| 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 |
序
No. | 單元主題
Unit topic |
內容綱要
Content summary |
| 1 | 課程導入(本課程屬進階微控器機電控制技術實務，未修過電路/電子學，數位邏輯設計者請勿選修) |
1.課程內容說明：
以Arduino控制器為核心的機電整合實作教學
(本課程屬進階微控器機電控制技術實務，未修過電路/電子學，數位邏輯設計者請勿選修)
2.案例說明
3.本大綱為課程理想內容，老師將因應修課同學背景適度調整
4.本課程含大量電控+機構設計實作，非喜勿選，請慎重考慮！
5.上課方式及修課注意事項： |
1.建立以micro-controller為核心的機電系統建構能力
2.建立micro-controller的介面電路設計能力
3.培養電子電路的設計與使用技術
4.LED基本電路實驗 |
講授
實作
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實驗
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自編十份講義上課
內含實務案例說明系統設計規劃概念 |
| 2 | 自動化系統中機電整合的系統性觀念 |
1.建立機電系統中SCAM(Sensors,Controllers,Actuators, Mechanisms)為系統基本元件的系統概念。
2.本大綱為課程理想內容，老師將因應修課同學背景適度調整 |
1.建立機電系統中SCAM(Sensors,Controllers,Actuators, Mechanisms)為系統基本元件的系統概念。 |
講授
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自編十份講義上課
內含實務案例說明系統設計規劃概念 |
| 3 | 彈性教學周-1 參觀台北國際工具機展（TIMTOS）(本周仍上課) |
參觀台北國際工具機展（TIMTOS）
時間：2025.3.3~~3.8
地點：世貿南港展覽館
同學自行安排時間依老師指導參觀，並寫報告
同學自行找時間參訪
本周仍上課
本周照常上課 |
了解工具機產業現況
學習如何在展場中找出重點參觀 |
討論
參訪
探索體驗
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報告
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1.老師會設定幾個重要參展單位作為深入學習的標的
2.學生必須撰寫參觀心得報告 |
| 4 | 基礎電路/電子學 |
1.基礎電路學(電阻/電容/電感在電路上的工作原理
2.基礎電子學(半導體的基本知識/二極體/電晶體的操作原理)
3.整流電路操作原理及設計方法，包括穩壓電力元件的特性說明。 |
重建基礎電路/電子學知識。
了解半導體的基本知識。
認識二極體/電晶體的操作原理。
了解整流電路操作原理及設計方法，包括穩壓電力元件的特性說明。 |
講授
實作
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報告
實驗
平時考
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在麵包版上實現基礎電路/電子學的實驗及報告 |
| 5 | BJT/FET電晶體的特性及其應用電路 |
1.BJT/FET電晶體的工作原理
2.BJT/FET電晶體的開關作用
3.BJT/FET電晶體的放大作用
4.介紹BJT/FET電晶體的應用電路 |
1.學會解讀BJT/FET電晶體的規格及其選用
2.以馬達控制實作建立使用BJT/FET電晶體的技術 |
講授
實作
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報告
實驗
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1.BJT/FET電晶體特性實驗
2.BJT/FET電晶體的馬達驅動電路實驗 |
| 6 | 拉氏轉換(Lapalce Transformation) 與DC馬達的數學建模及其控制 |
介紹Lapalce Transformation在控制上的真義及其操作原理
推導馬達數學建模的過程及其在控制系統中的真義 |
1.深刻理解並學會Lapalce Transformation
2.從馬達數學建模的過程中體會數學工具的巧妙、嚴謹及其在控制理論中的應用 |
演講
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報告
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| 7 | PID控制器的介紹及應用 |
1.PID控制器的工作原理
2.PID控制器應用於馬達的轉速控制 |
1.認識、學會PID控制器的工作原理
2.應用PID控制器於馬達的轉速控制 |
講授
實作
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報告
實驗
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OP-AMP特性實驗 |
| 8 | OP放大器及應用電路 |
1.OP放大器的工作原理
2.OP放大器的放大電路
3.OP放大器的比較電路
4.OP放大器的動態特性 |
1.學習OP放大器的特性、規格與應用電路
2.掌握OP放大器的動態特性(frequency response) |
講授
實作
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報告
實驗
平時考
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OP-AMP特性實驗 |
| 9 | 期中考 |
筆試：所有上課內容
實作考試：實現考題電路 |
驗證所學 |
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期中考
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1.電晶體特性實驗
2.電晶體的馬達驅動電路實驗 |
| 10 | 期末專題製作提案說明與指導 |
1.以Arduino 控制器為核心，設計具創意、趣味性的機電系統為主軸。
2.分組或個人提案報告 |
1.整合所學設計機電實作專題
2.分組合作中體驗團隊合作 |
心得發表
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報告
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1.分組提案討論激發創意 |
| 11 | Arduino控制器的電路及其介面的解析--(一) |
1.說明Arduino micro-controller的電路
2.微控器的四大基本介面：D/I，D/O，A/D，D/A原理與實務 |
1.熟悉Arduino micro-controller的主機板電路
2.熟悉Arduino micro-controller的interface |
講授
實作
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報告
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學會建立以Arduino micro-controller微控器為核心的控制系統建構能力 |
| 12 | Arduino控制器的電路及其介面的解析--(二) |
1.說明Arduino micro-controller的電路
2.微控器的四大基本介面：D/I，D/O，A/D，D/A原理與實務 |
1.熟悉Arduino micro-controller的主機板電路
2.熟悉Arduino micro-controller的interface |
講授
實作
媒體教學
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實驗
平時考
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學會建立以Arduino micro-controller微控器為核心的控制系統建構能力 |
| 13 | Arduino控制器的感測器組群 |
1.說明感測器基本原理
2.建立Arduino micro-controller的感測介面技術
2.Arduino micro-controller的感測器的應用與實務 |
1.熟悉Arduino micro-controller可用的感測器模組
2.建立Arduino micro-controller感測器的技術 |
上機實習
演講
講授
實作
媒體教學
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報告
實驗
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學會建立以Arduino micro-controller微控器為核心的控制系統建構能力 |
| 14 | 智慧機械與AI在機械領域之應用簡介 |
1.說明智慧機械的定義與實例
2.AI在機械相關領域的應用
3.了解AI的起源與現今技術之根源的探討
4.智慧機械與AI應用的實例見證 |
1.了解智慧機械的實質內涵
2.了解AI的起源，及其背後的理論基礎
3.從實例掌握智慧機械與AI發展的現況 |
討論
媒體教學
心得發表
個案研究
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報告
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| 15 | Arduino控制器的通訊介面與實作 |
1.說明RS232，I2C通訊的基本原理
2.建立Arduino micro-controller的通訊技術
3.Arduino micro-controller通訊技術的應用與實務 |
1.熟悉Arduino micro-controller可用的通訊技術(程式)
2.建立Arduino micro-controller的通訊技術(LED模組，超音波模組) |
講授
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學會建立以Arduino micro-controller微控器為核心的控制系統建構能力 |
| 16 | 期末考 |
期末考
1.筆試
2.上機實作考試(寫控制程式) |
驗收全學期學習成效 |
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