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【降低模組開發成本的神器:SWIO】
不論是用於程序控制安裝還是工業自動化系統,I/O 模組或現場接線盒在整個產品生命週期中都面臨著各種獨特的挑戰。產品管理層需要決定每個產品使用多少個通道以及進行哪些組合。電子設計人員必須決定如何對專案中的各種類比或數位訊號實現傑出性能以及成本高效的系統。所有不同的產品和大量接線圖可能使安裝技術人員心力交瘁。
於是,市場上開始出現「軟體可配置輸入/輸出」(Software Configurable I/O; SWIO) 積體電路 (IC) 產品,可隨時支援接腳上的任意功能和組合。對於程序控制或工廠自動化中的工業可編程邏輯控制器 (PLC) 或分散式控制系統 (DCS),終端客戶和應用的要求不同;隨著工業 4.0 的出現,消費者的行為和需求也發生了變化,因此,製造商需要更彈性的系統來快速輕鬆地適應不斷變化的要求。
為此,製造商不能再依賴為大眾市場產品設計的固定的大規模系統和可預測的需求。相反,他們需要彈性的系統,此類系統支援快速重新配置,停機時間和資本投入也處於非常低的水準。SWIO 元件不僅支援其通道作為輸入或輸出編程,而且支援作為類比或數位編程。此外,還可對它們進行高效設定,用於讀取 2 線或 3 線電阻溫度偵測器 (RTD) 或熱電耦。
使用正確的 SWIO IC,允許製造商開發一個可代替多個陳舊固定功能 I/O 模組的平台,亦可應用於 I/O 隨著每次安裝而動態變化的多個終端應用中,有助於降低產品管理、物流、製造和支援成本。另由於軟體可配置 I/O 可進一步用於需要更新至 10BASE-T1L 工業乙太網路系統的棕地裝置,所以可將其用於為基於乙太網路的控制網路之間的連接橋樑,能在現有支援 HART 的 4~20 mA 感測器/致動器與 10BASE-T1L 或 100M 光纖回程之間進行轉換。
延伸閱讀:
《軟體可配置硬體如何協助實現工業 I/O 模組的彈性》
http://www.compotechasia.com/a/tech_application/2021/0913/48992.html
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可變電阻電路圖 在 台灣物聯網實驗室 IOT Labs Facebook 的精選貼文
三層電路貼在皮膚上,延展度 800%!這款「電子刺青」還能控制機器手
作者 雷鋒網 | 發布日期 2021 年 02 月 12 日 0:00 |
聽過「電子紋身」(Electronic Tattoo)嗎?早在 2013 年,Motorola 高級副總裁 Regina Dugan 就曾拿出看似普通紋身貼紙的產品。Regina Dugan 表示這款電子紋身是行動式智慧設備,可惜並未多展示充滿未來感的那面。
2016 年 YouTube 一支影片,幾位生物駭客展示將電子設備植入皮下的過程──設備差不多硬幣大小,由一個印刷電路板、5 個表面貼裝發光二極管(SMD LED)組成,由矽膠包裹,一塊 3 伏特電池供電。
設備植入並受磁鐵觸發後,LED 燈會發光,皮膚會出現一朵梅花。
如果你覺得電子紋身只是廠商炒概念、科學怪人開腦洞,那就錯了。
2018 年,美國卡內基美隆大學的科學家就將電子紋身寫進論文,用液態金屬合金塗覆銀奈米顆粒,兩者融合後形成電路,經過印刷,紋身就可輕鬆轉移到皮膚,且導電性也很高。
當時參與研究的卡內基美隆大學助理教授 Carmel Majidi 表示:這是電子印刷領域的突破。
就在最近,中國科學家也聯合打造出電子紋身。
2021 年 1 月 13 日,論文發表於《科學》雜誌子刊《科學─進展》,題為「Multilayered electronic transfer tattoo that can enable the crease amplification effect」(可實現摺痕放大效果的多層電子傳遞紋身)。
論文作者來自南方科技大學(深圳灣實驗室生物醫學工程研究所)、首都醫科大學生物醫學工程學院及中國科學院大學國家奈米科學技術中心。
什麼是「電子紋身」?
看過前文,大概能對電子紋身下個定義:「能直接貼在皮膚上的超薄電路」。電子紋身可隨著皮膚狀態任意拉伸彎曲,可說是穿戴式設備的最高境界了。運作原理是 NFC(Near Field Communication,近距離無線通訊),能讓設備靠近時交換數據的技術。
NFC 是在 RFID(無線射頻身分辨識)技術的基礎上結合無線連接技術研發而成,日常場景也為各類電子產品提供安全快捷的通訊支援。行動支付、文件傳輸、門禁、手機與車鑰匙集合的背後,都離不開 NFC──轉到電子紋身,NFC 可確保訊號傳遞。
其實電子紋身有很多用途,如耳機、無線收發器、電源、噪音檢測器、測謊儀等等。作者也提到:「電子紋身在皮膚健康和運動感測有很大潛力。」
然而電子紋身目前問題是:固形性、黏性和多層性等特性不能並存,是研究人員設計新型電子紋身的起因。
多層電子傳遞紋身
研究人員設計出「多層電子傳遞紋身」,即 multilayered electronic transfer tattoo(下稱 METT)。
為了組成多層電路模板,科學家用到兩種材料,一是金屬聚合物導體(metal-polymer conductors),二是彈性體嵌段共聚物(elastomeric block copolymer)。
METT 共有 3 層:
黏合層(adhesive layer):很薄(~8μm)的壓敏膠,受外部壓力時,黏合層使 METT 與皮膚緊密附著。
釋放層(release layer):矽酮膜,主要目的是便於電路模板從釋放膜剝離。
兩者間的電路模組:含 3 層電路,每層都嵌有可拉伸導體的聚苯乙烯─丁二烯─苯乙烯(SBS)薄膜(~14μm)。
第一、二層電路上有應變感測器,數量分別為 11 和 4,第三層電路上有一個加熱器。
由於金屬─聚合物導體(metal-polymer conductor)有良好延展、可重複性,因此可用作應變感測器。
如下圖 A、B 所示,基於金屬─聚合物導體的應變感測器電阻,隨著拉伸應變增加而增加,METT 甚至可容易拉伸到 800%,遠遠超過皮膚最大變形度。
METT 可用於溫度調節、運動監測和機器人遠端控制,具高延展性(800%)、固形性和黏性,可做到摺痕放大效果,因而能將聚集應變感測器的輸出訊號放大 3 倍。事實證明,無需任何溶劑或加熱,METT 就能在不同表面牢牢附著。
遠端控制機器手臂
不僅如此,為了展示新型電子紋身的可擴展性,科學家更製造出 7 層 METT,當成可拉伸加熱器。
上圖 A 是 7 層加熱器俯視圖,每個電路層都包含一個基於金屬─聚合物導體的加熱器,兩端有 2 個連接點,用於與其他層加熱器形成垂直電連接。因此,7 個加熱器就以串聯方式連接電源。
上圖 B 展示不同層基於金屬─聚合物導體的加熱器,透過連接點形成的電連接。
論文介紹,除連接點外,金屬─聚合物導體透過 SBS 形成良好電絕緣,熱成像時未發現短路。研究結論之一是,隨著層數增加,紋身的順應性隨厚度增加而降低,兩層電子紋身足以滿足大多數功能。
科學家將 METT 實際應用──透過手指彎曲發出的訊號放大,透過藍牙傳輸到機器手臂,因此 METT 能遠端控制機器手臂,模仿人手動作時也不會出現異常震動。
論文表示,團隊已透過 2 層 METT 做到以 6 個自由度遠端控制機器手,透過 3 層 METT 以 15 個自由度遠端控制機器手。
可肯定的是,未來電子紋身在醫療、VR 和可穿戴式機器人方面有巨大潛力。
附圖:▲ 蘋果手機上的 NFC 功能。
▲ 科學家測試 METT 應變感測器的機電性能。
資料來源:https://technews.tw/2021/02/12/multilayered-electronic-transfer-tattoo/
可變電阻電路圖 在 毛毛遊戲城堡 Facebook 的精選貼文
STEAM玩具團>> 適合6歲以上大童的E-Blox電學發光積木
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隨著不同的組裝方式,每塊積木都有不同的功能,照著說明書組裝,積木會發亮、還可以玩竹蜻蜓、會唱生日快樂、有救護車音效,還可以當FM收音機~重點還可以調整音量跟轉台!
其實它藏著許多基本電學的知識在裡面,每一塊積木都有不同功能,像是電線、電阻、電容、發光型積木、開關、馬達...等
正確組裝就會產生各種不同的效果,不懂電學也可以照著說明書組裝,每塊積木都有編號和顏色,非常好辨識!
它可以選擇的組別很多種,其實主要就是大小組、裡面可以玩的機關多不多的差別而已!
如果要什麼都有 就買最大組的這樣 如果要試試看好不好玩 就選小組的,另外還有提供一些擴充用的積木組 讓孩子玩出想像力和創造力
每一組都可以相容、可以一起玩,也可以跟樂高得寶duplo系列一起玩,不裝電池的話 其實它也就是一組平常休閒也可以玩的樂高積木!
所以算是一組積木好幾種玩法的高CP值玩具!
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📣入門系列有
聲控組 -- 組裝後 只要發出聲音 積木就會發亮
觸控組 -- 組裝後 只要碰觸觸控處 積木就會發亮
豪華組 -- 同時擁有聲控 & 觸控功能
📣進階版--好玩變化款系列
變化系列就不只有聲控和觸控這麼簡單了!!!
它還能製造音效、FM電台、電流急急棒、竹蜻蜓、風車轉轉…等等,超級好玩 一大堆功能的變化款 非常適合小學以上孩子玩哦!!!!
📣變化款有六種: 變化59、變化72、變化115、變化120、變化395、變化800
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每一款能玩的東西都不同,最完整的當然就是變化800,各款分別有哪些可以玩的功能呢? 莫莉媽整理在這裡↓
變化59 : 炫彩燈、燈台、電風扇、竹蜻蜓
變化72 : 燈台、電流急急棒、手動發電機(免電池)
變化115 : 燈台、電風扇、竹蜻蜓、收音機、酷炫音效(鬧鐘、警鈴、消防車…等)
變化120 : 燈台、電風扇、竹蜻蜓、收音機、酷炫音效(鬧鐘、警鈴、消防車…等)
變化395: 炫彩燈、燈台、電風扇、竹蜻蜓、收音機、酷炫音效(鬧鐘、警鈴、消防車…等)
變化800: 燈台、電風扇、竹蜻蜓、風車轉轉、酷炫音效(鬧鐘、警鈴、消防車…等)
⚠️其中72有兩個獨家功能 電流急急棒和手動發電機
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E-blox雖然是基本電學的知識,但是它有安全的防短路裝置,所以即便是裝錯了也只會發出逼逼的聲響,不會短路或者是造成危險
是小朋友可以安全玩、勇於嘗試,老爸可以耍帥當孩子英雄的一組超有趣積木!
小學2、3年級以上的孩子,可以在遊戲中安全的玩出基本概念、玩出興趣,不但有聲控與觸控 使積木發亮的裝置、還有可愛的愛心星星小燈,有開關可以變身小夜燈、靠磁力做出會自己轉的風車....等等
而且積木還能跟樂高得寶系列一起玩哦! 自己動手做最好玩、最有成就感!!
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11/30~12/6 STEAM玩具綜合團
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📣 天才工程師(螺絲起子系列) #約適合2至6歲
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可變電阻電路圖 在 Re: [問題] 請問...可變電阻... - 看板Electronics 的美食出口停車場
※ 引述《mosquito520 ( )》之銘言:
: ※ 引述《superfourjc (.....)》之銘言:
: : https://0rz.tw/464yF
: : 這是我電動工具上拆下來的
: : 用來控制轉速的可變電阻..
: : 不過目前就只有最高轉速...沒辦法調低速...
: : 我電動工具上標示是六段可調的..
: : 請問我要怎麼測試這顆可變電阻有無故障呢?
: : 圖片左邊是接電源的地方..打開會跟最右邊導通..
: : 那中間三個腳我該怎麼接?
: 先問一下
: 原本的接法是不是只有左邊 中間 右邊三隻腳有接上電路?
: 因為你照片拍的不是很清楚
: 可變電阻通常是三隻腳
: 內部構造示意如下
: 左邊接腳/\/\/\/\/右邊接腳
: ↑
: 中間接腳
https://0rz.tw/9a4AH 我用圖片說明...
電源入力那邊是接正電(我的工具是吃直流電的)...
旋轉可變電阻後...會與右邊紅圈導通..
紅圈那邊原本是焊在開關電路板上的..
至於中間的接腳..原本只有咖啡色圈圈內兩支腳
也就是1跟2是焊在電路板上的....
: 所以,用三用電錶量測電阻
: 左邊接腳到右邊接腳所量到的電阻會是整個電阻的阻值
: 至於中間接腳則是可以移動的
: 所以左邊接腳到中間接腳或是中間接腳到右邊接腳的電阻值是依旋轉的位置決定
: 不過兩邊的電阻相加還是等於整個電阻的值
: 至於檢查電阻有沒有壞掉
: 就量測左邊到右邊是不是等於100k
: 因為電流過大可能會把可變電阻燒壞掉
當初壞掉時...就是電流過大爆掉的..
還有一個2P4M SCR矽控整流器被炸開..已更換..
不過當時不知道可變電阻也掛了..
: 接著量測中間接腳對左邊或是右邊
: 看電阻值有沒有跟著旋轉在跑
: 如果對可變電阻太粗魯可能會造成機構上的移位
: 不過最簡單的作法
: 直接去買一個一樣的來替換不就好了(  ̄ c ̄)y▂ξ
不要這樣說嗎..總要確定是不是這東西壞了..才換比較妥當..^^..
畢竟..我不是學電子的..最近才開始摸..
我測量的結果...
1跟3之間..旋紐從0轉到底都量不到電阻值..
1跟2之間..旋紐要轉到快底..才能量到電阻值..值是1.4歐姆
而1跟3之間..旋紐在0時..電源入力那邊未跟紅色圈導通時..測得1.7歐姆..
導通後約2.2歐姆..然後再轉約1~2mm吧..歐姆值跳到1百多去..
接著就量不到歐姆值了...
這樣是不是應該確定掛了?.哈哈..^^"
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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 122.120.112.166
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