教學大綱表
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課程名稱 (中文) 機電整合工學
(英文) Electromechanics
開課單位
課程代碼 M8440
授課教師 葉隆吉
學分數 3.0 必/選修 選修 開課年級 研究所
先修科目或先備能力:電路學,電子學
課程概述與目標:目標:培養機電整合的基本能力,為自動化產業儲備優秀人才。
概述:1.建立機電整合的系統概念,輔以自動化實計案例說明。2.強調機械工程師所應具備的機電基本能力的養成,3.以SCAM(Sensors,Controllers,Actuators, Mechanisms)為機電系統基本元件教學主軸。4.以創意性專題製作體驗並學習機電系統中的重要元件的使用及元件間的介面技術。
教科書 Kilian,"Modern Control Technology",Thomson,3rd Edition 2006.
參考教材 圖解電晶體電路
鄭振東編譯,"圖解OP放大器電路 ",建宏出版社(1993)
課程大綱 學生學習目標 單元學習活動 學習成效評量 備註
單元主題 內容綱要
1 課程導入 1.課程內容說明:以Arduino控制器為核心的機電整合實作教學
2.上課方式及修課注意事項
3.案例說明
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
  • 講授
  • 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 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。 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
  • 自編十份講義上課 內含實務案例說明系統設計規劃概念 以擺動式引擎為例進行設計練習(by Pro/E or SolidWorks)  
    3 自動化系統中機電整合的系統性觀念 1..常用機構的運動特性應用例說明。
    2.實務案例說明
    1.學習常用機構的運動特性應用例說明。
    2.瞭解自動化系統設計的實務
  • 講授
  • 自編十份講義上課 內含實務案例說明系統設計規劃概念 以擺動式引擎為例進行設計練習(by Pro/E or SolidWorks)  
    4 二極體的原理與整流電路 1.半導體的基本知識。
    2.二極體的操作原理。
    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。
    了解半導體的基本知識。
    認識二極體的操作原理。
    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。
  • 實作
  • 實驗一
  • 利用LM317 IC設計製作可調式電源供應器製作實驗及報告  
    5 電晶體的特性及其應用電路 1.電晶體的操作原理
    2.電晶體的開關作用
    3.電晶體的放大作用
    4.認識廠校電晶體
    1.學會解讀電晶體的規格及其選用
    2.以實作驥練使用電晶體的技術--馬達控制
  • 實作
  • 講授
  • 1.電晶體特性實驗 2.電晶體的馬達驅動電路實驗  
    6 場效電晶體電晶體的特性及其應用電路 介紹場效電晶體的操作原理
    介紹場效電晶體的應用電路
    看懂場效電晶體電晶體的規格
    使用場效電晶體電晶體控制馬達
     
    7 OP放大器及應用電路--(一) 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.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--以示波器觀察
  • 實作
  • 講授
  • 平時考
  • OP-AMP特性實驗  
    8 OP放大器及應用電路--(二) 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.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
  • 實作
  • 講授
  • 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
  • 期中考
  • 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
  • 設計研究
  • 討論
  • 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
  • 實作
  • 講授
  • 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
  • 實作
  • 講授
  • 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--(一) 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
  • 實作
  • 講授
  • 學會建立以Arduino micro-controller微控器為核心的控制系統建構能力  
    14 Arduino控制器的感測器組群--(二) 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
  • 實作
  • 講授
  • 學會建立以Arduino micro-controller微控器為核心的控制系統建構能力  
    15 Arduino控制器的通訊介面與實作--(一) 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)
  • 實作
  • 講授
  • 學會建立以Arduino micro-controller微控器為核心的控制系統建構能力  
    16 Arduino控制器的通訊介面與實作--(二) 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)
  • 實作
  • 講授
  • 學會建立以Arduino micro-controller微控器為核心的控制系統建構能力  
    17 Arduino Based Mechatronics System Project 以Arduino micro-controller為基礎的機電系統創意發想與設計製作 1.學習機電系統諸元件的特性及系統整合的創意思考方式。
    2.熟悉Arduino micro-controller的interface
  • 設計研究
  • 心得發表
  • 實作
  • 講授
  • 學會建立以Arduino micro-controller微控器為核心的控制系統建構能力  
    18 期末實作專題發表 驗收期末專題 驗證所學
    實現本學期所建立的機電整合技術
  • 心得發表
  • 個別或小組指導
  • 期末考
  • 完成一套以Arduino micro-controller微控器為核心的機電系統  

    教學要點概述:
    教材編選: ■ 自編教材 ■ 教科書作者提供
    評量方法: 期末考:20%   期中考:20%   其他評量:40%   平時考:20%  
    教學資源: □ 教材電子檔 □ 課程網站
    扣考規定:http://eboard.ttu.edu.tw/ttuwebpost/showcontent-news.php?id=504