如何著手進行專題 組裝及動力傳輸 感測信號之轉換 流程圖的使用 雜訊的克服 電源之獲得 常用IC

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1 如何著手進行專題 組裝及動力傳輸 感測信號之轉換 流程圖的使用 雜訊的克服 電源之獲得 常用IC
第3章　實務篇 ………………………………………………………………………….… 　　　　如何著手進行專題 組裝及動力傳輸 感測信號之轉換 流程圖的使用 雜訊的克服 電源之獲得 常用IC 3-1 3-2 3-3 3-4 3-5 3-6 3-7

2 3-1 如何著手進行專題 1.組長要擔負起小組與老師的溝通橋樑。
3-1　如何著手進行專題 ………………………………………………………………………….… 1.組長要擔負起小組與老師的溝通橋樑。 2.依所決定之主題購買或至器材室領取所需之主要材料，另外為了避免材料的浪費或忘記是否已有此材料，因此所借或所買之材料必須詳實記錄數量並存放在適合的整理盒。

3 3-1　如何著手進行專題 ………………………………………………………………………….… 3.專題電路要依功能細分為數個電路，如此在實際電路製作時可以分工完成各別電路，最後再予以組合，不僅較有效率且較容易除錯。 4.各功能之電路測試必須先在麵包板上先行測試，若沒有問題再予以銲接或製作電路板。

4 3-1 如何著手進行專題 5.製作電路板時亦需留意功能之擴性。所以輸入及輸出腳位可以預留空間以備不時之需。
3-1　如何著手進行專題 ………………………………………………………………………….… 5.製作電路板時亦需留意功能之擴性。所以輸入及輸出腳位可以預留空間以備不時之需。

5 3-1　如何著手進行專題 ………………………………………………………………………….… 6.各電路板的電源也必須特別注意，除了正負極性及電壓大小須標明外，為了讓各電路板順利組合，因此各電路板之電源正、負極須以銲柱銲接於電路板上，如此將有利於以導線連接各電路板之電源。

6 3-1 如何著手進行專題 7.機構設計問題：如何組裝，如何將轉動力傳送。 一般注意事項： (1)設計構想：含機能、構造。
3-1　如何著手進行專題 ………………………………………………………………………….… 7.機構設計問題：如何組裝，如何將轉動力傳送。 一般注意事項： (1)設計構想：含機能、構造。 (2)描繪設計圖：描繪機能構造，並標註尺寸。 (3)加工法：工具選擇、加工程序 (4)使用材料。 (5)美化。

7 3-2 組裝及動力傳輸 ■3-2-1 組裝問題 ………………………………………………………………………….…
3-2　組裝及動力傳輸 ………………………………………………………………………….… ■ 組裝問題 1.成本是較大型或較重：使用角鋼組裝。 2.成品較為輕巧或重視美觀：此時可以使用高密度保麗龍板來完成。 3.若要黏合固定作品，則可以使用熱熔膠黏合，不僅方便強度也夠。

8 3-2　組裝及動力傳輸 ………………………………………………………………………….… ■ 組裝問題 常見機構素材之實際作品圖

9 3-2 組裝及動力傳輸 ■3-2-1 組裝問題 常見機構素材之實際作品圖(續-1)
3-2　組裝及動力傳輸 ………………………………………………………………………….… ■ 組裝問題 常見機構素材之實際作品圖(續-1)

10 3-2 組裝及動力傳輸 ■3-2-1 組裝問題 常見機構素材之實際作品圖(續-2)
3-2　組裝及動力傳輸 ………………………………………………………………………….… ■ 組裝問題 常見機構素材之實際作品圖(續-2)

11 3-2 組裝及動力傳輸 ■3-2-2 動力傳輸問題 1.馬達：正反轉、轉速、轉角控制 2.馬達轉動力量之傳送：
3-2　組裝及動力傳輸 ………………………………………………………………………….… ■ 動力傳輸問題 1.馬達：正反轉、轉速、轉角控制 2.馬達轉動力量之傳送： (1)可以利用齒輪的組合(或皮帶輪達到此目的)達到此目的。 (2)齒輪(皮帶輪)屬於槓桿原理的應用，藉以改變力的大小、方向，以及旋轉速度等。 (3)最常用的觀念是小齒輪帶動大齒輪，其特點是扭力變大，轉速變小，相反時扭力變小轉速變大。

12 3-2 組裝及動力傳輸 ■3-2-2 動力傳輸問題 小皮帶輪帶動大皮帶輪：扭力變大，轉速變小 利用齒輪帶動車輪 利用皮帶輪帶動車輪
3-2　組裝及動力傳輸 ………………………………………………………………………….… ■ 動力傳輸問題 小皮帶輪 大皮帶輪 小皮帶輪帶動大皮帶輪：扭力變大，轉速變小 利用齒輪帶動車輪 利用皮帶輪帶動車輪

13 3-2 組裝及動力傳輸 ■3-2-2 動力傳輸問題 名稱： 直齒正齒輪模組 功能： 輸入輸出關係為平行軸旋轉運動之轉換 ●常見齒輪及其功能
3-2　組裝及動力傳輸 ………………………………………………………………………….… ■ 動力傳輸問題 ●常見齒輪及其功能 名稱： 直齒正齒輪模組 功能： 輸入輸出關係為平行軸旋轉運動之轉換

14 3-2 組裝及動力傳輸 ■3-2-2 動力傳輸問題 名稱： 直交螺旋齒輪模組 功能： 輸入輸出關係為正交軸向旋轉運動之轉換
3-2　組裝及動力傳輸 ………………………………………………………………………….… ■ 動力傳輸問題 ●常見齒輪及其功能(續-1) 名稱： 直交螺旋齒輪模組 功能： 輸入輸出關係為正交軸向旋轉運動之轉換

15 3-2 組裝及動力傳輸 ■3-2-2 動力傳輸問題 名稱： 往返旋轉複式齒輪系模組 功能：
3-2　組裝及動力傳輸 ………………………………………………………………………….… ■ 動力傳輸問題 ●常見齒輪及其功能(續-2) 名稱： 往返旋轉複式齒輪系模組 功能： 此機構是由齒輪A來帶動螺桿B前進或後退，而滑槽D與螺桿B是相連接，所以螺桿會帶動齒輪C。

16 3-2 組裝及動力傳輸 ■3-2-2 動力傳輸問題 名稱： 齒輪齒條機構模組 功能： 輸入輸出關係為正交軸向旋轉運動與直線運動之轉換
3-2　組裝及動力傳輸 ………………………………………………………………………….… ■ 動力傳輸問題 ●常見齒輪及其功能(續-3) 名稱： 齒輪齒條機構模組 功能： 輸入輸出關係為正交軸向旋轉運動與直線運動之轉換

17 3-3　感測信號之轉換 ………………………………………………………………………….… 感測器之信號轉換流程圖

18 3-3 感測信號之轉換 一、感測器的選擇 1.感測的對象： 是人體還是物體、動態還是靜態等。 2.使用場所環境：
3-3　感測信號之轉換 ………………………………………………………………………….… 一、感測器的選擇 1.感測的對象： 是人體還是物體、動態還是靜態等。 2.使用場所環境： 如場所溫度高低、濕度大小、黑暗還是明亮等。 3.接觸型或非接觸型。 4.靈敏度之需求。

19 3-3 感測信號之轉換 二、市面常見感測器分類 電壓電流感測器 電阻感測器 光線感測器 聲波感測器 振動感測器 壓力感測器 磁性感測器
3-3　感測信號之轉換 ………………………………………………………………………….… 二、市面常見感測器分類 電壓電流感測器 電阻感測器 光線感測器 聲波感測器 振動感測器 壓力感測器 磁性感測器 氣體感測器 人體感測器 材質感測器 距離感測器 角度感測器 溫度感測器 濕度感測器 液面感測器 轉速感測器

20 3-3 感測信號之轉換 三、感測器的轉換電路 1.感測器輸出為電阻變化之轉換電路
3-3　感測信號之轉換 ………………………………………………………………………….… 三、感測器的轉換電路 1.感測器輸出為電阻變化之轉換電路

21 3-3 感測信號之轉換 三、感測器的轉換電路 2.感測器輸出為電流變化之轉換電路
3-3　感測信號之轉換 ………………………………………………………………………….… 三、感測器的轉換電路 2.感測器輸出為電流變化之轉換電路

22 3-3 感測信號之轉換 三、感測器的轉換電路 3.感測器輸出為電壓變化之轉換電路
3-3　感測信號之轉換 ………………………………………………………………………….… 三、感測器的轉換電路 3.感測器輸出為電壓變化之轉換電路

23 3-3 感測信號之轉換 三、感測器的轉換電路 ●範例：溫度控制警報系統 ………………………………………………………………………….…
3-3　感測信號之轉換 ………………………………………………………………………….… 三、感測器的轉換電路 ●範例：溫度控制警報系統 設計一溫度超過30度時即警報聲響，超過40度時即啟動散熱風扇之溫度控制系統

24 3-4 流程圖的使用 一、便於了解專題之邏輯順序是 否正確。 二、控制迴路功能是否最佳化。 三、便於日後之維護。
3-4　流程圖的使用 ………………………………………………………………………….… 一、便於了解專題之邏輯順序是 否正確。 二、控制迴路功能是否最佳化。 三、便於日後之維護。

25 3-4 流程圖的使用 ●常用流程圖符號及意義 圖形 說明 程序 決策符號 輸入資料 副程式 終端符號 指示路徑方向 列印資料 迴圈限制
3-4　流程圖的使用 ………………………………………………………………………….… ●常用流程圖符號及意義 圖形 說明 程序 決策符號 輸入資料 副程式 終端符號 指示路徑方向 列印資料 迴圈限制

26 3-4 流程圖的使用 1.當講完電話，並將電話放回話座，此時罝於話座之微動開關被啟動。 2.系統開始啟動一倒數計時系統。
3-4　流程圖的使用 ………………………………………………………………………….… ●範例：殺菌除臭高功能電話系統流程圖 1.當講完電話，並將電話放回話座，此時罝於話座之微動開關被啟動。 2.系統開始啟動一倒數計時系統。

27 3-4 流程圖的使用 3.並且啟動殺菌紫外線LED及除臭臭氧產生器。
3-4　流程圖的使用 ………………………………………………………………………….… ●範例：殺菌除臭高功能電話系統流程圖 3.並且啟動殺菌紫外線LED及除臭臭氧產生器。 4.若在倒數計時終了之前，話筒再一次被拿起，此時立刻停止殺菌紫外線LED及除臭臭氧產生器。

28 3-4　流程圖的使用 ………………………………………………………………………….… ●範例：殺菌除臭高功能電話系統流程圖 5.若話筒沒有被拿起，當倒數計時終了，此時停止殺菌紫外線LED及除臭臭氧產生器；並且回到系統初始狀態，等待下一次的循環。

29 3-5 雜訊的克服 一、單晶片對於雜訊的忍容度低。
3-5　雜訊的克服 ………………………………………………………………………….… 一、單晶片對於雜訊的忍容度低。 二、輸入訊號雜訊過大或者驅動大 負載（特別是電感性負載：如 馬達、風扇等），單晶片將無 法正常動作。

30 3-5　雜訊的克服 ………………………………………………………………………….… 三、2個解決方法： 1.在輸入端或輸出端並聯一電容將雜訊旁路至接地（若只針對輸入端之雜訊，可以在程式中，對輸入埠加上一適當的延遲時間亦可避免此問題），此法適用雜訊較小情況。

31 3-5　雜訊的克服 ………………………………………………………………………….… 三、2個解決方法： 2.若雜訊過大特別是推動馬達等大功率之電感性負載，此時可以使用光耦合器來克服此問題。可用之光耦合IC有PC817、PC827、PC837及PC847等。

32 3-5　雜訊的克服 ………………………………………………………………………….… ●利用並聯電容克服雜訊示意圖 抗雜訊電容

33 3-5　雜訊的克服 ………………………………………………………………………….… ●利用光隔離器克服雜訊示意圖

34 3-6 電源之獲得 (利用電壓轉換器) 常見規格： ˙Input：AC 100～240V ˙Output：DC
3-6　電源之獲得 ………………………………………………………………………….… 常見規格： ˙Input：AC 100～240V ˙Output：DC ˙5V、9V、12V、24V（1A、2A、3A） (利用電壓轉換器)

35 3-6 電源之獲得 (利用電腦之電源供應器) 常見規格： ˙Input：AC110～220V
3-6　電源之獲得 ………………………………………………………………………….… (利用電腦之電源供應器) 常見規格： ˙Input：AC110～220V ˙Output：DC 5V、12V and 3.3V （總輸出功率300W以上）

36 3-6 電源之獲得 （利用汽機車電瓶） ˙ Output: DC12V （雜訊最小）。 ˙電瓶有六格分格,每一分格之電壓為2V。
3-6　電源之獲得 ………………………………………………………………………….… ˙ Output: DC12V （雜訊最小）。 ˙電瓶有六格分格,每一分格之電壓為2V。 ˙加水式電瓶 :充放電會產生熱量，使水分蒸發，因而須添加水。 ˙免加水式電瓶：於電瓶蓋板上設有氣－液分離隔板，使蒸發之水分凝結為水再流入電瓶液中因此免加水。 （利用汽機車電瓶）

37 3-6　電源之獲得 ………………………………………………………………………….… ˙常見Size有：AA，AAA 3V(2只)、4.5V(3只)、6V(4只)、9V(6只)、12V(8只)。 （利用電池盒）

38 3-6 電源之獲得 （利用穩壓IC） ………………………………………………………………………….… 元件 編號 輸出 電壓 7805 5V
3-6　電源之獲得 ………………………………………………………………………….… （利用穩壓IC） 元件 編號 輸出 電壓 7805 5V 7806 6V 7808 8V 7809 9V 7812 12V 7815 15V 7818 18V 7824 24V 元件 編號 輸出 電壓 7905 -5V 7906 -6V 7908 -8V 7912 -12V 7915 -15V 7918 -18V 7924 -24V 利用7805獲得5V電壓示意圖

39 3-7　常用IC ………………………………………………………………………….… 一、ULN2003A （內部有7個電晶體與二極體組合）

40 3-7　常用IC ………………………………………………………………………….… 二、ULN2803A （內部有8個電晶體與二極體組合）

41 3-7　常用IC ………………………………………………………………………….… 三、緩衝器（Buffer）： 克服單晶片之輸出電流太小，無法直接 推動較大之負載問題，常見之緩衝器為 LS244（三態匯流排驅動器）

42 3-7 常用IC 四、推動步進馬達等較大功率之負載則可以使用FT 5754 ………………………………………………………………………….…

43 3-7　常用IC ………………………………………………………………………….… 五、運算放大器亦常被使用於放大器、電壓隨耦器及比較器電路中，其中 LM324可動作於單電源電壓，3V至30V電源均可當電源，若選用5V為電源時，容易與數位電路結合。 低功率運算放大器LM324接腳圖

44 3-7 常用IC 六、樞密特電路具有較大的雜訊抗拒能力，常被用來消除單晶片輸入端之彈跳雜訊。
………………………………………………………………………….… 六、樞密特電路具有較大的雜訊抗拒能力，常被用來消除單晶片輸入端之彈跳雜訊。 IC 4584（樞密特反相器）之接腳圖

45 3-7　常用IC ………………………………………………………………………….… 七、常用光耦合IC-1

46 3-7　常用IC ………………………………………………………………………….… 七、常用光耦合IC-2

47 3-7　常用IC ………………………………………………………………………….… 七、常用光耦合IC-3

48 3-7　常用IC ………………………………………………………………………….… 七、常用光耦合IC-4