【DFROBOT SKU:SEN0165 ORP氧化還原度感測器之訊號處理簡易OPA應用電路分析&驗證案例。誰說 高職沒有理論基礎? 】

雖然個人在當年碩士班畢業後在產業界所負責的工作內容，大多並不是專門從事純硬體電路開發，但過去在技職教育體系的電路基礎專業知識和技術累積，還是經常能實際用上的。

尤其我們做嵌入式系統設計、IoT系統設計的人，從硬體電路、底層韌體、開機啟動程式、(針對有作業系統的嵌入式系統)作業系統核心space和user space的驅動程式和應用程式、感測器應用、訊號處理、無線通訊技術應用、PC端的應用程式、行動裝置端的應用程式等等，都必須有一定了解，才能比較完整設計和整合系統架構。

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最近協助一位業界工程師理解一些感測器套件的整合應用，該套件包含一個感測器輸出訊號的處理電路，如下圖。

                       電路圖來源: ORP氧化還原度感測器套件之訊號處理電路的電路圖

https://image.dfrobot.com/image/data/SEN0165/OPR%20meter%20V1.0%20Schematic.pdf

在此，我用個人在15年前、就讀 高職電子科一年級 上學期的 一點點基本電學基礎(Kirchhoff's current law，克希荷夫電流定律) + 高職二年級的一點點 電子學 基礎 (OPA運算放大器的最基本觀念)，

即可簡單分析計算一下 這款ORP氧化還原度感測器 和 pH感測器 套件 的 輸出訊號調整電路 的 第二級 (簡易的計算過程如下方照片所示)。

(誰說高職沒有理論基礎?  我這裡可能只是用到高職所學的所有電學理論的百分之一不到吧)

簡易電路分析計算過程 (使用克希荷夫電流定律)

並且，也使用對於初學者來說相當平易近人且強大的Tinkercad電路軟體模擬一下。

使用Tinkercad軟體進行電路模擬之結果畫面 (2V - 0V = 2 V)

使用Tinkercad軟體進行電路模擬之結果畫面 (2V - 0.5V = 1.5 V)

電學數學計算 + 模擬驗證  + 實際電路  

三個願望一次滿足，全部到位，這個簡單的小例子頗適合做為教材。

至於像是ORP感測器的應用原理 以及pH感測器的基本原理(範圍內接近線性特性與其描述式、校正原理和方式)、廠商提供的sample code是如何搭配等方面的內容較多，未來有機會再分享。

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我始終覺得，我們台灣的教育總是學得太多，但實際吸收、在畢業後能實際運用的內容似乎太少。這代表我們的教育的performance太差了。

不要小看這種簡單的小例子，雖然簡單，但是我在成功大學看過許多領域(例如資訊領域，還是很多題目需要硬體整合背景)的 教授們 (電機博士、資工博士、工程科學博士、機械博士等)，大多是完全不太會這些東西的 (可能他們在當年修完課就忘光了)。

當然，他們「指導」的研究生們遇到這些狀況大多是只是用這種現成的硬體電路模組套件，而較少分析其原理，加上通常這種模組的官方網頁也不會講解電路設計原理。但是，其實若要將這些感測套件應用得「好」、理解這些訊號確切是對應到什麼感測值，搭配廠商提供的sample code到底在做甚麼，是不一定要自己從頭做啦，但是必須還是要有這些基礎知識背景去做些分析，這就是個很好的例子。

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國高中時期的數學和理化學科考試分數不好，就代表一定不適合走理工嗎?

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之前寫過兩篇文章

- 當軟硬體研發工程師，一定要數學和物理學科成績很好才適合嗎?

- 在台灣教育體制下之小時候對數學考試沒興趣，其數學能力就一定會一直爛嗎? 書讀越高越高尚?

因為仍然看到很多人有一些刻板的觀念，所以延續說明

好像很多學生家長仍總是保持舊有觀念，似乎大多以為自己國高中時期的填鴨式數理學科考試分數不好，或者不擅長應對這些學科的「考試」，就認為自己未來不該/不適合走理工科系，或者不適合從事工程相關行業。

其實這是極大的錯誤認知，理工的範圍很廣，層面也很多，絕對不是上述舊有認知的那個樣子

否則以我個人來說，根本不可能走這行，如果按照上述錯誤的舊有刻板觀念，從我小時候對於學校數理學科的排斥程度來看，多數人一定認為我長大後不可能能在畢業後去什麼聯發科當軟韌體工程師，也不可能去輔導成大工程系所的研究生和教授關於工程方面的專業技術和經驗。

我上大學以前，最沒興趣的科目是數理；但上大學後，最有興趣的科目也是數理（我是 讀電機電子工程類的系所）。

因為大學之前覺得沒有賦予物理意義的純數學考試真的很無聊，而物理的科目一被考試制度給填滿就變得不像物理，所以根本不想去應付這些學科的考試，甚至有排斥及厭惡感。

直到高三在補習班聽到補習班電子學和基本電學老師教得很好，才知道數學的實際應用如此有趣，才知道到底為何要學數學，也因為有這些電學科目的啟發，加上上了大學後有了比國高中職時期還自由許多的學習空間，從大一時期就對於微積分和物理之中的電學和磁學深感興趣（其實就連自己都想像不到會有這一天），而當一個人對於一件事情真的有興趣時，自然就會去補足相關的基礎知識，而不是只能被強迫填鴨。

反倒是許多在小時候學科成績表現不錯的同學，到了大學後因為開始沒有人強迫自己，反而就不知道目標導致最後迷失了自己，這在名校或者非名校大學都有著太多的實例（每年每屆都有），這樣子的狀況並不是具備工程專案開發天賦的樣態。

至於從事工程師的行業，其實工程師有百百種，以我自己接觸過的軟硬體整合設計開發性質相關的領域來說，我個人認為最需要的是熱忱、耐心、邏輯和經驗，而不是你國高中甚至大學學科考幾分。

台灣填鴨式的教育方式本來就是不適合多數人的，即便硬吃也不一定會有好的成果；即便排斥厭惡也絕對不代表沒有天份或不適合。

因為填鴨就真的是填鴨，不是什麼適合大多數人的學習方式，更不是什麼很宇宙無敵通用標準。

更何況，每個人在每個階段的狀況和發展本來就不同，而且時代也會變，現在是個網路資訊發達的時代，學習知識的管道並非只能在名校，但上述舊有的刻板觀念應該是幾十年前的（甚至更久），只能說很少人真正隨著時代去更新觀念，也很少人去思考就讀名校的真正意義到底是什麼。

所以我才會覺得，台灣某些產業界公司招募員工的方面總是喜歡看學歷文憑血統（看是否一路讀名校，甚至看到高中讀哪裡）的這個陋習其實是相當的愚蠢（至今仍如此）。

個人就曾經輔導高職和大學都是就讀食品科系的人（他在學時期的學科表現並不好，但其實都還是能逐漸啟發興趣並且輔導起來），後來成功跨領域轉職為韌體程式開發相關職務的工程師。

人有無限的可能，不需要老是把自己和別人侷限在一些奇怪的小框框內。

當軟硬體研發工程師，一定要數學和物理學科成績很好才適合嗎?

在臉書上看到任教於成功大學資訊工程學系的蘇教授的這篇fb公開文章:

雖然我個人大學時期對於所有數學科目(微積分、工程數學等等)都深感興趣而且成績都算不錯(其實成績好 並不一定能代表有掌握觀念，但我是花了不少時間在思考數學背後的物理意義，而這不一定能顯現在考試分數上)，我自己當年的碩士論文也有用到演算法的整合應用設計並且包含實際的開發實作。

但按照我個人的產業工作經驗，我對於蘇教授的這篇文章內容感到很認同。

坦白說，在某些科技業之中，其實許多號稱研發類的軟/韌/硬體工程師平常真的幾乎沒有用到基本加減乘除以外的數學（或極少用到），但必定會需要許多邏輯思考，還有最重要的其實是實際的經驗。

或許在某些基礎學理的理解過程上會用到數理觀念(尤其一些電學)，但是其實所謂的觀念建立，不一定就是傳統教育考試制度的那套能體現。

是否直接用到數學 要看工作性質，也不一定是技術深淺程度的問題，也不是沒數學的就比較不吃邏輯(而且也不一定就比較容易，例如上萬次的壓力測試會有隨機當機的這類bug，這就牽涉到開發者對於整體系統和一些細節的了解程度)。

當然也有少數工程師的職務會直接用到數學，例如做演算法設計與應用相關的工作，但那不是多數。

邏輯絕對是必須的，但如果以為要數理學科很好（很好的標準是體制內所定義的，也未必完全客觀）或者 以為要善於解題 才代表適合走這行，那絕對是錯的，這是台灣社會常有的錯誤認知。

因為其實所謂電資工程(例如軟體或電路)相關的工作實在有太多種類和層面。

- 數學學科考得不好，不代表邏輯不好

- 邏輯可能有很多種

- 應對考試不一定等同於讀書(學習知識)

- 所以也不是讀名校畢業就是做什麼都好，何況現在入學管道早已不是早期的樣子(不一定就是一路都很會考試，何況會考試 和 會做事本來就不是等號)

所以才會有一些過去是讀中文系的人、讀地球科學系的人、讀食品科學系的人，依然可以在軟體程式領域做得很不錯甚至傑出的成果。

當軟硬體研發工程師，一定要數學和物理學科成績很好才適合嗎? 一定要出身於本科系嗎? 一定要名校畢業嗎? 我個人的答案是NO

相較之下，更重要的應該是興趣、熱忱和決心

其實對於學問的追求方式也不需要迷信或盲從，現在是資訊普及的時代，取得知識的管道很多，該需要什麼背景知識的時候，就用心的去補足所需的相關部分即可，看是哪裡不足就去補足，實事求是就可以。不必過度糾結於一些傳統上對於學科的觀念，也不必將這些學科當成神主牌無條件信奉膜拜，更不要讓社會對於這些學科的傳統既有印象變成阻礙自己的絆腳石。

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在台灣教育體制下之小時候對數學考試沒興趣，其數學能力就一定會一直爛嗎? 書讀越高越高尚?

看完「做工的人」六集電視劇，回想自己的一些歷程，有些感觸。

又是長篇大論，講講自己的古（雖然才剛滿29歲），算是給自己作個歷程回顧，看不爽的人就不要看。

自己老家住的是40幾年擁擠老舊的小公寓，再基層不過的勞工家庭。

自己在就讀國小高年級時期的數學科的表現被班導師徹底放棄，也因為自己喜歡熱血有趣的事物（三國志歷史、出師表、神奇寶貝扁扁、紙牌、橡膠玩偶、四驅車、電子雞、怪獸對打機、鋼彈、洛伊德、溜溜球、戰鬥陀螺、RPG、線上遊戲、遊戲王卡快樂快樂漫畫雜誌、各種漫畫和卡通、GB、GBA、WSC、哈利波特系列小說、魔戒小說、小王子）幾乎沒一樣不去玩（就算自己受到的家教方向是極度反對我去玩這些東西而有許多東西沒得買，但總是還是會能從同學那邊借到或A到可以玩的東西），而相對討厭死板的學校教學及考試內容，和教育方式嚴格的父親產生多次衝突，常被嗆說長大之後如果去做工很辛苦就不要抱怨父母沒栽培，所以從沒想過自己會走所謂讀書人的路。甚至在小時候曾想過要搞幫派，也幹過架，嗆聲叫囂之類的事情都幹過，所以更不可能想過自己會走理工領域的技術研發。小時候唯一會被老師特別誇獎優秀的科目似乎是作文和國文（國語），關於作文科目，通常老師還在講解寫作題目時我就已經將內容想得差不多或甚至寫完了。

在國三時期有所謂的「能力」分班（當然個人不不認同這種對於能力的狹隘定義），一開始被按照國一和國二的成績而被分在B組，國二暑假時還跑去加入籃球隊每天跟著練球，當時看著A組同學都在上整天的輔導課，好像還會覺得慶幸。後來也不知道是怎樣，在國三剛開學時的基測模擬考成績分數好像比一些A組的同學還高，所以就被調到所謂的「A組」，但也只是應該算是A組裡面的後段班、璞攏共而已，當時就覺得自己的風格和許多當時所謂成績較前段、多數就讀普通高中的多數同學們有點格格不入，也不太認同當時多數學校老師對於所謂「優秀」的標準，深深覺得教育制度根本就有問題，但當時年紀太輕，其實也講不出個所以然。

國中畢業後考上公立的高職，從此開始就讀技職體系，打從一入學開始就深刻感受到高職專業科目（至少是我接觸的電子工程領域的職科）的理論基礎內容內容對高中職階段的學生而言還真是深奧艱澀（到現在依然這樣覺得）， 顯然國中多數老師就如同台灣社會多數的歧視與成見一樣，根本不了解高職體系。如果負責授課的高職老師本身不是很能理解這個階段學生的狀況和困難的話，其實很難把專業科目給教得「好」，因為很難讓這個年紀的學生去理解和愛上這些專業學科內容，坦白說這是造成許多同學會放棄走專業領域的原因之一，因為體驗不到專業技術開發的樂趣和成就感。自己在高職時期除了高一的數學和物理被當整套之外，也曾因為被老師誤會自己在上實習課的時候在打混，而被叫去走廊罰站過，其實當時也懶得去解釋什麼，因為就是不屑主流教育中的這一切。

幸好自己對於學校某些老師的教學方式以及主流教育體制內的作法一直有所質疑，另外也是因為在了解了台灣社會對於技職體系的嚴重成見和歧視後，就很想證明這些技職教育體系的學科內容其實相當專業，真的非常想要證明這些客觀事實，所以一直沒有放棄。高三時期去聽補習班高三班的基本電學和電子學課程之後，因為教學方式的不同，開始覺得這些專業科目內容真是有趣，就如同上述小時候的各項熱血玩物一樣有趣，自此逐漸熱愛專業科目和這些被賦予工程物理意義的數學（而不是台灣的大學教育之前的極度死板的數學考試給我的印象，甚至應該說這些只是算數考試），這時才知道台灣的大學以前的教育對於許多人來說根本是充滿著許多相當混帳的問題，這與許多學生在大學以前的學業表現一條龍、大學以後的表象一條蟲的普遍現象可能也有關。而自己顯然是適合較自由、較需要找到動力就會自動自律的大學學習模式的，國中小高中那種不斷硬逼且填鴨的方式完全不適合自己以及許多人。

自就讀大學開始，從大一的微積分以及大一下學期普通物理的電學和磁學開始，對這些數理科目大感興趣，會為了思考專業科目內容中的物理意義，而額外花大量時間、接近強迫症式鑽牛角尖的想破頭的去思考應付學科考試以外的數學式子背後所要呈現的觀念。在學科考試的方面(班上其實也有著學測數學科前標以上的幾位來自普通高中的同學)，我的微積分的學期總成績接近滿分、海洋工程學院所舉辦的全學院同學參加的微積分競試是全學院排名第二高分(和班上來自普通高中的一位同學並列第二)、全學院的物理競試全學院特優(似乎是前五名、但詳細排名忘了)，在後來大二的工程數學也考了幾次滿分(當然考試考高這種事並無法完全凸顯前述的興趣和這些對於物理意義的理解和成就感，有些東西是傳統的考試很難考得出來的)，事實上，雖然這是一間國立科大，但是課程內容大部分都是相當數理性質的科目(如微積分、物理(I)(II)、工程數學(I)(II)、電路學(I)(II)、電子學(I)(II)、訊號與系統、機率與統計、通訊原理、數位通訊、電磁學(I)(II)、射頻電路設計、數位訊號處理等)，所以大學階段的數學還真的算了不少，這是讓我大感興趣和成就感的(自己也感到很奇特的是在國小被老師放棄數學的人居然變成這樣)。另外也因為感受到光有學科其實在專業實務上是完全不足的，所以在大一暑假就開始加入實驗室做專題（雖然因為某些因素而換了幾次實驗室，但基本上大學階段因為寒暑假都在實驗室度過，所以大學階段幾乎沒放過寒暑假），學科方面讀到大學全系第一名畢業 (雖然成績這真的不一定能代表什麼。另外順帶一提，雖然學科成績是以傳統數理考試為主，但其實通常這個系的全系前幾名仍然大多都是來自高職的學生，努力還是有差的)，還帶同學一起拿了不少全國專業競賽獎項。後來讀到所謂的名校碩士，畢業後去幹國內號稱底薪最高的公司的科技業工作。因為有著上述的求學經歷，所以花了自己許多時間去主動幫了不少人，用意只是希望他們不要被這個社會風氣文化之下的矛盾所誤導或阻礙。同時也因為這樣，所以不斷有機會讓我深入接觸學術界，所以也逐漸對許多所謂有社會地位的人開始有著深入的認識和了解。

一路走來至今，對於「人」的感想（綜合了觀察及理解台灣社會上相當普遍的勞工階級被壓榨的文化）

或許講到這裡有點跳tone ，但還是只想說

負心多是讀書人

許多人，書讀越高，掌握越多、得到越多，就只是越貪、越怕死、越沒膽、越自私、越務虛

社會的亂象是哪來的呢？主流教育體系內為何充滿著諸多矛盾和問題呢？ 而如果有人覺得這個社會很幸福美好，是因為社會真的很美好，還是只是因為自己運氣好、還沒雖到，甚至也許自己就是既得利益的一群？

懂得去用心理解他人(包含理解在台灣的課業文化下成績表現不好的學生)和他人的職業(如基層的工人和其他任何從事辛苦職業的人)，以及懂得回頭知恩圖報、回饋他人和社會的人，究竟有多少呢？