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本系統(tǒng)架構包含了硬體架構與軟體設計兩部分。圖一所示為本套太陽能模組特性參數(shù)量測系統(tǒng)之系統(tǒng)硬體架構圖，是由個人電腦、可程式環(huán)境狀態(tài)產生源、各種感測裝置、電子負載、示波器、攝影機、資料影像輸出入介面卡、測試機架與待測太陽能電池模組所構成，各單元之功能分述如下：
? 個人電腦(PC)：個人電腦為整個太陽能模組量測系統(tǒng)之大腦，與人機界面軟體(LabVIEW)配合做為本系統(tǒng)之控制器，它控制整個系統(tǒng)之運作。在軟體規(guī)劃下，系統(tǒng)控制器控制資料流程、指揮系統(tǒng)中儀器之操作、接收量測資料、執(zhí)行計算與分析、驗證量測讀值是否有效、作資料儲存管理、以即將測試結果顯示在螢幕或輸出至其他周邊裝置。
? 可程式環(huán)境狀態(tài)產生源(Programmable Environment Conditioner，簡稱PEC)：可程式環(huán)境狀態(tài)產生源用來產生待測太陽能模組所需之人造環(huán)境測試源，如照度、溫度、傾斜角與方位角等主要影響太陽能模組輸出特性之主要環(huán)境因素，內部包含調光電路、溫度偵測與控制電路、馬達驅動電路，調光電路用來產生不同強度的模擬日照，溫度偵測與控制電路根據(jù)所偵測到的實際溫度，與所設定的溫度作一比較，當超過所設定的溫度時，則啟動風扇以進行降溫；馬達驅動電路可控制方位角、傾斜角與燈源位置，除了Z軸方向之控制外，亦接受傾斜角、方位角命令來控制步進馬達，以調整整個測試機架之傾斜角與方位角，以作追日控制特性量測。電腦根據(jù)照度計與熱電偶之感測讀值，經計算后送出正確測試命令給PEC，以形成閉回路控制，確保可程式環(huán)境狀態(tài)產生源之準確性。
? 各種感測裝置：有照度計與熱電偶，用來感測光源所產生之照度，以及目前測試環(huán)境之溫度，感測裝置為系統(tǒng)可構成閉回路控制之重要設備，其精度愈準愈可控制量測準確度。當熱電偶回傳溫度值進入電腦后，若超過所設定的保護溫度，電腦即會下命令透過資料擷取卡來控制風扇是否開啟，以達到散熱的效果。照度計與熱電偶分別透過RS-232與資料擷取卡與電腦連接，以作即時照度與溫度感測顯示。
? 電子負載(E-Load)：電子負載作為太陽能模組之輸出負載，透過GPIB(General Purpose Interface Bus，簡稱GPIB)通訊介面與電腦連接，利用程式設定方式，可使自動化改變電子負載之負荷值，以提供不同負載給待測太陽能模組，如此便可連續(xù)測的特性曲線上之不同工作點之電壓與電流。
? 示波器：示波器用來量測太陽能模組在接不同負載下之輸出電壓與電流，示波器亦透過GPIB通訊介面與電腦連接，所量到的值回送回電腦，在做完所有測試點后，所儲存之讀值數(shù)據(jù)，即可畫出太陽能模組之IV特性曲線。所儲存之數(shù)據(jù)資料，還可做之后不同的分析利用。
? 攝影機：數(shù)位攝影機用來監(jiān)控整個量測系統(tǒng)之硬體設備是否正常運作，要是有突發(fā)狀況產生時，使用者從電腦畫面上即可作緊急處理，以免發(fā)生災害；另外若系統(tǒng)作為太陽能模組品質管控時，數(shù)位攝影機透過網路與電腦連接，可檢測出瑕疵產品。

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測試機架與待測太陽能電池模組：本測試機架為根據(jù)太陽能電池模板之尺寸特別訂作，可作三軸控制，包含光源高度、太陽能模組傾斜角、與方位角，電腦經由馬達驅動電路產生所要控制之脈波，即可驅動步進馬達，根據(jù)步進角很容易就可計算出所要送之脈波數(shù)，本系統(tǒng)利用資料擷取卡(DAQ)之數(shù)位I/O埠，來產生驅動步進馬達之脈波訊號。

圖一系統(tǒng)硬體架構圖
圖二所示為本套系統(tǒng)之操作流程圖，系統(tǒng)開機后會先作初始化與自我檢測，為求量測資料之可靠度與準確性，需等到系統(tǒng)內所有儀器設備皆正常后，才允許進入?yún)?shù)量測鑒別程序。系統(tǒng)正常后接下來為在人機界面上設定測試程序，包含幾個測試點之設定，測試點多寡會影響整個測試時間，不同特性曲線量測設定，主要有兩類：IV特性曲線、PV特性曲線，接著是所要測試之環(huán)境條件設定，包含照度、溫度與角度之設定。測試程序設定好后，可程式環(huán)境狀態(tài)產生源就會根據(jù)命令產生所要的測試源，若所產生之測試源是不正確的，需重新作計算再一次作修正到測試源準確為止，短暫延遲使太陽能電池模組輸出響應穩(wěn)定后，接著就可一點一點的量測輸出電壓與電流，后就可畫出該設定照度、角度、溫度下之IV特性曲線，并在人機界面上作顯示或儲存列印。

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本系統(tǒng)以圖控程式LabVIEW所設計的，主要可以分為三個主要的人機介面，分別為系統(tǒng)設定頁面、系統(tǒng)測量頁面與系統(tǒng)讀取頁面，使用者可以透過在系統(tǒng)上方中間的三個按鈕，即可切換不同的頁面。在系統(tǒng)設定頁面部分，包含了系統(tǒng)時間、現(xiàn)場畫面、儲存實驗資料相關設定、環(huán)境產生源相關設定與所使用儀器的相關通訊設定；而在系統(tǒng)測量頁面，包含了可輸入待測模組型號與相關資料、量測系統(tǒng)相關環(huán)境參數(shù)與量測結果及相關計算數(shù)值的呈現(xiàn)；后使用者可在系統(tǒng)讀取頁面，將所儲存的實驗資料，直接讀取顯示在螢幕上，而不需重新再做一次實驗。此系統(tǒng)采用視覺化的人機介面，可使操作人員方便清楚的了解系統(tǒng)中之各種功能，而快速輕易的熟悉系統(tǒng)操作。以下針對各個人機介面做一介紹：
1. 系統(tǒng)設定頁面
圖三為本系統(tǒng)之設定頁面，在此人機介面中包含系統(tǒng)時間顯示、選擇測量資料儲存方式與路徑、設定并顯示現(xiàn)場畫面、方位角與入射角的調整、光源位置高低調整、照度計通訊協(xié)定設定與光源調整參數(shù)設定。

圖三系統(tǒng)設定頁面
2. 系統(tǒng)測量頁面
圖四為本系統(tǒng)之測量頁面，在此人機介面中包含LeCroy LT342示波器測量值顯示、系統(tǒng)環(huán)境條件、太陽能模組溫度監(jiān)控與保護、所待測太陽能模組型號與尺寸大小的輸入、PRODIGIT 3254高功率交直流電子負載設定與操控、顯示實驗所測量之模組相關特性曲線與計算后之相關特性參數(shù)。

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使用NI CompactRIO、labview 建構且完整的結構監(jiān)控作業(yè)
概述：使用NI CompactRIO平臺開發(fā)感測器網路，于重要的建物結構點布署分散式擷取作業(yè)與資料儲存功能。

義大利米蘭的梅雅薩球場(Meazza Stadium)，亦稱為圣西羅(San Siro) 球場，近年來面臨大型建物的常見問題，即包含由人們使用設施時所產生的建物壓力；如合唱團、足球比賽，或搖滾音樂會。.針對Meazza Stadium 進行完整研究，并設計創(chuàng)新的監(jiān)控系統(tǒng)，以量測建物結構的振動、了解金屬零件的腐蝕情形，并勾勒出其他實體參數(shù)。更重要的1 點，系統(tǒng)能夠承受球場環(huán)境的高機械性、高溫，與高電磁波特性。
米蘭的梅雅薩球場興建于1925 年，并于1950 年代期間擴建第二層外圍。目前的第三層外圍完成于1980 年代晚期，為了容納1990 年的足球賽達80,000 名球迷。球場本為足球比賽而興建，但于1980 年代晚期開始，更開放予如演唱會的非運動性活動使用。
在偶然的情況下，音樂會與足球比賽的振動情形受到注意。由于數(shù)以千計的熱情樂迷，均會跟著音樂旋律隨之跳動，從而造成大規(guī)模的振動壓力。國立米蘭工業(yè)科技大學針對結構評估、模型分析、動態(tài)/靜態(tài)量測，與建物材料的腐蝕情況，著手研究球場的整體堪用狀態(tài)。在個階段中，團隊以完整的實驗方案勾勒球場特征與物理現(xiàn)象，有系統(tǒng)的評估相關問題。且測試即獲得大量資料。這些結果證實了監(jiān)控系統(tǒng)對振動、壓力、溫度，與其他物理現(xiàn)象的必要性，且應長期注意相關影響、取得球場的動態(tài)特性，并要能找出危險情況的表征。
在球場舉辦演唱會時，樂迷們隨著歌曲跳動或玩波浪舞，均為建物結構造成更多振動。當然，振動強度與樂迷的激動程度成正比。還有，若歌曲或樂迷的律動正好吻合建物結構的自然頻(Natural frequency)，則振動強度亦將大幅提升。演唱會的振動強度，端看樂迷與音樂節(jié)奏而定。某些歌曲的節(jié)奏若吻合建物結構的自然頻率，振動強度理所當然將高出平均值許多。因此針對相關現(xiàn)象進行量測，在振動強度達到危險等級之前，能夠及早控制并采取對策。

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監(jiān)控系統(tǒng)將持續(xù)量測0 ~ 50 Hz 頻率范圍內的參數(shù)，并穩(wěn)定進行資料擷取、儲存，與傳輸作業(yè)。針對梅雅薩球場，團隊即以CompactRIO 平臺為架構，并搭配使用NI LabVIEW 圖形化程式設計環(huán)境所開發(fā)的多層次軟體程式。
感測器的功用十分單純，即提供高量測品質的資料；傳感器與所屬訊號處理單位之間的連接線，亦為精簡的長度。從網路架構與經濟效益的觀點來看，要能以少的訊號處理單位達到所需的效能。團隊即基于上述條件構成完整的量測方案。由于是以加速規(guī)進行量測作業(yè)，因此ICP 標準為量測主力。
主機電腦位于安全地點，并做為系統(tǒng)主體。在正常的作業(yè)條件下，電腦將搜集并分析儲存于周邊節(jié)點(Peripheral node) 的資料，且以同樣方式處理后續(xù)資料。在設定階段，電腦就如同節(jié)點組態(tài)與感測器校準的使用者介面。電腦亦為可透過網際網路而遠端存取系統(tǒng)的閘道。
量測系統(tǒng)所預設的主要功能，即是要能分配擷取節(jié)點，以達成符合邏輯與經濟效益的解決方案。而上述目的則縮短訊號連接線的長度，以期能于數(shù)萬支行動電話、數(shù)百組電視訊號天線，與數(shù)不清電線的環(huán)境中，提升整體的量測品質。
透過CompacRIO節(jié)點所構成的網路，量測系統(tǒng)可達分散式資料擷取節(jié)點的優(yōu)勢，并可立于網路狀態(tài)之外，分配資料儲存的相關作業(yè)。正常情況下，主機電腦將整合節(jié)點，并控制資料的檢索與儲存作業(yè)。若重要的訊號處理單位或網路失去功能，每組CompactRIO節(jié)點均可立檢索并儲存資料達數(shù)天之久。
CompactRIO亦可達到的運算與儲存效能，并以精巧體積承受嚴苛的環(huán)境條件。

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使用NI LabVIEW FPGA 建立高速控制系統(tǒng)，以測試美國太空總署(NASA) 微機電系統(tǒng)(MEMS) 的微快門(Microshutter) 裝置
概述：使用NI LabVIEW FPGA Module與NI PXI-7813R可重設I/O模組，以定位磁石位置并進行輸出，進一步以的同步作業(yè)控制MEMS微快門。

何謂微快門？
微快門是100 x 200 μm 的長方形快門，藉由其開關動作決定是否需阻擋光線。快門轉軸安裝于氮化矽的撓曲(Flexure) 之上，以磁性涂層(Magnetic coating) 進行運動，并可透過電力連結進行靜電鎖存。
當我們開始進行此專案時，快門陣列的制作程序實為開發(fā)中的復雜新技術。NASA 所制作的單一陣列為365 行與171 列所構成，共超過62,000 組快門。我們將快門固定于基板(Substrate) 上，并以1 組格線(Grid) 銜接陣列，使其可判斷(Assert) 行列乃至于各組快門。若要開啟快門，我們將1 組磁石傳送過陣列前端，借以將高電壓傳導至每組快門的行列中。該磁場將開啟快門，而行列之間的靜電電荷將維持其開啟狀態(tài)。
我們自行制作快門陣列，以針對整體設計的某些概念進行測試。但此種測試的制程更為小心謹慎。透過NI PCI-7344 的4 軸式步進馬達控制器，還有NI MID-7604 電動馬達驅動器，我們所開發(fā)的軟體可控制真空室(Vacuum chamber)、快門控制儀控作業(yè)、相機，與其他裝置，以評估陣列的整體效能。
透過此系統(tǒng)測試，我們發(fā)現(xiàn)未受控制的快門釋放(Shutter release)，將影響快門的效能。在此不進行控制的方法中，關閉快門行列的電源，才能夠關閉快門。在每次開關的過程中，快門均對擋光板(Baffle) 產生沖擊，并大幅縮短其使用壽命。
開發(fā)團隊決定使用磁石以同步開啟快門，并以磁場緩沖關閉快門時的沖擊力道。于2005 年時，測試實驗室完成同步化的鎖存與釋放(Latching-and-release) 功能。