15
10 月
您是否想過,為什麼智慧手錶能偵測心率?為什麼洗衣機能自動選擇洗衣模式?為什麼汽車的倒車雷達會發出警示聲?這些智慧功能的背後,都藏著一個強大而精巧的大腦——那就是「嵌入式系統 (Embedded System)」。
這篇文章就是一篇為您準備的白話文懶人包,將帶您深入淺出地了解這個無所不在卻又充滿神秘感的科技核心。
一、什麼是嵌入式系統?一個隱藏的專家
簡單來說,嵌入式系統就是一個「為了特定任務而生,被『嵌入』到大型裝置中的微型專用電腦」。
它和我們桌上的個人電腦 (PC) 最大的不同在於:個人電腦是「通用」的,可以用來上網、打遊戲、做報告;而嵌入式系統是「專用」的,它的生命中通常只有一項或幾項特定任務,例如冷氣的嵌入式系統只負責控制溫度,汽車的嵌入式系統只負責處理引擎數據。
二、嵌入式系統的三大核心組成
一個完整的嵌入式系統,主要由三個部分組成,就像一個人的「身體、靈魂與神經」:
🧠 硬體 (Hardware):身體
核心是一顆被稱為「微控制器 (Microcontroller, MCU)」的晶片,它整合了 CPU、記憶體和各種輸出入接口。這就是系統的「大腦與四肢」。我們熟悉的 Arduino 和 ESP32 開發板,其核心就是一顆微控制器。
💻 軟體 (Software):靈魂
這是在硬體上運行的程式,也稱為「韌體 (Firmware)」。它定義了嵌入式系統的所有行為和邏輯,告訴硬體在什麼情況下該做什麼事。
⚡ 即時作業系統 (RTOS):神經系統... read more
17
9 月
不只是「更快」:5G 帶來的產業變革效應
各國消費者都十分期待,5G 網路到來後網速將大幅飆升。然而,如果只是提高網速,業界就不會對 5G 產生如此巨大的興趣。事實上,5G 引發的產業變革效應才是它真正迷人的地方。
我們 台灣物聯科技 (TAIWANIOT) 觀察到,許多在 4G 時代受限於速度、穩定性、低延遲的服務與應用,都將在 5G 紀元大展身手。車聯網 (IoV)、物聯網 (IoT)、智慧城市、智慧製造、遠距醫療等,都很可能隨著 5G 的普及而加快實現的腳步。
正如業界專家所言,5G 網路的基本設計理念與 3G、4G... read more
21
5 月
在現代工業自動化與資源管理中,「液位」是一個至關重要的監測參數。液位感測器(Level Sensor),又稱液位計或液位變送器,便扮演著「眼睛」的角色。由於「水」是最常見的測量介質,因此它也常被直接稱為「水位感測器」。它是一種能將液體、漿料甚至粉末的高度,精確轉換為標準化電信號的設備,為製程控制、庫存管理和安全防護提供即時、可靠的關鍵數據。
核心運作原理與主要類型
液位感測器並非單一技術,而是涵蓋多種物理原理的大家族。根據測量方式,主要可分為「接觸式」與「非接觸式」兩大類。
1. 接觸式感測器 (Contact Type)
感測器本身需要與測量介質直接接觸。
靜壓式(投入式)
原理: 這是最常見的類型之一。它基於流體靜力學原理(壓力 P = ρgh),感測器投入液體底部,測量由液體深度產生的靜態壓力,再將壓力轉換為液位高度。
優勢: 技術成熟、成本效益高、安裝簡便。
應用須知: 需接觸液體,不適用於高腐蝕性或高黏稠度介質。
浮球式 (Float Switch)
原理: 利用浮球的浮力隨液位升降。這是一種機械式感測器,常用於高/低液位的「點」觸發控制(如水泵啟停)。
優勢: 結構簡單、可靠耐用、成本低。
應用須知: 僅提供「點位」控制(非連續液位)。且為機械結構,長期使用有卡住的風險,體積也較大,較不適合整合於精密的電子專案中。
電容式 (Capacitive)
原理: 利用感測探棒與桶壁(或另一電極)之間形成的電容值變化。當液位上升,介質(如水)取代了空氣,導致總電容值改變,藉此反推液位。
優勢: 可測量導電和非導電液體,甚至固體粉末。
應用須知:... read more
03
3 月
Arduino是一家義大利開源硬體和軟體公司、專案和使用者社群。 他們設計和製造用於建造數位裝置的單板微控制器和微控制器套件。 Arduino 的硬體產品獲得 CC BY-SA 許可,而軟體根據 GNU 寬通用公共授權 (LGPL) 或 GNU 通用公共授權 (GPL) 獲得許可,這意味著任何人都可以建立 Arduino 板並分賣軟體。Arduino板可以從官方網站或授權經銷商購買。
Arduino uno r3... read more
13
10 月
聯發科創意實驗室(MediaTek Labs)今天發表支援亞馬遜雲端運算服務(Amazon Web Services; AWS)的物聯網入門開發套件(IoT Starter Kit),新推出的套件適合各領域的開發人員,內含全球連結性最高的平台之一的聯發科技LinkI ONE,以及來自Seeed Studio公司的一系列Grove感測器,10月8日起在亞馬遜網站供應。
聯發科表示,亞馬遜雲端運算服務提供陣容齊備的雲端服務與雲端管理元件組合,讓採用LinkIt ONE平台的物聯網開發人員能夠快速、彈性、安全、穩定地連接到雲端。 (閱讀全文…)
read more
21
8 月
土壤濕度感測器能精準量測土壤含水量,協助農業專案提升灌溉效率與作物品質。本文介紹土壤濕度感測器的種類、應用場景與 Arduino 入門實驗,適合智慧農業研究、教育專題與自動灌溉系統設計。
什麼是土壤濕度感測器
常見兩種類型:
電阻式:以電阻變化判斷乾濕,價格低、適合教學。
電容式:受鹽分影響較小,訊號穩定,較適合長期監測。
應用場景
入門示警(本文示範)
根據乾濕程度點亮 LED 或鳴叫蜂鳴器,方便學生或研究人員快速觀察變化。
教學與專題
可搭配 Arduino/ESP32 完成量測、記錄、可視化與簡易自動化控制,適合科展或課程實作。
進階延伸(選配)
加入水流量感測器(如 YF-S201、G1/2、G3/4 等規格),在開啟閥門或手動澆水時,確認是否真的有水流通過,以避免「以為澆到水但其實沒流量」的情況。
所需材料清單
Arduino Uno 或相容開發板
土壤濕度感測器模組(電容式或電阻式)
繼電器模組或 NPN 電晶體模組(用於驅動蜂鳴器等外部負載)
LED 與限流電阻、有源蜂鳴器(二擇一或都裝)
杜邦線與麵包板
水流量感測器,用於進階偵測有無水流(選配)
接線示意
土壤濕度感測器訊號腳 → A0(類比輸入)
繼電器或電晶體控制腳 → D7(數位輸出)
LED 示警(若不用繼電器):D6... read more
06
3 月
Arduino 開發板和 Raspberry Pi 開發板是兩種非常受歡迎的開發平台,廣泛應用於電子和嵌入式系統領域。雖然它們有許多共同之處,如開放源碼和廣泛的社群支持,但它們之間在功能、用途和硬體結構上有著顯著的區別。
1. 硬體架構
Arduino:
Arduino 是基於微控制器(如 ATmega328)的開發板。微控制器是一個單一的處理單元,具備處理基本運算和控制輸入輸出的能力。
它的處理能力相對較弱,適用於簡單的任務,如控制LED燈、感測器數據收集、電機驅動等。
記憶體較小,通常只有幾KB的 RAM 和 Flash 存儲空間。
Raspberry Pi:
Raspberry Pi 是一個基於 ARM 處理器的單板電腦,具有更強的處理能力。
它具備完整的作業系統支援(通常是 Raspbian 系統),並且能夠運行複雜的應用程式和網頁服務。
記憶體一般為... read more
16
5 月
如果你已經用 Arduino 完成不少專案,開始感覺它的運算速度、記憶體或 USB 應用有些不夠用了,別急著放棄 Arduino 生態系。你可以考慮一塊完全相容 Arduino IDE,卻效能大幅提升的開發板 —Teensy。它不只是速度快、更強大,更重要的是,你熟悉的寫法與工具,幾乎都能直接沿用。
高達 600MHz 的處理速度,滿足重度應用需求
以 Arduino Uno 為例,其主頻為 16MHz,而 Teensy 4.1 高達... read more
19
5 月
WeMos D1 R2 Arduino 開發教學
WeMos D1 R2 是一款基於 ESP8266-12 的開發板,擁有內建 WiFi 功能,且外型尺寸與 Arduino UNO 相仿。這意味著它不僅能像 UNO 一樣運作,還能相容許多 Arduino 的擴充板... read more
24
2 月
您是否對於「物聯網」感到好奇?聽過 IoT 卻總是霧煞煞?別擔心,這篇文章就是為您準備的白話文懶人包!
為什麼手機螢幕會自動旋轉?為什麼人靠近超商門就會自動打開?為什麼冷氣會自動調節溫度?答案,都指向一個無所不在的電子元件——感測器,以及它背後的龐大網絡:物聯網 (Internet of Things, IoT)。
如果說一台機器是「大腦」,那感測器就是它的「五官」。物聯網的核心任務就是:讓萬物擁有感知的能力,並透過網路將這些感知到的資訊匯集起來,做出智慧的反應。
一、物聯網 (IoT) 的三大核心技術
要打造一個完整的物聯網系統,主要由三個關鍵部分組成:
感知層 (感測器): 就像我們的五官,負責收集各種數據,例如溫度、濕度、光線、位置等。這是感測器技術的領域。
網路層 (網路傳輸): 就像我們的神經系統,負責將收集到的數據安全地傳送到大腦。這包括了 Wi-Fi, 藍牙, LoRa 等無線網路技術。
應用層 (雲端與 App):... read more