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多功能散熱鞋控制器之設計技術 The Technology Of Multi-function Radiation Shoes Controller

多功能散熱鞋控制器之設計技術 The Technology Of Multi-function Radiation Shoes Controller. 大綱. 摘要 研究目的 系統介紹 設計原理與分析 實際測試結果 結論 參考文獻. 摘要. 本專題為 多功能散熱鞋控制器 之設計技術研究，係指一種具自動排熱功能之鞋體；利用感測器以感測環境參數，自動啟動具有數條風向導管之護罩的微風扇 (Micro-fan) ，達到啟動排熱之技術。 此鞋體更具有健康性質之功能，控制接收器內包含計步器、控制器以及運動計時器，組成舒適的多功能散熱鞋控制器。. 研究目的.

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多功能散熱鞋控制器之設計技術 The Technology Of Multi-function Radiation Shoes Controller

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Presentation Transcript

  1. 多功能散熱鞋控制器之設計技術The Technology Of Multi-function Radiation Shoes Controller

  2. 大綱 • 摘要 • 研究目的 • 系統介紹 • 設計原理與分析 • 實際測試結果 • 結論 • 參考文獻

  3. 摘要 本專題為多功能散熱鞋控制器之設計技術研究，係指一種具自動排熱功能之鞋體；利用感測器以感測環境參數，自動啟動具有數條風向導管之護罩的微風扇(Micro-fan)，達到啟動排熱之技術。 此鞋體更具有健康性質之功能，控制接收器內包含計步器、控制器以及運動計時器，組成舒適的多功能散熱鞋控制器。

  4. 研究目的 一般鞋子的散熱結構僅讓鞋體保持透氣狀態，通風效果有限，依據使用狀態，直接開啟微風扇及控制微風扇進風或排風，達到鞋體透氣之方法，每次都必須依賴人工控制，使用上的便利性則大打折扣。 現代人對鞋子的需求，需要良好的透氣、通風舒適感、便利性，以及多樣性的附加功能，使得雙腳能不被過度的悶熱及潮濕。

  5. 研究目的(續) 便利性為無須過多的操作手續執行特定功能。 多樣性的附加功能為健康功能之計時、計步器，讓使用者真正的感到舒適及健康的多功能健康鞋。 本論文所追求之重點，有效的依據即時狀況自動控制鞋體之通風、降溫功能。

  6. 系統介紹(1/3) • 系統方塊圖： 本專題之系統結構如圖(1) 所示： 圖(1)系統發射/接收結構圖

  7. 系統介紹(2/3) • 發射方系統基本架構圖： 本系統基本架構如圖(2)，包含電源供應裝置(A1)、感測裝置(A2)、散熱裝置(A6)三大部分。其中感測裝置(A2)，預設值(A3)與感測資料透過微處理器單元(A4)做比較，產生觸發訊號(A5)後啟動散熱裝置(A6)。 散熱裝置內係由吸風扇驅動器(A7) 與吸風扇(A9)組成吸風扇模組，排風扇驅動器(A8)與排風扇(A10)組成排風扇模組，同時執行排風與吸風工作，如此在鞋體內之氣室通道將能使鞋體內氣體流動。 圖(2) 發射方基本架構

  8. 系統介紹(3/3) • 鞋體之底視圖： 鞋體底視圖如圖(3)，鞋底(B1) 之所有透氣孔(B2) 與鞋體外緣之穿孔(B7) 打通，並在鞋跟之穿孔(B7) 處裝設微風扇(B8) ，而微風扇(B8) 兩邊分別加上一護罩(B6) 。 • 當護罩(B6)之吸風導管(B5)與穿孔(B7)相接 • →將鞋體外之氣體吸入。 • 當護罩(B6)之排風導管(B4)與風室中的流道(B3)相接 • →將吸風導管(B5)所吸入的風排入流道(B3)中，使風 • 可以在流道(B3)中流動。 • 當鞋內置入一鞋墊且將微風扇(B8)啟動時 • →鞋底之流道(B3)使微風扇(B8)所排出的風形成一循 • 環式風場。 圖(3) 鞋體底視圖

  9. 設計原理與分析(1/7) • 設計原理： 本專題之發射方主處理器發射副處理器之計時器的訊號，當接收端接收到該計時器之命令時，開始啟動多功能散熱鞋，並且立即開始計算使用之時間。 藉由RF發送訊號，啟動接收監控部份來判斷是否已達預設值，進行開啟主處理器散熱裝置。

  10. 設計原理與分析(2/7) • 發射方主處理器流程圖： 散熱裝置一定時間內則開啟一次，開啟後則偵測鞋體內預設值是否低於預設值，若低於預設值，則關閉散熱裝置。 溫度及溼度若達到預設值，立即啟動散熱裝置，否則持續監測。 圖(4) 發射發主處理器流程圖

  11. 設計原理與分析(3/7) • 接收方副處理器流程圖： 接收方則由依圖所示，加以判讀之後， 運算出各數值並且顯示其相關資料。 圖(5) 接收方副處理器流程圖

  12. 設計原理與分析(4/7) • 發射端硬體架構： 圖(6)發射端SN8P2711AX 微控器為主處理器，包含振動感測器、溫度感測器及溼度感測器電路三部份。 在主處理器計算完環境參數的結果時，進行編碼，將編碼透過 RF發射端，將資料發射到接收端去而透過LCD 顯示其結果及所需之資訊。 圖(6) 發射端硬體電路

  13. 設計原理與分析(5/7) • 接收端硬體架構： 圖(7) 接收端 SN8P2706AP 副處理器接收到發射端所傳送之編碼，利用HT12D 做解碼，解碼後得到所需之資料，將計步值、溫度及溼度的資料，將計算出各種數值，並利用主處理器來啟動副處理器之計時器，以計算穿鞋後的時間，再讓 LCD 即時顯示其鞋體內之溫度、溼度、步數及自穿鞋後之時間，讓使用者即時觀看鞋體內之環境參數及資訊。 圖(7) 接收端硬體電路

  14. 設計原理與分析(6/7) • RF 模組控制碼： 本系統圖(8)，發射編碼器 IC HT12E 執行RF 串列資料的編碼過程說明如下： 周邊外部偵測的資訊傳送給編碼器 IC HT12E 執行 RF 串列編碼，隨即傳送給RF發射模組，進行RF資料傳送，而資料編碼分為三種資訊碼 : 分別為起始碼、資料碼與結束碼 ; 本論文利用時間長短定義所需要的起始碼、資料bit碼及結束碼，達到精準的傳送與接收。 圖(8) RF 發射編碼圖

  15. 設計原理與分析(7/7) • RF 接收資料格式： 圖(9)利用RF發射端及接收端，來達到傳遞溫、濕度及計步次數之資料。本系統資料框(Data frame)設定發射溫、濕度及計步次數為一筆資料，每發射一筆資料前，則預設 01為起始碼，來確保資料傳送之準確性。 圖(9) RF傳輸資料編碼模式

  16. 實際測試結果 • 實際波形圖： 本專題RF傳送之起始碼需0.66ms，之後每筆傳送資料皆需0.9ms，藉由邏輯分析儀與儲存式示波器兩種儀器測量發射與接收方之波形，可證實本論文傳遞資料之準確性及傳送格式之內容；圖(10)邏輯分析儀所測之波形。 發射方波形 接收方波形 圖(10) 邏輯分析儀所測之波形

  17. 實際測試結果(續) • 示波器量測實際波形圖： 發射方 接收方 圖(11) 示波器所測之波形

  18. 結論 • 本專題採用松翰公司微小體積圖(12) SN8P2711 作為主處理器，圖(13)SN8P2706AP 作為副處理器，以處理並計算環境參數之變換以及計時，若達到預設值，則啟動微風扇，以達散熱之效果，將得到之變數透過 RF 傳輸傳至副處理器，再透過副處理器將所得到的環境變數處理成本論文所需之資訊。 圖(12) SN8P2711 圖(13) SN8P2706AP

  19. 結論(續) • 此專題係活用圖(14)微風扇，與發射方主處理器設置在鞋體中，以即時偵測鞋體內的環境參數，將所得之環境參數傳至接收方副處理器，而副處理器可製成隨身型之液晶顯示器，以便在使用及攜帶上，感到舒適的便利與實用，並可發展成圖(15)掌上型 PDA。 圖(14) 微風扇 圖(15) PDA

  20. 參考文獻 • [1].陳昭綾、盧正興，8051單晶片微電腦應用，高立圖書有限公司，2007年7月。 • [2].張義和...等，例說89S51-C語言，新文京 出版有限公司，2007年5月，13.2~38。 • [3].賴俊中，SN系列單晶片控制實習，全華科技圖書股份有限公司，2002年4月。 • [4].許桂樹、陳克群、李怡銘，感測器原理及應用，全華科技，2007年03月28日。 • [5].HOLTEK，http://www.holtek.com/chinese/default.htm • [6].郭祥之，碩士論文，許政行教授 指導，中原大學，散熱風扇之性能曲線擬合分析，2005 年7月，pp.6-10。 • [7].松翰公司，http://www.sonix.com.tw/sonix/home.do;jsessionid=F90257D56D1AE643073EA34DF1F1EB5A 。

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