測詴儀器與工具

在本章節將針對本研究會使用到的儀器與工具做簡單的介紹，待瞭解各儀器 與工具的用途後，再做更深入的介紹。

3.1.1 硬體裝置與工具

1. PEM 電池堆模組

該電池堆模組是由燃料電池與風扇所組成的。在燃料電池的部份是由 22 個電池所組成的，每個電池的質子交換膜(proton exchange membrane)面積 為 8 cm²，最大輸出電流為 2A，而電池電極的部份是以串聯的方式連接。

該模組內總共配有 2 顆風扇，每顆風扇的工作電壓範圍在 3V 到 12V 之 間。PEM 電池堆模組如圖 11 所示。

圖 11 PEM 電池堆模組 2. 壓力計

壓力計如圖 12 所示，其功用主要是偵測電池堆內的氫氣蓄壓狀態。

圖 12 壓力計 3. 電磁閥

電磁閥如圖 13 所示，其功用是讓電池堆內多餘的水排出，讓電池堆運作 時，不會出現泛溢(Flooding)的現象，而電池堆的性能可以更加穩定。

圖 13 電磁閥 4. 電源供應器

電源供應器之主要功用為提供電力給電路板，而該電源供應器供給電路 板之電壓設定為 20V，最大輸出電流設為 3A。

5. 電路板

電路板的主要功能是提供電力、控制與偵測周邊的裝置。它直接面對需 要控制與需要被偵測的物件，如電池閥、風扇、壓力計、溫度感測器以 及電池堆的輸出電流值。在電力的部份，電路板可以供應電力給電磁閥、

壓力計與風扇，其中風扇的風量大小是依據供應電壓的大小來決定。控 制功能的部份，電路板可以控制電池堆的輸出電流值，也可以控制電磁

閥開關的時間長短。而在偵測的部份，電路板可以讀取壓力計的壓力值、

環境溫度與電池堆溫度。

6. 電腦

電腦將與電路板連接，其連接線材為 USB 線材，且電腦與電路板可以透 過 USB 的線材進行通訊。電腦端所負責的功能為：處理設定、運算及收 集資料。而透過運算後的結果，電腦端的軟體即可知道控制值，之後再 將控制值傳給電路板，讓電路板進行風扇的控制。

3.1.2 電腦端的軟體工具

1. Java 軟體

使用 Java 開發出一套控制軟體，該軟體有收集資料以及通訊的功能，並 包含一使用者操作介面，使用者介面如圖 14 所示，其介面包含各周邊裝 置的設定參數。在收集資料的部份包含：電池堆輸出電流、環境溫度、

電池堆溫度以及電池堆的變化溫度，以上數據的記錄時間為每秒一次。

在通訊功能的部份，該軟體與電路板是使用 UART 的通訊格式，且該軟 體可以與 Matlab、Weka 結合，利用它們來處理 ANFIS 與決策樹的運算。

圖 14 軟體介面 2. Matlab

具有強大的運算能力，在此負責處理 ANFIS 的訓練與運算。

3. Weka

負責處理決策樹的學習與篩選資料的功能。