Gece 01.40. Ekranda bitirme_projesi_son_final_v12 adlı bir dosya açık, telefonda ekip arkadaşlarından gelen mesajlar birikiyor. Ertesi gün proje denemesi var ve sistem, birkaç saat önce sorunsuz yaptığı hareketi artık yapmıyor. Aynı öğrencinin dört yıl önceki en büyük derdi, Fizik I’in hangi derslikte olduğunu bulmaktı.
Bu iki gece arasındaki yolu mekatronik mühendisliği dersleri çizer. Birinci yıl ortak dil kurulur: matematik, fizik, teknik resim, programlama. İkinci yıl mekanik, elektronik ve yazılım ayrı ayrı derinleşir. Üçüncü yıl kontrol ve mikroişlemci dersleriyle bu parçalar aynı sistemde buluşur. Dördüncü yıl otomasyon, robotik, tasarım projesi ve bazı okullarda bir dönemlik işyeri eğitimi gelir. Artık bilinenin bir sistem üzerinde gösterilmesi beklenir.
Bu örüntüyü Erciyes, Selçuk ve Pamukkale üniversitelerinin mekatronik mühendisliği ders planlarına bakarak kontrol ettik. Ders adları, dönemleri ve özellikle son sınıfın yapısı okuldan okula belirgin biçimde değişiyor. Bu yüzden aşağıdaki anlatımı kesin bir ders listesi olarak değil, çoğu planda tekrar eden bir harita olarak okumak gerekir. Mekatroniğin ne olduğu henüz netleşmediyse önce mekatronik nedir yazısına göz atmak işi kolaylaştırır.
Mekatronik mühendisliği dersleri dört yıla nasıl dağılır
Aşağıdaki tablo, baktığımız planlarda her sınıfta öne çıkan dersleri ve o yılın asıl kazandırdığı beceriyi gösteriyor.
| Sınıf | Tipik dersler | Ne kazandırır |
|---|---|---|
| 1. sınıf | Matematik I–II, Fizik I–II, teknik resim, programlama, mekatroniğe giriş | Sistemi sayıyla ve çizimle anlatma dili |
| 2. sınıf | Diferansiyel denklemler, statik-dinamik, devre analizi, elektronik, lojik devreler | Mekanik, elektronik ve yazılımın ayrı temeli |
| 3. sınıf | Sistem dinamiği, kontrol, mikroişlemciler, makine elemanları, elektrik makineleri | Parçaları tek sistem olarak modelleme |
| 4. sınıf | Endüstriyel otomasyon, robotik, tasarım projesi, bitirme; bazı okullarda işyeri eğitimi | Bir sistemi kurma, test etme ve savunma |
Tablodaki sınırlar keskin değil. Selçuk Üniversitesi’nin ders planında mikrodenetleyiciler ile sensörler dersleri 4. yarıyılda, yani ikinci sınıfta yer alıyor. Erciyes Üniversitesi’nin ders bilgi paketinde ise mikroişlemci ve gömülü sistemler 5. yarıyılda başlıyor. Statik de bir planda ikinci yarıyılda mukavemetle birlikte, ötekinde üçüncü yarıyılda “Mühendislik Mekaniği” adıyla karşınıza çıkabiliyor. Ders adı değişse de konu aynıdır. Asıl fark sırada ve ağırlıktadır.
1. sınıf: temel bilimler ve ilk mühendislik araçları
İlk haftalarda bölümden önce üniversiteye alışılır: dersliklerin yeri, devam şartları, vize haftasının gerçek temposu. Lisede öğretmenin kurduğu düzeni artık kimse kurmaz. Birinci sınıfın en önemli dersi bu yüzden çoğu zaman ders programında yazmaz: zamanı kendi başına planlamak, anlaşılmayan konunun peşine düşmek, kimse hatırlatmadan teslim tarihine yetişmek.
Programda Matematik I–II ve Fizik I–II’nin yanında çoğu planda genel kimya, bilgisayar destekli teknik resim, programlama ve mekatroniğe giriş bulunur. Bazı okullar bölüme özgü dersleri erkene çeker. Erciyes’in planında ikinci yarıyılda “Mekatroniğin Esasları” ve “Elektrik Devre Analizi”, Selçuk’unkinde statik ve mukavemet ile programlama temelleri ve algoritma var. Lineer cebir ise bazı planlarda ikinci sınıfa kalıyor.
Bölümü robot yapmak için seçen birinin aklına ilk dönem şu soru gelir: neden daha hiçbir şey hareket etmiyor? Çünkü önce ortak bir teknik dil kuruluyor. Matematik ve fizik bir sistemi sayılarla tarif etmeyi öğretir. Teknik resim bir parçayı üretilebilir biçimde anlatmayı, programlama bir işi adımlara bölmeyi, devre dersi de bir karttaki akımı okumayı öğretir. Üçüncü sınıfta bir DC motorun hızını tutan kontrol döngüsü modellenirken bu dört dil aynı sayfada kullanılır.
Sınıfta daha önce kod yazmış, teknik çizim yapmış ya da bir öğrenci takımında çalışmış arkadaşlar olabilir. “Çok gerideyim” hissi bu yüzden yaygındır. Ama ilk yılı belirleyen kimin daha çok bildiği değil, kimin düzenli ilerlediğidir. Başlangıç avantajı önemlidir ama devamlılığın yerini tutmaz.
Bu yıl her yazılımı aynı anda öğrenmeye çalışmak yerine dersleri gerçekten takip etmek ve derslerden birine bağlı küçük bir çalışmayı bitirmek daha verimlidir. Dönem sonunda not ortalamasının yanında gösterilebilecek bir şey kalmalı: düzgün bir teknik resim, kısa bir program ya da iyi yazılmış bir laboratuvar raporu.
2. sınıf: mekanik, elektronik ve yazılım ayrı ayrı derinleşiyor
İkinci sınıfta ödevler uzar, laboratuvar raporları artar ve birinci yıldan kalan eksikler görünür hâle gelir. Baktığımız planlarda bu yılın yükü üç kolda toplanıyor:
- Matematik: diferansiyel denklemler, sayısal analiz, olasılık ve istatistik, bazı planlarda lineer cebir
- Mekanik: statik ve dinamik, malzeme bilimi, kinematik ve makine dinamiği, termodinamik ya da akışkanlar
- Elektrik-elektronik ve yazılım: devre analizi, analog ve dijital elektronik, lojik devreler, işaretler ve sistemler, ileri programlama
Listeye bakınca “mekatronik” kelimesinin neden bu kadar az geçtiği sorulabilir. Bir DC motoru düşünün. Rotorun eylemsizliği ve yük torku dinamik dersinin, motoru süren transistörlü devre elektronik dersinin konusudur. Hızı ölçüp komutu güncelleyen döngü ise programlamanın konusudur. Motorun kalkışta nasıl hızlandığını anlatan denklem de diferansiyel denklemler dersinde yazılır. İkinci sınıf bu bakışların her birini ayrı ayrı güçlendirir, üçüncü sınıf onları birleştirir.
Bu yıl şu da fark edilir: bazı dersleri geçmek mümkündür, ama üzerine yeni bilgi koyabilmek için gerçekten anlamak gerekir. Birinci yılda sınavdan sonra unutulan integral teknikleri, devre analizinde bir kapasitörün dolma denklemini çözerken geri gelir.
Özgüven bu dönemde sık sık iniş çıkış yapar. Bir gün laboratuvardaki deney sonuç verir, ertesi gün saatlerce uğraşılan ödev tutmaz. Bu dalgalanma normaldir. Teknik bir işin izleyerek değil; çizerek, ölçerek ve yazarak öğrenildiğini gösterir.
Her dönem sorulabilecek iyi bir soru var: bu dönemin derslerinden geriye gösterilebilecek ne kalacak? Bir çizim, bir ölçüm raporu ya da küçük bir program olabilir. Bunları düzenli bir klasörde saklamak ilk staj başvurusunda işe yarar. İlk zorunlu stajın hangi yazdan itibaren yapılabileceğini bölümün staj yönergesi belirler. Bazı bölümlerde iki yarıyılı tamamlamış olmak yetiyor.
3. sınıf: parçalar aynı sistemde buluşuyor
İlk iki yıl ayrı ayrı görülen konular üçüncü sınıfta aynı masaya oturur. Erciyes’in planında bu yıl sistem dinamiği ve analizi, makine teorisi, makine elemanları, mekanik titreşimler, mikroişlemci ve gömülü sistemler, kontrol sistem tasarımı ve mekatronik sistem tasarımı yer alıyor. Selçuk’ta kontrol sistemleri, elektrik makineleri, makine elemanları, mühendislik tasarımı ile hidrolik ve pnömatik zorunlu. Güç elektroniği, görüntü işleme ve yapay zekâ teknikleri ise seçmeli olarak açılıyor.
“Mekatronik nerede?” sorusunun cevabı en görünür biçimde burada gelir. Artık tek bir parçanın ne işe yaradığından çok, parçaların birbirinin davranışını nasıl etkilediği konuşulur. Derslerde ve projelerde sık karşılaşılan birkaç örnek:
- Dişli kutusundaki boşluk (backlash), konum kontrolcüsünü hedefin çevresinde salındırabilir. Kontrol kazançlarıyla oynamak salınımı azaltabilir ama boşluğu ortadan kaldırmaz.
- Enkoder (milin konumunu darbe sinyalleriyle bildiren sensör) kablosuna karışan gürültü, yazılım tarafında mekanik bir titreşim gibi görünebilir.
- Kâğıt üzerinde yeterli görünen bir motor, gerçek sürtünme ve yük altında kalkışta zorlanabilir.
Üçüncü sınıfta sınıf arkadaşları arasındaki ilgi farkları da netleşir. Biri mekanik tasarımdan, biri otomasyon laboratuvarından, biri gömülü yazılımdan keyif alır. Bir başkası devreye alma ve arıza bulma işlerinde kendini daha rahat hisseder. Henüz karar verememiş olmak sorun değildir, çünkü bu aşamada ömür boyu yapılacak işi seçmek gerekmiyor. Ama yönü yalnızca dersleri takip ederek bulmayı beklemek de işe yaramaz. Bir öğrenci takımında alt sistem sorumluluğu almak, laboratuvarda fazladan görev üstlenmek ya da merak edilen bir alanda küçük bir projeyi bitirmek, hangi tür problemle uğraşmaktan hoşlanıldığını gösterir.
Bu yılın önemli kırılmalarından biri şudur: çalışan bir şey yapmak ile güvenilir bir iş ortaya koymak aynı şey değildir. Masada bir kez çalışan proje yeniden açıldığında da çalışıyor mu? Başka biri bağlantıları okuyabiliyor mu? Değişiklikler kayıt altında mı? Sorun çıktığında nereden başlanacağı belli mi? Öğrenci projesiyle mühendislik yaklaşımı arasındaki fark bu sorularla başlar.
Staj da bu dönemde daha anlamlı hâle gelir. Okulda ayrı derslerde görülen konuların bir makinede nasıl iç içe geçtiği ilk kez orada görülür. Pamukkale Üniversitesi mekatronik bölümünün staj yönergesinde stajların makine, elektrik-elektronik ve meslek stajı olarak üçe ayrılması da bölümün bu iki taraflı yapısını yansıtıyor. Staj yeri seçimini ve stajdan nasıl verim alınacağını mekatronik stajı yazısında ayrıca ele aldık.
4. sınıf: otomasyon, tasarım projesi ve bazı okullarda işyeri eğitimi
Robotik için bölümü seçenlerin beklediği dersler çoğu planda son sınıfa kalır. Erciyes’te robotik 8. yarıyılda zorunlu, Selçuk’ta endüstriyel robotik 7. yarıyılda seçmeli. Endüstriyel otomasyon ise iki planda da son sınıfta. PLC ve saha elemanlarıyla da çoğunlukla bu otomasyon dersinde tanışılır. Robotik ve otomasyon kinematik, kontrol ve mikroişlemci bilgisine dayandığı için bu sıralama şaşırtıcı değil.
Son sınıfın yapısı okullar arasında en çok burada ayrışıyor. Erciyes’te iki yarıyıl boyunca mekatronik tasarım ve uygulamaları, mekatronik laboratuvarı ve bitirme ödevi birlikte yürüyor. Yani son yılda ağırlıklı olarak kampüs içinde bir sistem tasarlanıp kuruluyor. Selçuk’un planında ise 8. yarıyıl büyük ölçüde “İşletmede Mesleki Eğitim” dersine ayrılmış. Ders tek başına 20 AKTS, yani bir dönemin yaklaşık üçte ikisi. Pamukkale de programında dördüncü sınıfta bir dönemlik işletmede mesleki eğitim bulunduğunu belirtiyor.
İki modelin de güçlü tarafı var. İşyeri eğitimi, üretimin ritmini, bakım ve devreye alma işlerini mezuniyetten önce görme fırsatı verir. Ama verimi büyük ölçüde gidilen işletmeye ve orada verilen göreve bağlıdır. Kampüs içindeki tasarım dersleri ise bir sistemi baştan sona kendi elinizle kurmayı sağlar ama saha temposunu göstermez. Hangisinin daha uygun olduğu, nasıl öğrenmeyi tercih ettiğinize bağlı.
Teknik seçmeliler de yönü belirlemeye başlar. Baktığımız planlarda modern kontrol teknikleri, otomotiv mekatroniği, yapay zekâ uygulamaları, bilgisayar destekli imalat, sonlu elemanlar ve tersine mühendislik gibi dersler var. Girişimcilik de bazı planlarda son sınıfta yer alıyor.
Bitirme projesinin konusu ilk açıklandığında her şey mümkün görünür. Ekip heyecanlıdır, fikir büyüktür, zaman yeterli sanılır. Sonra gerçek koşullar devreye girer. Bütçe sınırlıdır, sipariş edilen parça gecikir, görevler birbirine karışır, ilk tasarım beklendiği gibi çalışmaz. Sunum tarihi ise yerinde durur. Projenin asıl değeri, ortaya çıkan sonuçtan önce bu süreci yönetmeyi öğretmesidir. Kapsamı küçültmek, bir fikrin neden uygulanamadığını gerekçelendirmek ya da son anda çıkan hatayı bütün sistemi bozmadan gidermek bu sürecin parçasıdır. İş hayatında da projeler çoğu zaman böyle ilerler.
Bu yüzden projenin süreci kayıt altına alınmalı. Proje bittiğinde aşağıdaki sorulara yazılı cevap verebilmek, iş görüşmesinde yalnızca proje adını söylemekten çok daha fazla şey anlatır:
- Projede hangi sorumluluğu üstlendim?
- Hangi kararı neden verdim?
- En zor problem neydi?
- İlk deneme neden çalışmadı?
- Sonunda neyi değiştirdim?
- Aynı projeyi yeniden yapsam neyi farklı yapardım?
Ders planını okurken nelere bakılmalı
Tercih döneminde bölüm sayfalarında laboratuvar fotoğrafları ve uzun seçmeli listeleri görülür. Bölümde okuyan biri için de kendi planını doğru okumak, hangi dersin neye hazırladığını görmenin en kısa yoludur. Mekatronik mühendisliği dersleri iki okulda aynı adı taşısa bile şu noktalar farkı ortaya çıkarır:
- Giriş yılı: Planlar yıldan yıla güncellenir. Pamukkale’nin eğitim bilgi sisteminde ders planı akademik yıl seçilerek görüntüleniyor. Esas olan, kayıt olunan yılın planıdır.
- Teori ve uygulama saati: Ders adının yanındaki T+U değeri dersin ne kadar uygulamalı olduğunu söyler. Pamukkale’nin planında teknik resim I dersi 2+2 görünür, yani haftada iki saat teori ve iki saat uygulama.
- Zorunlu mu, seçmeli mi: Aynı ders iki okulda farklı statüde olabilir. Hidrolik ve pnömatik Selçuk’ta 6. yarıyılda zorunlu, Erciyes’te seçmeli ders havuzunda.
- Seçmelinin gerçekten açılıp açılmadığı: Listede yer alması her dönem açıldığı anlamına gelmez. Bölümün dönemlik ders programı duyuruları bunu gösterir.
- Staj ve işyeri eğitimi: Kaç staj olduğu, hangi yazdan itibaren yapılabildiği ve bir dönemlik işyeri eğitimi bulunup bulunmadığı.
- Önkoşullar: Bir dersten kalmanın sonraki hangi dersleri ertelediği ders bilgi paketinde yazar.
Listede “Robotik” yazması tek başına yeterli bir bilgi değil. Ders zorunlu mu, hangi yarıyılda, uygulaması var mı, önkoşulu ne? Bu dört cevap, bölüm tanıtım sayfasından daha çok şey anlatır.
Sık sorulan sorular
Mekatronik mühendisliği zor mu?
Zorluk tek bir dersten çok genişlikten gelir, çünkü aynı dönemde hem mekanik hem elektronik dersleri yürür. Ders planına bakınca en uzun zincirin diferansiyel denklemlerden sistem dinamiğine, oradan kontrol derslerine uzanan hat olduğu görülür. Bu halkalardan biri zayıf geçilirse sonraki ders ağırlaşır. Bölümün size uyup uymadığını tercih öncesinde tartmak için mekatronik mühendisliği okunur mu yazısındaki sorular iyi bir başlangıç.
Mekatronik mühendisliği 1. sınıf dersleri diğer bölümlerden farklı mı?
Büyük ölçüde hayır. Matematik, fizik, kimya, teknik resim ve programlama çoğu mühendislik bölümünde ortaktır. Mekatronikteki fark, mekatroniğe giriş dersinde ve bazı planlarda devre analizi gibi bölüme özgü derslerin ikinci yarıyılda başlamasında görülür. İlk yılın matematik ve fizik konularını ve bu yükle baş etmenin yolunu mühendislik 1. sınıf dersleri yazısında ayrıntılı anlattık.
YTÜ, ERÜ ya da PAÜ gibi belirli bir okulun ders planı nerede bulunur?
Üniversitelerin Bologna veya ders bilgi paketi sistemlerinde bulunur. Arama motoruna üniversite adıyla birlikte “mekatronik mühendisliği bologna” ya da “ders bilgi paketi” yazmak çoğu zaman yeterlidir. Aynı üniversitede birden fazla program olabileceğine dikkat edin. Yıldız Teknik Üniversitesi’nin Bologna sisteminde mekatronik mühendisliği, %30 İngilizce ve %100 İngilizce olarak iki ayrı program hâlinde listeleniyor. Bölüm sitesindeki “güncel ders planı” dosyası ile bilgi sistemindeki plan farklı giriş yıllarına ait olabilir. Belirleyici olan, kendi giriş yılınızın planıdır.
Dört yılın sonunda gösterilebilecek işler
Birinci sınıfın sorusu “bu tempoya ayak uydurabilecek miyim” iken dördüncü sınıfın sorusu “yapabildiğimi nasıl gösteririm” olur. Bu soruya son aylarda, bütün çalışmaları bir gecede toplayarak cevap vermek zordur. Daha sağlıklı yol, ikinci ve üçüncü sınıftan kalan dosyaları açıp gerçekten kendine ait olan işleri seçmek ve dağınık çizimleri, raporları, ekran görüntülerini anlaşılır bir düzene sokmaktır.
Her şeyi koymak gerekmez. Üç iyi çalışma, ne yapıldığı anlatılamayan on sertifikadan daha güçlüdür. İlk iş başvurusunda bütün mekatronik alanlarına hâkim olmak beklenmez. Sorulan, hangi yöne gidildiği ve o yönde ne yapıldığıdır. “Her şeyi biraz biliyorum” demek yerine şunu söyleyebilmek gerekir: “Bu alana ilgi duyuyorum. Şu çalışmaları yaptım. Şurada zorlandım ve şu şekilde ilerledim.”
Bu dosyanın ilk parçası mikrodenetleyici derslerinden önce de oluşabilir. EngiCenter’ın ücretsiz etkileşimli Arduino El Kitabı temel elektronikten başlıyor, sensör ve modüllerle çalışmaya geçiyor ve başlangıç düzeyindeki uygulama projeleriyle bitiyor. Orada kurulan küçük bir devre, dördüncü sınıfta gösterilecek dosyanın ilk satırı olabilir.
