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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:武成天
研究生(外文):VO, THANH THIEN
論文名稱:基於藍牙技術之模殼式斷路器驅動系統設計之研究
論文名稱(外文):Design of Molded-Case Circuit Breaker Drive System Based on Bluetooth Technology
指導教授:洪清寶
指導教授(外文):HUNG, CHIN-PAO
口試委員:林家宏郭昭霖洪清寶
口試委員(外文):LIN, CHIA-HUNGKUO, CHAO-LINHUNG, CHIN-PAO
口試日期:2024-07-12
學位類別:碩士
校院名稱:國立勤益科技大學
系所名稱:電機工程系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2024
畢業學年度:112
語文別:中文
論文頁數:60
中文關鍵詞:微控制器模殼式斷路器藍牙電力監控
外文關鍵詞:MicrocontrollerMolded-Case Circuit BreakerBluetoothPower Monitoring
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模殼式斷路器在用電安全保護佔有重要的地位。模殼式斷路器不僅在過載時能夠自動斷開,還可以在緊急狀況下透過跳脫按鈕進行斷開操作,但在更進一步的應用中,如何進行自動化的斷開或跳脫之操作,以增進用電之安全,亦為重要的研究課題。
為了解決這個問題,本文主要開發了一通用型的斷路器操作系統,該系統整合了微控制器、馬達驅動電路、操作介面及藍牙通訊。透過這些元件的協同作用,驅動機構件進行斷路器的斷開閉合及跳脫操作,從而提供斷路器更多保護協調機制之操作。
在這個系統中,微控制器扮演著核心角色,它負責接收來自操作介面或藍牙通訊的指令,並控制馬達驅動電路來實現斷路器的操作。操作介面可以是按鈕、藍牙通訊則可以實現遠程控制功能,讓使用者可以通過手機或電腦來操作斷路器。
這些功能可以大大提升斷路器的安全性和便利性,並且可以應用於各種不同的場景中,包括工業生產、建築物等用電的管理。可以提供更多保護協調機制之操作,也可以為用電安全保護帶來更多革新和便利。希望通過本文的介紹,能夠引起更多專業人士對此領域的關注和研究。

Molded-case circuit breakers (MCCB) hold an important position in electrical safety protection. MCCB not only can automatically disconnect in the event of overload, but can also be manually tripped through an emergency trip button. However, for further application, how to implement automatic tripping or disconnection operations to enhance electrical safety is also an important research topic.
To solve this problem, this paper mainly develops a universal circuit breaker control system, which integrates a microcontroller, motor drive circuit, user interface, and Bluetooth communication. Through the collaborative operation of these components, we can drive the mechanical mechanism to perform circuit breaker opening, closing, and tripping operations, thereby providing more protective coordination mechanisms for the circuit breaker.
In this system, the microcontroller plays a core role. It is responsible for receiving commands from the user interface or Bluetooth communication, and controlling the motor drive circuit to realize circuit breaker operations. The user interface can be buttons, while Bluetooth communication can enable remote control functionality, allowing users to operate the circuit breaker through a smartphone or computer.

摘要 i
Abstract ii
誌謝 iv
目次 v
表目次 vii
圖目次 viii
第一章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究目的 2
1.3 研究架構 3
第二章 斷路器驅動系統 5
2.1 模殼式斷路器簡介 5
2.1.1 斷路器的概念 5
2.1.2 斷路器的操作原理 5
2.2 斷路器操作構件 7
2.3 步進馬達之控制 9
2.3.1 步進馬達簡介 9
2.3.2 二相步進馬達驅動原理 11
2.3.2.1 傳統步進馬達控制方法 11
2.3.2.2 微步進控制 14
2.3.2.3 二相步進馬達驅動器之介紹 18
第三章 電控系統設計 25
3.1 電控系統架構 25
3.2 控制核心微控制器 27
3.3 藍牙模組與單晶片MCU的連接 31
3.3.1 UART串列通訊 31
3.3.2 HC-08藍牙串口通訊模組 34
3.3.3 藍牙模組與單晶片 MCU 的連接 方式 37
3.4 人機界面 38
3.4.1 App Inventor2簡介 38
3.4.2 操作系界面之設計 43
第四章 實驗結果 47
第五章 結論及未來發展 57
5.1 結論 57
5.2 未來發展 57
參考文獻 58

[1]J. Jasperneite, T. Sauter and M. Wollschlaeger “Why we need automation models: handling complexity in industry 4.0 and the internet of things”, IEEE Industrial Electronics Magazine, vol. 14, pp. 29-40, 2020.
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[7]Atmel Corporation, “AVR446: Linear speed control of stepper motor”, 2006, from https://ww1.microchip.com/downloads/en/Appnotes/doc8017.pdf
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[17]匯承,HC-08(V3.1)藍牙4.0 BLE模組使用說明書,2017, from https://www.hc01.com/downloads/HC-08V3.1.pdf 。
[18]Massachusetts Institute of Technology (MIT), “MIT App Inventor Getting Started Guide”, 2012.
[19] 林家脩, “基於藍牙通訊協定之遠端直流伺服控制及信號傳輸之研究”, 國立勤益科技大學, 碩士論文, 2023。

電子全文 電子全文(網際網路公開日期:20290723)
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