| 課程名稱 Course Title |
(中文) 機電整合概論 (英文) Introduction To Mechatronics |
開課單位 Departments |
機械與材料工程學系 | ||
| 課程代碼 Course No. |
M3550 | ||||
| 授課教師 Instructor |
葉隆吉 | ||||
| 學分數 Credit |
3.0 | 必/選修 core required/optional |
選修 | 開課年級 Level |
大三 |
| 先修科目或先備能力Course Pre-requisites：電路學，電子學 | |||||
| 課程概述與目標 Course Overview and Goals：目標：本課程以Sensors, Controllers, Actuators及Mechanisms(SCAM)為四大授課主軸，以建立學生機電整合(自動化)系統的基本概念為目標。 概述：本課程除了以Sensors, Controllers, Actuators及Mechanisms(SCAM)的授課內容之外，並以自走車與取物搬運機器人的設計製作為實作教學載具，讓學生體驗機電系統整合的精要，從「做中學」完整體驗一次從設計概念的產生開始，到完成一部取物搬運機器人的創思設計與製作過程。 | |||||
| 教科書 Textbook |
Kilian,"Modern Control Technology",Thomson,3rd Edition 2006. | ||||
| 參考教材 Reference |
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| 課程大綱 Syllabus |
學生學習目標 Learning Objectives |
單元學習活動 Learning Activities |
學習成效評量 Evaluation |
備註 Notes |
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| 週 Week | 單元主題 Unit topic |
內容綱要 Content summary |
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| 1 | 課程導入 | 1.課程導入 2.機電系統的SCAM觀念建立 |
1.認識課程教學理念與學習目標 2.建立自動化系統基本觀念 3.全學期的實作專題競賽規則與評分標準說明 |
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透過專題實作體驗機電整合的系統設計觀念 | |
| 2 | 循軌自走車的製作專題解說 | 1.循軌自走車的SENSOR--Cds的應用 2.循軌自走的電路原理 3.DC馬達的電晶體驅動電路設計 4.全學期的實作專題競賽規則與評分標準說明 |
1.學習循軌自走車的SENSOR--Cds的應用 2.學會製作循軌自走的電路 3.DC馬達的電晶體驅動電路設計 |
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透過專題實作體驗機電整合的系統設計觀念 | |
| 3 | 循軌自走車的製作專題解說 | 1.循軌自走車的SENSOR--Cds的應用 2.循軌自走的電路原理 3.DC馬達的電晶體驅動電路設計 4.全學期的實作專題競賽規則與評分標準說明 |
1.學習循軌自走車的SENSOR--Cds的應用 2.學會製作循軌自走的電路 3.DC馬達的電晶體驅動電路設計 |
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透過專題實作體驗機電整合的系統設計觀念 | |
| 4 | 微電腦系統簡介 | 1.介紹機電系統中的各種控制器及其介面 | 1.學習機電系統中的控制器極及其介面 |
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| 5 | OP-Amp and Applications | 1.OP-Amp的操作原理 2.OP-Amp的比較器電路 3.OP-Amp的訊號處理 |
1.熟悉OP-Amp的操作原理 2.熟悉OP-Amp的比較器電路於循線自走車的應用 |
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應用於自走車的比較器電路說明 | |
| 6 | CONTROLLERS | 1.Relay and Sequence control 2.Introduction to Microprocessor-Based control 3.Introduction to PLC Introductions |
熟悉自動化系統常用的各種控制器 |
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| 7 | Arduino Micro Controller | 1.引導Arduino micro controller 的程式寫作 2.介紹網路可用資源 |
學會使用Arduino 微控制器改良自走車的操控 |
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| 8 | SENSORS | 1.Variable resistance as a sensor 2.Photo sensors 3.Force Sensor--Load Cell and PZT Sensor 4.Linear and Rotating Speed Sensors 5.Strain Gages 6.Limit switch |
熟悉自動系統常用的各種Sensors |
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各種Sensors的原理與工程應用說明 | |
| 9 | 期中考 | 機電系統觀念的建立 自走車製作驗收 |
期中學習成果驗收 |
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各種Sensors的原理與工程應用說明 |
| 10 | 學習檢討 | 1.小考及期中考檢討 | 檢討學習上的盲點 |
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| 11 | 循軌自走車的升級設計解說 | 介紹各種自走車性能分析及提升性能的方法 | 學習提升自走車性能的方法。 |
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| 12 | 循線及避障感測技術：TCRT5000及超音波距離感測介紹 | 1.介紹紅外光sensorTCRT5000 2.介紹超音波距離感測器HC-SR04 |
1.建立Arduino感測介面： 1)使用紅外光sensorTCRT5000循線 2)使用超音波距離感測器HC-SR04 |
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| 13 | 自走車團體賽分組 說明提升自走車性能的方法 | 全班分組，一個人賽成績分ABC三段，3個人一組每組均含ABC三類同學。 | 1.每位同學繼續努力提升自走車的巡軌行走能力。 2.成績優良的同學輔助學習落後的同學，發揮團隊合作精神。 實作 |
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| 14 | 馬達控制IC使用技術介紹 | DC馬達用H型電橋電路原理說明及其與自走車轉向控制上的應用 | 1. 學會使用馬達控制專用IC( L193N) 2. 學會Sensor訊號與IC的介面 |
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介紹馬達控制IC的操作原理 | |
| 15 | ACTUATORS | 1.Servor Motors 2.Induction Motor 3.Solenoids |
1.Servor Motors 2.Induction Motor 3.Solenoids |
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介紹各種馬達的操作原理 | |
| 16 | ACTUATORS | 1.DC Motors 2.Stepping Motors 3.Servor Motors 4.Induction Motor 5.Solenoids |
1.DC Motors 2.Stepping Motors 3.Servor Motors 4.Induction Motor 5.Solenoids |
介紹各種馬達的操作原理 | ||
| 17 | Pneumatic System | 1.各種空壓元件原理介紹 2.電磁閥的原理及繼電器控制電路 3.基本的空壓控制迴路介紹 |
1.各種空壓元件原理介紹 2.電磁閥的原理及繼電器控制電路 3.基本的空壓控制迴路介紹 |
以教具示範 | ||
| 18 | 期末自走車團體賽驗收 | 全班分組進行自走車競速競賽 | 1. 驗證下半學期團隊合作成果。 2. 驗證下半學期自走車性能提升的成果。 |
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競賽及驗收必須利用課外時間 |
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教學要點概述 Overview of Teaching Points： |