物聯網 IoT (Internet of Things)

控制器搭配感測器及無線模組,形成可聯網的設備。在 server 端可以將資料儲存到資料庫管理系統 ( DBMS ),如 Oracle、MySQL、NoSQL、PostgreSQL … 等。

目前的模組使用 web-socket 的方式,亦可用 MQTT等方式。

控制器 GUI 顯示畫面
資料視覺化看板 (簡易版)
IoT 軟硬體協作

研發、生產

不論是研發或是生產的時候,可以隨時監看電壓、電流等資訊,再配合熱感應模組即可看出熱分布,更容易找出問題點。
亦可與 PC 等外部設備連線,以做進一步的分析和紀錄。
控制器
熱感應模組
顯示電壓、電流等資訊
PCB 或產品的熱分布

* 此為示意圖

物理實驗:比熱(Specific heat capacity)

目的: 透過簡易的實驗了解及驗證物理中的比熱,應用演算法並開發產品

基本公式:

方塊圖:

說明如下:

  1. 利用 USB PD adaptor 供電
  2. 控制器提供兩組電壓:一組提供給加熱器使用(USB bypass power),另一組提供給溫度感測器。
  3. 溫度感測器感知加熱器之溫度。
  4. PC藉由控制電壓,提供可變的功率給加熱器以改變溫度,然後藉由溫度感測器將溫度的數值讀回至PC,再去控制輸出功率,形成閉迴路控制。
  5. 監控加熱器的電壓及電流。
  6. 比熱公式中有三個變數。m 為已知。T 由溫度感測器讀回。Q是能量(焦耳),由輸出功率得知;由三個變數可以得知液體的比熱。
 

如果比熱已知,亦可計算出加熱至某溫度的時間。

由以上實驗可以快速開發所需的演算法,也可將加熱器換成致冷晶片,產品將會更多元化。

生活趣味:紅酒醒酒

控制器
Pumper

關於酒類 ( 在此專指紅酒 ) 的醒酒說法及學術理論有很多種,而醒酒方式分成兩種方式:

Decanter :醒酒瓶,使用瓶子 ( 玻璃或水晶玻璃 ) 擴大紅酒的表面積,讓空氣中的氧氣緩慢地讓紅酒甦醒 ( 以電子的角度來看是屬於被動的方式 )。
Aerator:醒酒器,用外加的裝置讓氧氣進入到紅酒內,所需的醒酒時間大大的縮減。( 以電子的角度來看則是主動式醒酒 )

Wine Enthusiast 中指出了這兩種方式的使用時機及差異:
Decanter: Use on older wines and more delicate bottlings.
Aerator: Use on young wines, particularly big, bold and tannic reds.

而 aerator 也有很多不同的方式,如電磁波、超音波、遠紅外線 … 等方式。

此實驗是屬於 aerator 的方式,利用 pumper 將氧氣打入紅酒中 ( 假定使用者使用的 pumper 是電壓控制的方式 )。

實驗步驟:
 1. 使用程式設定電源以控制 pumper 的開關。
 2. 設定電壓以控制 pumper 的進氣量。
 3. 設定打入氧氣的時間。

觀察以不同的進氣時間及進氣量,紅酒口味的變化。

也可以使用溫溼度模組及致冷晶片模組 ( thermo-electric module ),嘗試在不同的溫度及濕度下紅酒口感的差異。

 

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