Мехатроника – это область науки и техники, основанная на синергетическом объединении узлов точной механики с электронными, электротехническими и компьютерными  компонентами, обеспечивающем проектирование и производство качественно новых модулей, систем, машин и систем с интеллектуальным управлением  их функциональными движениями.

Робототехника – область науки и техники, ориентированная на создание роботов и робототехнических систем, построенных на базе мехатронных модулей (информационно-сенсорных, исполнительных и управляющих). Роботы и робототехнические системы предназначены для выполнения рабочих операций от микро- до макро размерностей, в том числе с заменой человека на тяжелых, утомительных и опасных работах.

Из определений можно понять, что робототехника – это одно из направлений мехатроники, связанное с созданием роботов для выполнения различных технологических операций, в том числе для замены человека  в опасных и тяжелых условиях труда.

ак «упрощенность» и доступность микроконтроллерной платы Ардуино — и есть ее главное достоинство. Она и разрабатывалась с ориентацией на непрофессиональных пользователей с использованием высокоуровневых языков программирования, это ее целевое назначение. Даже школьник может через несколько часов знакомства с этой платой собрать простую электрическую схему, написать свою первую программу и сразу получить быстрый результат. Увидеть его своими глазами в виде мигающих светодиодов, запущенных моторов, информации с датчиков на дисплее и т.д. Это позволяет эффективно изучать принципы программирования, основы электроники, схемотехники и теории автоматического управления.

Налицо доступность начинающим робототехникам современной микроконтроллерной базы для реализации своих проектов. Также важным является использование в Ардуино безопасных уровней напряжений, как правило 3.3 V и 5V DC. Такие уровни не могут причинить вреда здоровью начинающего робототехника.

Конечно, есть контроллеры, которые специально разрабатываются для промышленности – промышленные программируемые логические контроллеры (ПЛК). Они отвечают самым высоким требованиям надежности, предназначены для эксплуатации в жестких условиях производства, но цена у этих контроллеров несоизмерима с платами Ардуино, даже при аналогичных показателях производительности. Для сравнения, оригинальная Arduino Uno стоит у нас около полутора-двух тысяч рублей, аналог – в десять раз меньше. Промышленный ПЛК стоит несколько десятков тысяч рублей, к тому же стоимость среды программирования зачастую превышает стоимость контроллеров.

Программирование Ардуино и промышленных ПЛК принципиально не отличаются. По мне, построение систем управления на промышленном ПЛК еще проще, чем на Ардуино. Это связано с унификацией всех входных и выходных сигналов на ПЛК (чаще всего это 24V для дискретных входов-выходов и 0…+10V или 4…20 мА для аналоговых), многие вещи, такие как гальванические развязки, подтягивающие/стягивающие резисторы и др., уже штатно аппаратно реализованы в ПЛК, что значительно упрощает работу с ним. Стандартизированные МЭК 61131-3 языки программирования ПЛК тоже не отличаются большой гибкостью и низкоуровневостью программирования, поэтому судить о том, что они лучше, чем язык в среде Arduino IDE, некорректно.

В общем, у Ардуино и промышленных ПЛК разное назначение и сферы применения. Ардуино создана именно для обучения и для любительских проектов — тут и находится граница ее применимости. ПЛК — для решения промышленных задач. Из собственного опыта: если человек научился хорошо программировать Ардуино, то ему не составит труда перейти на промышленные языки программирования. Ранее у нас в команде была студентка Наталья Ковалева. Она отвечала за разработку управляющих программ робота. Команда участвовала в номинациях «Мобильные системы» и «БаскетБот». Так ее еще во время производственной практики взяли на работу программистом промышленных контроллеров и систем HMI в инжиниринговую компанию. Сейчас она ведущий программист в этой компании  и пишет программы для очень ответственных объектов – нефтеперерабатывающие,  химические заводы и другие.