智慧型電機接線實驗監控介面設計

Abstract

摘要 在電機教學的領域中，教師除了教授電機相關課程外，也必須配合實務電機實驗，讓學生能夠從電機實驗接線到操作的過程中，獲得知識經驗並能驗證理論的正確性。但電機實驗設備昂貴、操作危險高且故障維修困難，加上學生人數眾多，教師無法充分掌握到每一個學生，而降低了學生的學習興趣。因此本研究設計一電腦輔助教學的智慧型電機實驗接線監控介面，提供一個更完善、更多層次的學習環境，從旁協助教師引導學生，使學生在沒有機械故障等危險的顧慮之環境下快樂學習。 目前已有許多運用虛擬實境來進行教學的例子，但還是缺乏隨機應變及臨場感，學生面臨實際操作實驗時，大多數會有心理壓力大及不知所措，基於此點，本研究採用具開放式GPIB標準界面的資料收集系統的Digital Input/Output (D I/O)功能 ，建立一與實際電機實驗接線平台相仿的實際接線服務面板(Reality Wiring Service Panel; RWSP)，讓學生可以在平台上自然的練習並融入真實的電機接線實驗情境。另外本研究也提供了虛擬接線服務面板(Wiring Service Panel; WSP)以及符號連結服務方塊(Connection Service building Block; CSB)的虛擬接線練習，讓學習者在課後也能夠進行電機實驗接線的練習。 本研究提及使用JAVA與JESS(Java Expert System Shell)發展系統的核心，應用即時、跨平台及專家系統的特性來增加系統的互動及智慧功能，適時地提供輔助教師對學生在實驗過程中的隨時監控及引導、示範，且讓學生能在課後利用虛擬電機實驗接線平台，進行練習，在沒有心理壓力的環境下，達到技能學習的目的。 綜合上述，本研究所建構的智慧型電機實驗接線監控介面，提供了具真實性(realism)、互動性(interaction)、智慧性(intelligence)的電機實驗接線服務環境。