirir. Mekatronik mühendisliği tam olarak bu karşılıklı bağımlılığı yönetmeyi öğretir.

Programın gündelik pratiği dört iş kümesine dağılır. Birincisi mekanik tasarımdır: bilgisayar destekli tasarım, makine elemanları, mekanizma ve titreşim. İkincisi elektronik ve güçtür: devre analizi, analog ve sayısal elektronik, elektromekanik enerji dönüşümü. Üçüncüsü kontroldür: sistem dinamiği, işaretler ve sistemler, kontrol sistemi tasarımı. Dördüncüsü hesaplama tarafıdır: programlama, veri yapıları, mikroişlemci ve gömülü sistemler, endüstriyel otomasyon.

Alanın pratikteki en yoğun uygulama alanı üretim otomasyonudur: üretim hattı, robot hücresi, programlanabilir denetleyicilerle yürütülen süreçler, konveyör ve paketleme sistemleri, ölçme ve kalite denetimi düzenekleri. Bunun dışında otomotiv elektroniği, beyaz eşya, savunma sanayii, tarım makineleri ve tıbbi cihaz alanları da mekatronik mezununun çalıştığı alanlardır.

Programa ÖSYM'de SAY puan türüyle öğrenci alınır ve bu rehberin konusu dört yıllık lisans programıdır. "Mekatronik" adıyla açılan iki yıllık bir ön lisans programı da vardır ve bu iki program aynı şey değildir; ayrımı aşağıda ayrı bir başlıkta açıyoruz.

Bu ayrım tercih listelerinde ciddi hatalara yol açar, çünkü iki programın adı neredeyse aynıdır ama öğretim düzeyleri farklıdır.

[Mekatronik](/bolum/mekatronik) programı iki yıllık bir ön lisans programıdır; mezunu tekniker unvanı alır ve işin kurulum, bakım, arıza giderme ve devreye alma tarafında çalışır. Mekatronik Mühendisliği ise dört yıllık bir lisans programıdır; mezunu mühendis unvanı alır ve sistemi tasarlayan, hesaplayan ve doğrulayan tarafta durur. Yukarıda aktarılan 3458 sayılı Kanunun yedinci maddesi bu ayrımın hukuki karşılığıdır: mühendis unvanıyla istihdam edilmek, birinci maddede sayılan belgelerden birine sahip olmayı gerektirir. İki yıllık program bu unvanı vermez ve bu rehber iki program arasında bir denklik iddia etmiyor.

İki yıllık programı bitirdikten sonra dört yıllık bir programa geçmek isteyenler için dikey geçiş yolu vardır; hangi ön lisans programından hangi lisans programlarına başvurulabileceği ÖSYM'nin o yıla ait dikey geçiş kılavuzunda tablo hâlinde yayımlanır ve bu rehberde o eşleştirme yazılmıyor.

Komşu mühendislik dallarıyla ilişki de netleştirilmelidir, çünkü mekatronik onların kesişiminde durur. [Makine mühendisliği](/bolum/makine-muhendisligi) mekaniği, malzemeyi, akışkanı ve termodinamiği daha derin çalışır; mekatronik bu alanın hareket ve tasarım kısmını alır, ısı ve akışkan tarafını daha yüzeysel görür. [Elektrik-elektronik mühendisliği](/bolum/elektrik-elektronik-muhendisligi) devreyi, işareti, haberleşmeyi ve güç sistemlerini daha derin çalışır; mekatronik bu alandan devre, güç sürücüsü ve sensör tarafını alır. [Bilgisayar mühendisliği](/bolum/bilgisayar-muhendisligi) ve [yazılım mühendisliği](/bolum/yazilim-muhendisligi) hesaplamayı ve yazılım üretiminin kendisini merkeze alır; mekatronik buradan gömülü yazılım ve gerçek zamanlı denetim tarafını alır. [Endüstri mühendisliği](/bolum/endustri-muhendisligi) ise üretim sisteminin bütününü planlar; mekatronik o sistemin içindeki makineyi tasarlar.

Bu tabloyu doğru okumak önemlidir. Mekatronik, üç alanın "hafifletilmiş toplamı" değildir; entegrasyon problemini kendi başına bir mühendislik problemi olarak ele alır. Buna karşılık tek bir alanda en derin uzmanlığı hedefleyen bir öğrenci için ilgili tek dallı program daha uygun olabilir. Bu, tercih öncesinde dürüstçe düşünülmesi gereken bir seçimdir.

Ders planı üniversiteden üniversiteye değişir. Aşağıdaki plan Erciyes Üniversitesi Mekatronik Mühendisliği Bölümü'nün yayımladığı ders bilgi paketinden alınmıştır ve sekiz yarıyıl üzerinden kuruludur. Bu bir örnektir; tercih edeceğiniz okulun planını kendi bilgi paketinden kontrol etmeniz gerekir. Kaynak belgede iki ders adı yazım bakımından bozuk olduğu için bu rehberde o iki ad aynen aktarılmadı.

Birinci yıl temel bilim ve araç yılıdır. Birinci yarıyılda Matematik I, Fizik I, Genel Kimya I, Mekatronik Mühendisliğine Giriş, Bilgisayar Destekli Teknik Resim I, Programlama I ile dil ve tarih dersleri yer alır. İkinci yarıyılda Matematik II, Fizik II, Elektrik Devre Analizi I, Bilgisayar Destekli Teknik Resim II, Programlama II, Temel Elektrik Devre Laboratuvarı ve kariyer planlama dersi gelir. Programlamanın ve teknik resmin birinci yıla ikişer basamak hâlinde yayılması bu bölümün karakterini erken gösterir: mezun hem çizecek hem kod yazacaktır.

İkinci yıl mühendislik çekirdeğini kurar. Üçüncü yarıyılda Diferansiyel Denklemler, Lineer Cebir, Sayısal Analiz, Malzeme Bilimi, Mühendislik Mekaniği I, Elektronik Devreler I, Termodinamik ve Elektrik Devre Analizi II vardır. Dördüncü yarıyılda Mühendislik Mekaniği II, Elektronik Devreler II, Elektronik Sistemler Laboratuvarı, Akışkan Dinamiği, Lojik Devreler ve İşaretler ve Sistemler I yer alır. Diferansiyel denklemler ile işaretler ve sistemler derslerinin bu sırayla verilmesi tesadüf değildir: kontrol mühendisliğinin dili bu iki dersle kurulur. İş sağlığı ve güvenliği dersinin de bu yıla iki basamak hâlinde yerleştirilmiş olması, mezunun üretim ortamında çalışacağını hesaba katar.

Üçüncü yıl alanın kendine has derslerine geçer. Beşinci yarıyılda Sistem Dinamiği ve Analizi, Makine Teorisi, Makine Elemanları, Mekanik Titreşimler, Mikro İşlemci ve Gömülü Sistemler, İşaretler ve Sistemler II ve zorunlu staj vardır. Altıncı yarıyılda Kontrol Sistem Tasarımı, Mikro İşlemci Tabanlı Sistem Tasarımı, Veri Yapıları, Bilgisayar Ağları, İmalat İşlemleri, Mekatronik Sistem Tasarımı ve ikinci staj yer alır. Bu iki yarıyıl programın omurgasıdır: makine tarafı, kontrol tarafı ve gömülü sistem tarafı aynı dönemde ilerler ve mekatronik sistem tasarımı dersi bunları tek projede birleştirir.

Dördüncü yıl uygulamayı ve tasarımı kapatır. Yedinci yarıyılda Bilgisayar Yapıları, Bilgisayar Destekli Tasarım, Endüstriyel Otomasyon, Elektromekanik Enerji Dönüşümü, Mekatronik Laboratuvarı I, Mekatronik Tasarım ve Uygulamaları dersleri ile bitirme ödevi vardır. Sekizinci yarıyılda Robotik, Bilgisayar Destekli İmalat, Mekatronik Laboratuvarı II ve Olasılık ve İstatistik yer alır. Endüstriyel otomasyon dersinin son yıla konması mezunun en yüksek olasılıklı ilk iş alanına hazırlıktır; robotik dersi ise alanın en görünür uygulamasıdır.

Ders planında laboratuvar derslerinin dört yıla yayılmış olması ve iki ayrı zorunlu stajın bulunması bu bölümün karakterini tek başına anlatır: mekatronik kâğıt üstünde öğrenilemeyen bir alandır, çünkü bir sistemin çalışmaması çoğu zaman hesapta değil, montajda, kabloda ya da zamanlamada ortaya çıkar. Programın seçmeli dersleri de bulunur; seçmeli ders adları bu rehberde bilerek yazılmadı, çünkü seçmeli havuzları her yıl ve her üniversitede değişiyor.

Mezunların çalıştığı alanlar üretim tesislerinin otomasyon ve bakım mühendisliği birimleri, otomasyon sistemi kuran ve devreye alan mühendislik firmaları, otomotiv ve yan sanayi şirketlerinin ürün geliştirme birimleri, beyaz eşya ve elektrikli cihaz üreticilerinin tasarım merkezleri, savunma sanayii projelerinin sistem ve kontrol ekipleri, tarım makineleri ve iş makinesi üreticileri, tıbbi cihaz geliştiren şirketler, robotik entegratörleri ile enerji tesislerinin kontrol ve enstrümantasyon birimleridir.

İşin içindeki roller de ayrışır. Tasarım tarafı ürünün mekanik, elektronik ve yazılım bileşenlerini birlikte kurgular. Otomasyon tarafı programlanabilir denetleyici ve operatör arayüzü üzerinden hat kurar ve devreye alır. Bakım tarafı çalışan sistemin arızasını teşhis eder ve iyileştirir. Uygulama mühendisliği tarafı müşteriye çözüm tasarlar ve saha kurulumunu yürütür. Bir öğrencinin bu dört rolden hangisine yakın olduğunu okurken keşfetmesi, mezuniyet sonrası yolunu belirler.

Bu alanın mevzuattan gelen bir avantajı vardır: mühendis unvanı 3458 sayılı Kanunla korunmuştur ve yetkisiz kullanımına ceza bağlanmıştır. Bu, adı hiçbir kanunda korunmayan pek çok programa kıyasla belirgin bir farktır. Buna karşılık kanun dal adı saymadığı için, hangi işin hangi mühendislik dalına ait olduğu kanun metninden çıkmaz; bu ayrım sektör pratiği ve ilgili idari düzenlemelerle belirlenir ve bu rehber o düzenlemelere dayanmıyor.

Serbest çalışmayı düşünenler için oda kaydı zorunluluğu hatırlanmalıdır. 6235 sayılı Kanunun otuz üçüncü maddesi mesleğin icrasını gerektiren işlerle meşgul olabilmek için ihtisasa uygun bir odaya kayıt ve üyeliğin korunmasını zorunlu tutar; kamuda asli ve sürekli çalışanlar için bu kayıt isteğe bağlıdır. Hangi odaya kaydolunacağını ve kayıt şartlarını ilgili odanın kendi sayfasından doğrulamanız gerekir.

Kamuda hangi kadroya hangi şartlarla atanılacağı bu rehberde bilerek yazılmadı. Bu rehberde bilerek hiçbir maaş rakamı da yok. Kazanç sektöre, şirket ölçeğine, şehre, sahada mı ofiste mi çalışıldığına ve deneyime göre çok geniş bir aralıkta değişiyor; buraya bir sayı yazmak yanlış beklenti üretmek olurdu.

Bu programı, üç ayrı dili aynı anda öğrenmeye razı olan öğrenciler için düşünmek doğru olur. Mekatronikte mekanik, elektronik ve yazılım bir arada yürür; üçünden birine tahammülü olmayan bir öğrenci müfredatın üçte birinden hoşlanmaz. Yalnızca makineyle ilgilenmek isteyen ya da yalnızca kod yazmak isteyen bir öğrenci için tek dallı programlar daha rahat bir yol olabilir.

İkinci belirleyici özellik matematikle kurulan ilişkidir. Kontrol mühendisliği bu programın kalbidir ve kalbin dili diferansiyel denklem ile işaret analizidir. Bir sistemin niçin salındığını ya da niçin hedefi aştığını anlamak sezgiyle değil hesapla olur. Matematiği bir engel olarak gören bir öğrenci için üçüncü ve dördüncü yarıyıllar zorlayıcı geçer.

Üçüncü özellik elle çalışmaya isteklilik ve arıza sabrıdır. Bu alanda tasarım kâğıt üstünde bitmez; devre kurulur, motor bağlanır, kod yüklenir ve çoğu zaman ilk denemede çalışmaz. Hatanın mekanikte mi, elektronikte mi, yazılımda mı olduğunu bulmak bu mesleğin gündelik işidir ve bu iş sabır ister. Deneme yanılmadan sıkılan bir öğrenci için alan yorucu olur.

Dördüncü özellik sistem bütününü görebilmektir. Mekatronik mühendisinin asıl değeri bir bileşeni en iyi tasarlamak değil, bileşenler arasındaki etkileşimi öngörmektir. Ayrıntıya gömülüp resmin bütününü kaybetme eğilimi olan bir öğrencinin bu yönü bilinçli çalışması gerekir.

Beşinci özellik üretim ortamına yakınlıktır. Mezunların önemli bir bölümü fabrikada, sahada ve vardiya düzeninde çalışır. Bunu istemeyen bir öğrenci için tasarım merkezi ve ürün geliştirme tarafı daha uygun olur; bu yol da açıktır ama daha rekabetlidir.

Mekaniği merkeze almak isteyenlerin [makine mühendisliği](/bolum/makine-muhendisligi), elektronik ve işareti merkeze almak isteyenlerin [elektrik-elektronik mühendisliği](/bolum/elektrik-elektronik-muhendisligi), üretim sisteminin bütününü planlamak isteyenlerin [endüstri mühendisliği](/bolum/endustri-muhendisligi), uygulama ve bakım tarafında iki yılda mesleğe girmek isteyenlerin [mekatronik](/bolum/mekatronik) ve [otomotiv teknolojisi](/bolum/otomotiv-teknolojisi) programlarına ayrıca bakması yerinde olur.

Birinci not: bu rehberde hiçbir taban puan, başarı sıralaması ya da kontenjan sayısı yok. Bu üç veri her yıl değişir ve tek geçerli kaynağı ÖSYM tercih kılavuzu ile YÖK Atlas'tır. Kontenjan ve puan bilgisini oradan, tercih dönemi içinde kontrol etmeniz gerekir.

İkinci not: düzey ayrımına dikkat edin. Bu program dört yıllık lisans düzeyindedir ve SAY puanıyla öğrenci alır; "Mekatronik" adıyla açılan iki yıllık ön lisans programı ayrı bir tabloda, farklı puan türüyle yer alır ve mezuna mühendis unvanı vermez. Tercih listesine kod yazarken hangi tablodan seçtiğinizi kılavuzdan doğrulayın.

Üçüncü not: bu programda laboratuvar altyapısı ders planından daha belirleyici olabilir. Okulun mekatronik laboratuvarı, robot kolu ve programlanabilir denetleyici donanımı, üç boyutlu üretim ve işleme imkânları, öğrenci takımlarının varlığı ve staj bağlantıları mezuniyet sonrası el becerisini doğrudan etkiler. Bu bilgiyi ilgili bölümün kendi sayfasından araştırmanız gerekir.

Dördüncü not: mevzuat tarafındaki durumu doğru anlayın. 3458 sayılı Kanun mühendis unvanını korur ve unvansız kişinin bu unvanla istihdam edilmesine, imzayla sanat icra etmesine ceza bağlar; ancak kanun hiçbir mühendislik dalının adını saymaz ve metninde "mekatronik" sözcüğü geçmez. 6235 sayılı Kanun ise mesleğin icrası için ihtisasa uygun odaya kaydı zorunlu tutar, kamuda asli ve sürekli çalışanlar bakımından bunu isteğe bağlı kılar ve kanunen verilmiş unvandan başka unvan kullanılmasını yasaklar. Hangi odaya kaydolunacağını ilgili odanın kendi düzenlemesinden doğrulamanız gerekir.

Beşinci not: Bu rehber bölümün ne olduğunu anlatır; hangi üniversiteye hangi puanla girileceğini anlatmaz. Taban puan, başarı sıralaması ve kontenjan her yıl değişir ve tek geçerli kaynağı ÖSYM tercih kılavuzu ile YÖK Atlas'tır. Bu sayfada bilerek puan, sıralama ya da maaş rakamı verilmiyor: eksik bilgi, yanlış bilgiden iyidir.