自動控制入門

自動控制入門 ... 自動控制是希望能經由程式的處理和計算，以進行動作的控制。

... 自動控制是指在接收到各種偵測信號的輸入後，能以程式來進行計算和判斷，處理需要的 ...     首頁 關於威宇 產品 自動控制系統/控制器 CT-M02主機板 CT-M03主機板 TCM10可行程溫度壓力控制器 遠端IO模組 CTSeries遠端IO模組 CS02Series遠端IO模組 RP01樹莓派IO模組 遠端感測模組 遠端通訊控制模組 遠端傳送器 CSRS10RS232多ID訊號延伸器 CSA10雙向類比訊號延伸器 CSA20類比訊號延伸器 CSD10雙向控制訊號延伸器 遠端監控方案 自動化產線監控方案 工業監控方案 自動化設備ODM 嵌入式控制系統 PCBase控制系統 嵌入式系統/裝置ODM 滅菌水設備 水護衛電位滅菌水 水護衛電位滅菌水產生器 水護衛電位滅菌水應用 教學套件 PT系列積木套件 PLP系列彈珠台套件 教學課程 Micro:Bit課程 Python課程 資源 論壇 下載 聯絡我們     Micro:Bit課程 首次接觸:Bit MicroBit開發環境介紹 MicroBit硬體介紹 MuEdit入門 MicroPython資源 Micro:BitIO控制 Micro:BitIO控制入門 DI偵測 DO控制 AI偵測 PWM Micro:BitIO控制實作 感測與控制元件 光電感應器原理及偵測 LED原理及控制 蜂鳴器原理及控制 壓力感應器原理及偵測 DC馬達原理及轉速控制 伺服舵機原理及控制 自動控制 自動控制入門 數學與程式 演算法 Python程式課程                                   自動控制入門                 自動控制介紹             為什麼要自動控制                         自動控制是希望能經由程式的處理和計算，以進行動作的控制。

例如電梯需要偵測是否到達固定的位置、是否有人正在經過來確保電梯的安全、冷氣機需要偵測溫度後來控制冷氣的強弱、汽車需要偵測到油門、煞車等各項動作後，經過程式的計算來控制汽車行駛的動作，而飛機更需要經過程式的高速處理來控制飛行的動作。

                        甚麼是自動控制                         自動控制是指在接收到各種偵測信號的輸入後，能以程式來進行計算和判斷，處理需要的控制動作，再轉換成為適當的輸出信號去控制各式各樣的電機，以達成自動控制希望達成的目的。

                                                  自動控制的基本架構                         能夠讓程式進行運作的硬體，這樣的硬體通常被稱為CPU，在CPU的外圍再加上一些輸入輸出信號的處理硬體，稱之為MPU或是MCU。

子動控制通常是以MPU/MC為程式運算核心，再加上各種輸入輸出單元，搭配適合處理各種電子信號的電子電路所組成。

                                                電的介紹                     電是什麼                         電是靜止或移動的電荷所產生的物理現象。

            物質是由叫做"原子"和"分子"的小顆粒組合而成的，而將原子和原子結合在一起的，是一種叫做"電子"的更小的東西。

                                                    如圖所示，在原子的周圍，有一些電子不停地環繞著，就像環繞地球旋轉的月亮一樣，一旦原子與原子排列起來形成分子，電子就會像在花叢中飛舞的蜜蜂一樣運動起來。

                        電到底是什麼？                         在電子中，有些只在分子周圍不停地旋轉，有些則可以自由飛舞。

如圖所示，在水等物質中，因為有很多分子，所以並不是全都合而為一的。

因此，水會根據容器的形狀來改變自己的外形。

而在金屬中，由於分子全部都更堅固地結合在一起，因此質地堅硬。

而電子可以在其中自由地飛舞，這就叫做"自由電子"。

這種自由電子，通常會朝各個方向運動，一旦它能朝確定的方向流動，便構成了電。

如果有人問你"電是什麼東西呢？"，你可以回答"電是在金屬線中遊蕩的電子這種小粒子的流動"。

                                      在一群原子中移動的電子                           自然界中也會產生這種流動。

比如冬天或乾燥氣候時想要開門，會發出劈裏啪啦的聲音嚇人一跳。

這叫"靜電"，也是屬於電的一種。

不過，這只是在物體局部上發生的極短時間的現象，所以很難用來讓電燈發光。

            我們通常使用的電，不是靜電，而是運動的電。

也就是說，如果不是按固定的方向、以接近穩定的強度流動的電，都無法使用。

而發電就是要能夠產生出這種運動的電來。

                                      許多電子在依導體內移動形成電流                                       電燈泡電路                         電的單位                         電壓             電荷上攜帶的能量，單位為伏特(V)。

            電流             是指單位時間內通過導線某一截面的電荷，每秒通過1庫侖的電荷量稱為1安培(A)。

                      二進位數位邏輯介紹                     最早的二進位系統-電報機                                                 摩斯密碼                         摩斯密碼是世界上最重要的密碼技術之一，1843年美國發明者山繆摩斯建立了這一套摩斯密碼的系統。

摩斯密碼是由"."(短音)與"-"(長音)所組成的，它是在電話尚未被發明之前，用於長距離的電報電訊技術。

因為摩斯密碼的簡易使用，人們在戰爭時期或是突發狀況中會使用到它，而摩斯密碼的傳訊可以有許多的變化，它可以利用聲音或是閃光燈的長短來分別表示"."與"-"。

摩斯密碼表如下圖所示。

                                                  基本邏輯構成的要素-位元(Bit)                         數位信號是由0(高電位)與1(高電位)表式的信號方式，基本單位為位元。

每個位元表示一個0或1的信號。

                                                                示波器顯示的數位信號                         由8個位元組成二進位數位資料-Byte                                                 數位系統                                               數位計算機系統介紹                                             基本控制方式介紹                     數位控制(DI/DO控制(DigitalInput/DigitalOutput))           一個位元(Bit)的控制，用來接收/控制開/關的動作。

                                                                            類比控制(AD/DA控制(AnalogInput/AnalogOutput))                         類比信號的接收或控制                                                                             脈衝寬度調變控制(PWM(PulseWidthModulation)控制)                         利用數位信號的時間差的控制，大多使用於控制伺服轉向機控制轉動角度等控制。

                                                                            脈衝控制(Pulse控制)                         利用傳送的數位信號數量的接收/控制，大多應用於需要使馬達到達精密位置的控制。

                                                  通訊控制                         利用一組特殊的碼來接收/控制。

                                      PC-PC乙太網路通訊                                       單晶片RS232通訊                                       PC-單晶片RS232通訊                         經常使用的通訊:           1.Ethernet乙太網路             2.PCIBus並列通訊             3.SCSI傳列通訊             4.RS232串列通訊             5.RS485串列通訊             6.USB串列通訊             7.I2C串列通訊             8.SPI串列通訊                       自動控制系統介紹                     常用的自動控制方式                         電腦控制(PC控制架構)             單晶片控制(MPU/MCU控制架構)             可程式化邏輯控制器(PLC控制架構)                         PC控制架構                         PC具有強大的運算能力，同時具備有最豐富的各種開發的資源及工具，因此PC常被使用來進行需要龐大資料計算能力，或是需要整合多種功能，如高精密的定位控制、資料庫、複雜的使用者操作介面、使用機器視覺等的自動控制。

                          下面是一個常用的PC自動控制架構：                                                                 觸控螢幕線性測試機                                       程式執行畫面                                   使用BorlandC++Builder製作執行程式畫面                                   使用BorlandC++Builder製作執行程式                         MPU/MCU控制架構                         MPU(MicroProcessorUnit)/MCU(MicroControllerUnit)一般被稱為微處理器、微控制器或是單晶片，是被設計專門用來進行各種自動控制使用的，由於其非常低廉的成本，經常被製作成為專門針對特定應用的功能控制，例如家電用品、玩具等的控制，如冷氣機、洗衣機、遙控飛機、遙控車等，也常被應用在在嚴苛環境中使用的設備，如太空船、飛機、船舶、軍事武器系統等。

            以MPU製作的各種控制器充滿在現今人類的生活當中，是最普遍被使用的自動控制方式。

                          以下是CEVT公司出品的MPU控制系統：                                                             使用MPU控制器的設備(自動平面印刷鋼板蝕刻機)內部機電安裝                                 使用MPU控制器的設備(電解機) FujiFilm蝕刻藥水控制機內部機電安裝                               使用MicroChipPic單晶片製作程式                       PLC控制架構                       PLC(ProgrammableLogicController)通常被稱為可程式邏輯控制器或是可程式控制器，是專門被設計來在工業上方便設計及使用的自動控制器，PLC通常被設計為各種應用模組，可以根據需要選擇各種功能模組來組成需要的自動控制系統。

        PLC通常使用階梯圖的方式編寫控制程式，設計者只需要經過簡單的訓練就可以開始設計需要的控制功能，是工業界應用最為廣泛的自動控制系統。

                        以下是三菱的Q系列PLC的架構：                                                             三菱Q系列PLC 三菱Q系列PLC                                     階段圖設計畫面 階梯圖監試偵錯畫面                                     PLC的人機介面                                       使用PLC的配電盤                                       使用PLC的配電盤                                                                                                             威宇嵌入式科技股份有限公司 新北市三峽區愛國路198號1樓 電話:02-26737160傳真:02-26738712     CopyRightCatEmbeddedVisionSystemCo.,Ltd.,Allrightsreserved.     樹莓派PythonxRaspberryPi教學課程機器人教學套件電子套件電路套件電子實習電學套件避障車108課綱程式設計創客智慧機器人彈性自主學習積木套件益智玩具演算法校園營隊社團活動編程多元學習DIY平價套件CEVT科學教育實作積木教材教學資源線上下載應用教學BBC機構組裝電路程式手冊Python程式教學MicroBit教學自動控制電機資工機械MicroBit套件課程PT套件MicroBit演算法自動控制概論程式技巧教學套件感測及控制元件機器人教學套件電子套件電路套件電子實習電學套件