使用 AI 工具撰寫 miniSMU 與 µSMU 指令碼

如果您是太陽光電研究人員、電池科學家、材料工程師或學生，清楚知道自己需要哪些量測，卻不太習慣從零開始撰寫 Python，那麼 AI 程式設計助理可以幫上忙。Claude、ChatGPT 與 Gemini 等工具讓您用日常語言描述實驗，就能取得可執行的程式碼。不需要任何程式設計經驗。

不過有個問題：這些工具雖然以大量程式碼訓練而成，卻不一定了解 miniSMU 或 µSMU Python 函式庫的細節。本指南以可直接使用的上下文範本解決這個問題，讓您的 AI 工具學到所有需要知道的內容。

ℹ

關鍵觀念：為 AI 工具提供它所使用的函式庫的相關上下文時，它的表現最好。

想像一下，回想一本 10 年前讀過的書的細節，和查閱一本就放在您面前的書，兩者有何差別。這就類似 AI 模型在訓練期間學到的知識，與其「上下文視窗」（context window）中的知識之間的差別。

本指南提供可直接使用的上下文範本，幫助 AI 助理為您的 miniSMU 或 µSMU 撰寫正確且可執行的程式碼。

什麼是上下文範本？

上下文範本是一份參考文件，說明函式庫的 API、常見用法，以及容易出錯的重要細節。把範本交給 AI 助理，就像在請同事幫忙之前先遞給對方一份速查表，他們會做出好得多的結果。

我們為旗下兩個 Python 函式庫都維護了上下文範本。使用方式如下：

在與任何 AI 助理對話的開頭貼上範本
將範本儲存為檔案，放在您的專案資料夾中（Claude Code 使用 CLAUDE.md，Copilot/Codex 使用 AGENTS.md），讓 AI 自動讀取
將範本加入您的系統提示詞或自訂指令

取得範本

miniSMU

miniSMU MS01 範本涵蓋雙通道操作、USB 與 Wi-Fi 連線、硬體 I-V 掃描、電流檔位控制、四線式克耳文量測，以及資料串流。

取得範本：在 GitHub 上檢視，點選「Raw」後全部複製

µSMU

µSMU 範本涵蓋 USB 序列連線、輸出控制、電壓／電流量測、電流限制，以及以軟體執行的 I-V 掃描。

取得範本：在 GitHub 上檢視，點選「Raw」後全部複製

開始使用

從上方連結複製範本（點選「Raw」，全選後複製）
在與任何 AI 工具對話的開頭貼上範本
用日常語言描述您的量測
反覆修改：請 AI 修改程式、加入功能或修正問題

從簡單的開始。先請 AI 寫一個能連線並取得一次量測的基本指令碼。可以運作之後，再請 AI 加入掃描，接著是 CSV 匯出，然後是繪圖。逐步擴充比一次要求所有功能更可靠，而且隨著程式碼逐漸擴充，您也會更了解它。

以下幾點能幫助 AI 給出更好的結果：

說明您的作業系統與 COM 連接埠（例如「我用的是 Windows，裝置在 COM3」）
指定待測元件預期的電流範圍
說明您想要的輸出格式（CSV、matplotlib 圖表，或輸出到主控台）
要求加入安全功能：「加入保護限值，並確保發生錯誤時會關閉輸出」

提示詞範例與產生的程式碼

為了讓您了解這種工作流程實際上是什麼樣子，以下是一些真實的提示詞，以及 AI 助理會產生的程式碼類型。

太陽能電池 I-V 特性量測

「為 miniSMU MS01 撰寫一個 Python 指令碼，從 -0.2V 到 0.8V 以 101 個點量測太陽能電池的 I-V 曲線。假設照光強度為 100 mW/cm²、電池面積為 1 cm²，計算並印出 Voc、Isc、填充因子與效率。將資料儲存為 CSV 檔案。」

具安全截止功能的 LED 測試

「為 miniSMU 建立一個指令碼，對 LED 從 0 到 3.5V 掃描電壓。如果電流超過 15mA，立即停止以保護 LED。完成後繪製 I-V 曲線。」

鋰離子電池充放電循環

「撰寫一個指令碼，以 100mA 對鋰離子電池執行完整的充電與放電循環。內容包括：以 CC 充電至 4.2V、以 CV 維持直到電流降至 10mA、靜置 5 分鐘、以 CC 放電至 3.0V，然後再靜置一次。將所有資料連同時間戳記記錄到 CSV。」

批次樣品測試

「我需要測試多個樣品。撰寫一個會重複執行以下步驟的指令碼：詢問樣品 ID、從 -1V 到 1V 執行 I-V 掃描、儲存為『sample_[ID].csv』，然後詢問我是否要繼續。」

隨時間監測電阻

「撰寫一個指令碼，以施加 1mA 電流並量測電壓的方式監測電阻。每秒讀取一次，持續 5 分鐘，並顯示即時更新的圖表。」

出問題時怎麼辦

如果 AI 給您的程式碼無法執行，別擔心！這是過程中很正常的一部分（雖然這種情況已越來越少）。複製錯誤訊息貼回去，請 AI 修正。它通常能立刻找出問題所在。

以下是一些常見問題與快速解法：

「Module not found」：請先安裝函式庫：

pip install minismu-py  # For miniSMU
pip install usmu-py      # For µSMU

找不到裝置：請要求 AI：「加入列出可用序列埠的程式碼，讓我找到我的裝置」

讀值不如預期：請要求：「加入適當的保護限值，並說明每項設定的作用」

值得一提的是，這些 Python 函式庫使用的硬體指令與 miniSMU 桌面應用程式完全相同，因此無論您以何種方式控制裝置，量測準確度都一樣。AI 只是協助您撰寫程式碼，並不會影響電氣量測本身。