教學大綱表
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課程名稱 (中文) 高等機電整合工學
(英文) Advanced Electromechanics
開課單位 機械與材料工程研究所
課程代碼 M8510
授課教師 賴躍仁
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:機電整合工學、數位邏輯設計、與電子電路
課程概述與目標:1.本課程以Arduino controller Based interface為主要教學內容,是PBL實作型課程。
2.將以Arduino Atmal MCU韌體實務應用搭配WIFI ESP-32為雲端至後台資料儲存。
3.硬體介面技術以基本的I/O延伸到DC馬達,與週邊設備控制為主軸。
4.韌體的部分則以各種程式撰寫及除錯與及C#.NET人機介面的設計。
5.以實作控制專題為期末學習成效評量之依據
教科書
參考教材
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/MCU微控制系統導論 說明課程性質(PBL 實作教學)
說明上課規定
說明何謂微電腦控制系統
說明課程將導入的Arduino and wifi系統的特性及一般規格
業界使用範例
了解課程性質及規定
認識Arduino Atmel的規格
  • 講授
  • 媒體教學
  •  
    2 常用工業用電路介紹 PC817光耦合電路,電晶體,常用馬達驅動IC模組 學會進入MCU世界的基礎知識
    了解工業用電路設計
  • 講授
  • 媒體教學
  • 作業
  •  
    3 機電整合實例 系統介紹,專題介紹I 了解現有的產品設計與應用
  • 講授
  • 協同教學
  • 實驗
  • 隨堂練習基本的DI/O  
    4 機電整合實例II 系統介紹,專題介紹II 了解現有的產品設計與應用II
  • 實作
  • 講授
  • 實驗
  • 跑馬燈實驗驗收  
    5 "arduino 控制系統 軟體開發工具簡介與展示" "說明MCU的基本架構
    標準介面的解說"
    "課程開發工具介紹:
    - Visual Studio 2019 IDE 環境介紹
    - 版本控制平台 GitHub 簡介"
    了解Arduino的系統架構與軟體開發工具。
  • 講授
  • 協同教學
  • 實驗
  • 以按鍵控制馬達正反轉  
    6 arduino控制系統介面設計與應用例 以實例說明arduino控制系統介面設計的原則與方法 "學會arduino控制系統介面設計的方法
    特別是馬達控制,加熱器SSR元件控制"
  • 講授
  • 上機實習
  • 協同教學
  • 實驗
  •  
    7 Visual Studio 2019的安裝與入門 "講授Visual Studio 2019的安裝與入門 與使用入門I
    程式語言 C# 基礎語法:
    - 變數、運算符號、計算式
    - 方法(函式)、存取範圍限制(Applying Scope)
    Visual Studio 2019 專案類型簡介:
    - C# Console App. (.NET Framwork)
    - C# Windows Forms App. (.NET Framework)
    - C# WPF App. (.NET Framework)"
    學會C# .netur開發環境的安裝與使用
    學會使用Visual Studio 2019撰寫程式
  • 講授
  • 上機實習
  • 實驗
  • Key Pad輸入與7 Segment LED Display實驗  
    8 Visual Studio 2019的操作 I "講授Visual Studio 2019的安裝與入門 與使用入門II
    Visual Studio 2019 Debug Tool 簡介與操作。
    Windows Forms App. (.NET Framwork) 簡介與操作:
    - 元件簡介與使用
    - 實作練習
    "
    會使用C# .net開發環境撰寫程式
    了解Visual Studio 2019平台
  • 實作
  • 講授
  • 實驗
  •  
    9 期中考 期中考(以實作方式進行)
    C# 期中介面設計驗收
    評量學習成效
  • 期中考
  • 專題
  • 以馬達及LED燈號控制為期中考小專題  
    10 Visual Studio 2019的操作 II "物件導向程式設計概念(一)
    - 物件模型建立
    - 了解客戶的需求與建立軟體架構
    - 物件的種類<參考>"
    "會使用C#語言,並使用Visual Studio 2019開發環境撰寫程式
    UI介面設計"
  • 實作
  • 講授
  • 上機實習
  • 協同教學
  • 實驗
  •  
    11 WIFI ESP-32設定教學 WIFI基本教學與設定
    "Visual Stuido WPF(.NET Framwork) 簡介與操作
    - Blend for Visual Studio 2019
    - XAML
    - Databinding"
    "會使用C#語言,並使用Visual Studio 2019開發環境撰寫程式
    UI介面設計"
  • 講授
  • 上機實習
  • 實驗
  •  
    12 建立伺服器 "建立本地端伺服器
    - ASP .NET Core 簡介
    - IIS 簡介
    - Building an ASP .NET Web API"
    學習使用 ASP .NET Core 部屬本地端伺服器。
  • 講授
  • 上機實習
  • 協同教學
  • 實驗
  •  
    13 資料庫的建立與連結I "資料庫的建立與連結
    MQTT broker 簡介"
    學習建立MQTT borker,並利用WPF/WinForms 撰寫程式,發送/接收 訊息。
  • 講授
  • 上機實習
  • 實驗
  •  
    14 資料庫的建立與連結II "資料庫的建立與連結
    - SQL語言簡介
    - SQLite
    - MySQL"""
    學習建立並使用資料庫,以及如何將資料庫與伺服器的鏈結。
  • 講授
  • 上機實習
  • 實驗
  • 專題
  •  
    15 "期末專題規格說明與創意發想 期末專題計畫報告與檢討 " "期末專題規格
    學生分組進行即席發想與發表
    學生發表期末專題計畫
    教師給予建議/修正/指導/檢討 "
    "將所學應用於創新產品發想與開發
    發想並製作期末專題proposal"
  • 講授
  • 作業
  •  
    16 期末專題50%的進度發表/驗收與評分 學生專題成果50%進度發表/驗收與評分 學生完成初步專題,並將成果展示發表,師生一起觀摩檢討
  • 講授
  •  
    17 50%期末專題檢討後的教學補強 針對50%期末專題發表的缺失進行教學補強 了解自身專題實作技術之不足,並取得改進方向與方法
  • 心得發表
  • 實作
  • 講授
  • 專題
  •  
    18 期末成果發表與評分 學生展示最後專題成果並接受評量 展示PBL實作學習成果
  • 實作
  • 期末考
  • 專題
  •  

    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:10%   期中考:10%   實驗:15%   專題:50%   報告:10%   作業:5%  
    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

    研究所
    核心能力 期末考 期中考 實驗 專題 報告 作業
    核心能力一 機械與材料相關領域之專業知識 3/10 3 3 3 3 3 3
    核心能力二 策劃及執行專題研究之能力 3/10 3 3 3 3 3 3
    核心能力四 創新思考及獨立解決問題的能力 2/10 2 2 2 2 2 2
    核心能力五 與不同領域人員協調整合之能力 1/10 1 1 1 1 1 1
    核心能力八 終身自我學習成長的能力 1/10 1 1 1 1 1 1