臺灣博碩士論文加值系統

本論文設計一種調光系統，結合膽固醇型液晶、自動控制及手動控制，以及燈條，並依據感測系統的數據，自動調整高分子分散式液晶的扭轉角度以及室內光源來達到合適的光照度，或是使用者操作觸控面板，依據需求改變液晶透光度以及燈條的亮度，達成讓室內的人處在舒適的光源下辦公，使眼睛不會因為光源漸弱或漸強而更加疲勞，達到更好工作效率。
本論文以盛群HT32F52352微控制器作為主要核心，微控制器以I2C介面接收感測器資料、以傳輸資料至液晶顯示器模組顯示資料及解析觸控模組按鍵，使用觸控模組選擇自動或手動模式。自動模式中，裝置依據過往光照度的感測資料，自動調節玻璃透光度；手動模式中，使用者能選擇液晶玻璃的區塊及自由選擇的區塊調整其透光度。透過此裝置，希望可以達成白天時能減少太陽光的強度，夜晚時則補足光線不足的問題，以及根據此系統能改善因為光源漸弱或漸強而使得辦公的人眼睛疲勞，並達到調節光源減少能源消耗的效果。在光度感測器距離量測以及測試有效角度時，隨著距離越近，光照度也隨著增加，而隨著角度增加，感測器接收光通量的值逐漸增加，並於90度達到最高。以此確保在不同天氣環境時的光照度範圍都能在有效範圍內。在測量膽固醇型液晶玻璃的特性方面，根據膽固醇型液晶玻璃光線透光度量測的結果顯示，利用電源供應器供給0 V的交流電壓後，穿透度為0 %表示為不透光，逐漸增加交流電壓直到60 V，穿透度達到58 %，以眼睛的觀察為接近全透明，而根據膽固醇型液晶玻璃反應時間量測結果顯示液晶玻璃區塊的4個區塊的上升時間大概在66~70 ms之間，而下降時間則在40~45 ms的區間內。

This paper uses the Holtek HT32F52352 microcontroller as the core. The microcontroller utilizes the I2C interface to receive sensor data, transmitting the data to the LCD module for display and analyzing the touch module keys. The touch module is used to select automatic or manual mode. The device self-adjusts the transmittance of the glass in the automatic mode based on the historic illuminance data. In manual mode, the user can freely select the area of the liquid crystal glass and adjust its transmittance. By dimming the light source, energy consumption can be reduced. In measuring cholesteric liquid crystal glass characteristics, an AC voltage is gradually increased from 0 V to 60 V, depending on the transmittance measurement results of cholesteric liquid crystal glass. As a result, the transmittance reaches 57%. Based on the reaction time measurement result of the cholesteric liquid crystal glass, the rise time of the four blocks of the liquid crystal glass is around 66~70 ms. The fall time is in the range of 40~45 ms.

摘要...i
Abstract...ii
誌謝...iii
目錄...iv
表目錄...vi
圖目錄...vii
第一章 緒論...1
1.1 前言...1
1.2 研究動機與目的...1
1.3 論文架構...1
第二章 文獻探討...3
2.1 室內作業環境溫度對人體反應之影響...3
2.2 光照對人體的影響...3
2.3 實務空間照明環境對人體反應之影響...4
2.4 辦公室照度規範...4
2.5 I2C通訊協定...5
2.5.1 Start 和 Stop bits...5
2.5.2 Address和R /W bits...5
2.5.3 ACK 和 NACK bits...6
2.5.4 DATA bits...6
2.6 UART...6
2.6.1 鮑率(Baud)...7
2.6.2 UART傳輸方式...7
2.6.3 發送數據...7
2.7 Wireless Fidelity (Wi-Fi)...7
2.8 MQTT通訊協定...8
2.8.1 比較HTTP和MQTT通訊協定...8
2.8.2 MQTT的傳輸模式...9
2.9 脈衝寬度調變(Pulse-Width Modulation, PWM)...10
2.10 膽固醇型液晶玻璃...11
第三章 研究內容與方法...12
3.1 系統簡介...12
3.2 元件介紹...13
3.2.1 微控制器HT32F52352...13
3.2.2 光照度感測器...15
3.2.3 溫濕度感測器...16
3.2.4 大氣壓力感測器...17
3.2.5 光敏電阻模組...18
3.2.6 電容式觸控模組...19
3.2.7 光耦合器...20
3.2.8 液晶顯示器模組...22
3.2.9 Wi-Fi模組...23
3.3 程式架構...24
3.3.1 手動模式...25
3.3.2 自動模式...26
3.4 電路架構設計...27
3.4.1 降壓電路...28
3.4.2 零點檢測電路...29
3.4.3 三端雙向交流開關...30
第四章 實驗結果與討論...32
4.1 光度感測器的光源距離量測...32
4.2 光照度角度對比測試...34
4.3 膽固醇型液晶玻璃光線透光度量測...38
4.4 膽固醇型液晶玻璃反應時間量測...40
4.5 HTU21D與BMP180的溫度感測器比較...42
第五章 結論...44
5.1 結論...44
5.2 未來展望...45
參考文獻...46
Extended Abstract...49

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[42]精密半波、全波整流電路结構原理圖解:http://zzl.wang/dianzijishu/1334.html
[43]電力電子簡介:https://slidesplayer.com/slide/14620466/