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MCU 設計

什麼是MCU?

MCU (微處理器Microcontroller Unit)是一種整合中央處理器(CPU)、記憶體、輸入/輸出介面(I/O)以及各種通訊介面的單晶片電腦,通常被用來控制各種電子產品,例如近年來發展的物聯網中,每一台連網設備都會使用到MCU,其中的功能可能是偵測感測器、收集資料或者將資料傳送給閘道器。由於小巧輕便、成本經濟的特點,MCU在工業電腦與消費性電子產品領域皆扮演著重要角色,同時也廣泛應用於工業自動化、機器人技術、智能製造和博奕市場等領域,根據不同應用領域的需求,市面上提供了從高性能的多核處理器到低功耗處理器的多種MCU選擇。

MCU的市場產業應用

工業自動化

在工業設備、機器人和生產線的控制和監測中,可運用MCU提供可靠的實時控制和資料採集功能。MCU支援複雜的工業通訊協定,如Modbus、CAN和EtherCAT等,滿足工業環境下的耐振、耐高溫和抗噪聲等嚴格要求,確保系統的穩定運行。

機器人技術

MCU可被廣泛應用於機器人的運動控制、感測器管理和通信等功能,支持複雜的驅動電路和驅動算法,能夠高效處理來自各種傳感器的大量數據,並提供智能決策和精確控制,賦予機器人更佳的 功能和性能。

智慧製造

作為關鍵的控制單元,MCU在智能製造中扮演著核心角色,可以控制工廠設備、機器和傳感器,並採集生產線上的各類數據。MCU支持工業物聯網常用的通訊協定,如OPC UA和MQTT,能夠滿足工業4.0和智慧工廠對高度自動化、智能化的需求。

博奕娛樂

在博弈領域中,MCU廣泛應用於遊戲主機、遊戲控制器和博弈設備的控制系統中,提供精密的控制和高速響應能力,並支援各種輸入設備和多媒體輸出,確保遊戲設備能夠穩定、可靠地運行,助於提升遊戲設備的性能和用戶體驗。

工廠環境監測

透過連接各種工業傳感器,例如溫度、濕度、壓力和震動等,MCU可輔助定期採集環境數據,並將數據上傳至主控制系統。MCU還支持設置異常值,能夠及時提供故障預警,有助於工業環境的實時監控和故障預防。

設備與機台監控

藉由MCU與運行指示燈、故障報警等各種設備狀態信號串接,可實時監控設備的運行狀況,並回傳數據至主控系統。當設備出現故障時,能及時發出警報,方便維護人員快速處理,有助於提高設備運行的可靠性。

電源管理

在主電源和備用電源的監控應用中,可透過MCU查看供電狀態,在電源出現異常時能夠快速進行切換,確保設備持續供電。同時,MCU還可以對供電系統的電壓、電流等關鍵參數進行實時監控,及時發現供電異常情況。這有助於確保工業設備和系統的穩定運行,避免因電源問題而造成的意外故障。

安全防護管控

利用MCU接入門禁系統、監控攝像頭等安全設備,可實時監測非法闖入、設備故障等異常情況。一旦監測到異常,MCU會觸發警報並及時將信息上報給上層安全管理系統,以便採取必要的應對措施,有助於保障設備和系統的安全運行。

瑞傳科技MCU技術開發實例 - 機殼入侵偵測解決方案

專案需求背景

在工業電腦系統中,機殼入侵偵測功能是保障設備安全運行的關鍵所在。過往模式當中,由於CPU無法滿足在系統關機時持續監測的需求,而帶來管理上之不便。為解決這一痛點,瑞傳科技針對合作夥伴需求,設計開發了一套基於MCU的創新機殼入侵偵測解決方案。該方案可在系統斷電時依然持續工作,確保偵測電腦或伺服器機殼是否被打開的功能不間斷,有效保障了工業設備的安全運行。

瑞傳應用程式介面(API)服務

瑞傳科技的機殼入侵偵測方案採用低功耗MCU作為獨立控制單元。MCU搭載專用硬體外設,能夠直接串連機殼開關等感測元件,實時監測機殼有否被入侵的情況。在電池供電模式下,瑞傳研發團隊針對省電策略進行了深入優化。他們採用了多種低功耗模式,確保MCU能以最低功耗持續工作,延長電池壽命。此外,瑞傳團隊也注重韌體設計,確保MCU是否能有效可靠地完成任務。為了方便操作使用,我們還將資料傳輸和處理功能封裝成API,支援Windows/Linux等主流作業系統。用戶可直接透過API獲取所需資料,無需自行研究MCU和編程。

瑞傳科技客製化設計與研發服務

基於創新的MCU驅動方案,瑞傳科技最終推出具備功能性與可靠性的機殼入侵偵測解決方案,不僅可在系統關機時持續監測,還能確保電池使用壽命,在硬體介面和通訊協定上也達到了行業領先水平。此外,瑞傳也針對用戶的個性化需求提供客製化設計服務。根據具體應用場景,瑞傳團隊選擇合適的MCU型號,並進一步優化硬體方案和軟體程式,確保最終產品完全契合使用者需求。本次開發專案深受我們的合作夥伴信賴,成為瑞傳科技在工業電腦領域的一大重要成果。未來,我們也將秉持服務至上與技術驅動的理念,持續提供更多創新、客製化DMS服務及解決方案。
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