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高級中等學校組

節能路燈行車安全系統

本研究利用車流量顯示器、車輛檢知器、車輛進入道路檢知器、車輛離開道路檢知器及路燈控制模組,製作完成一套『節能路燈行車安全系統』,本系統之主要硬體裝置,採用ATMEL電子公司,所產生之單晶片微控制器(ATMEL AT89S52)作為中央處理模組,其設計方式及硬體架構,將於文中詳加說明,該系統之主要軟體採用組合語言撰寫的,其設計方式及軟體流程,亦將於文中詳述,利用車輛檢知器、進入道路檢知器、離開道路檢知器、計數器、車流量顯示器及路燈控制模組,以達到節約能源自動路燈控制最佳化。

阿嬤的寶盒

臺灣用藥人口比率逐年攀升,所以設計一款因為在這高齡化的20世紀,你我身邊有許許多多的人需長期服藥,又隨著老人癡呆症的增加,常會發生疏忽或忘記是否服藥狀況。阿嬤藥盒的主要特點在於它可以在正確時間提醒使用者的用藥,以防那些注意力與記憶力欠缺的人,因不正確服藥造成身體傷害。 本作品擁有三大特點,第一、有最方便置入藥物的方法,增強讓使用者使用願意;第二、在該服藥時有聲音提醒與記憶功能,使病人可以正確用藥;第三、有彈性便利的攜帶模式,讓外出用藥也不用擔心;以上特點能全方位讓病人輕鬆正確用藥。 未來本作品再結合APP,還能有手機連接提醒,當忘記吃藥時會發送信息提醒家人,更能全面防堵病人錯誤用藥。

熱情來電

在汽車能源使用上,廢熱占其能源消耗的40%以上,而所產生的大量廢熱對於CO2的排放及能源的損耗是非常嚴重的問題。就汽車能源來看,汽車引擎動力只約占車輛能源的30%左右,其餘能源的損失都以廢熱與冷卻形式排出。此專題是利用汽、機車的排氣管的廢熱能轉變為電能並將儲存,而儲存的電能可做其它電器的運用,例如運用於手機充電、行車紀錄器電源。若是排氣管的發電將我們的行動電源已儲存到滿電狀態,這時候若是繼續充電將容易損壞行動電源,所以我們的專題將它再次運用在排氣管的二次點火,讓所排出來的廢氣再次燃燒,以有效降低CO2、CO、HC的廢氣排放,這些的過程我們利用Arduino單晶片來作有效控制,達到「綠能」、「儲能」、「創能」與「環保」的目的。

塑膠微粒對大型蚤生殖的影響

塑膠微粒常見於自然環境中,若攝入塑粒是否會對生物生存造成威脅?本研究以塑粒及小球藻餵食大型蚤(Daphnia magna),以螢光顯微鏡觀察大型蚤腸道並監測小球藻濃度以推測大型蚤攝食情形,並監測新生水蚤個體數。 研究發現大型蚤在濾食中會攝入塑膠微粒,在含0.08 mg/L塑粒的培養環境下大型蚤攝食量顯著減少。在含0.01mg/L的塑粒環境下大型蚤開始抱卵天數有延長、第一子代個體數會減少,且平均體長亦減少。若子代出生即放回無塑環境,可恢復生長情形。 在含0.01mg/L的塑粒環境下,族群大小有顯著減少且在0.08mg/L濃度下的族群在第七天全部死亡,也就是有塑環境對大型蚤生殖及生長確實造成影響。

立即瘋解的情形探討

「立即瘋」遊戲,是由四塊立方體(正六面體)組成,每塊立方體分別有紅、白、藍、綠四種顏色,但每塊立方體顏色的分佈並不相同。而玩這種遊戲的目標是把四塊立方體疊成柱形(四塊立方體的順序沒有限制),一個疊在一個上面,使柱子的四個側面,都恰有紅、白、藍、綠四種顏色。我們定義:若在同一個方塊的六個面中,存在一個顏色出現三個面時,我們以S表示,則4S表示四個方塊均為S;若在同一個方塊的六個面中,存在兩個顏色各出現兩個面時,我們以T表示,則4T表示四個方塊均為T。而本次作品主要是透過點線圖來研究:在「立即瘋」遊戲的規則下,針對紅、白、藍、綠四種顏色的分佈為4S及4T的情形,探討是否有其對應解。

渦˙光˙食˙色!群下的秘密—探討渦蟲個體與群體的游泳行為

體為生物生存的基本單位,而在群體的層次上,往往會導致個體在面對相同刺激時,產生更複雜的行為。在演化上,扁形動物門是首先發展出中樞神經系統(central nervous system)的類群,其中的渦蟲具有明顯的群體活動特性。然而,群體究竟影響了渦蟲的哪些行為?又代表什麼生存意義?我們發現在均勻光線刺激下,渦蟲不論個體或群體,皆會出現沿壁繞行、繞圈或繞8字形的游泳方式,可能為探勘環境的行為模式;我們也發現在食物刺激時,渦蟲可能出現群體分工;在不同能量的色光刺激時,渦蟲的游泳路徑、游泳速率、游泳週期和遠離程度皆呈現不同程度的改變。

Euler’s disk的影像和光

我們用300fps的高速攝影機拍攝Euler’s Disk的實驗影片,分析各圓盤的旋轉時間,旋轉時的進動角速度Ω、自轉角速度ω、盤面傾斜角度α與時間的關係。發現直徑厚度皆大的黃銅盤對玻璃板時間最長。我們也在實驗時打光,利用反射光分析可得較精準且較小角度的α。雖然僅少數圓盤可成功,我們亦錄製圓盤旋轉敲打平板的聲音,分析旋轉時的進動角速度。

小型水力發電系統之設計及實作測試

本研究係針對一台「小型水力發電系統」進行設計、實作及測試,係以一具三個水龍頭之洗手臺為架構,並於前述水龍頭分別安裝直流及交流兩類發電機,並分別於其輸出電路安裝穩壓裝置及3C產品插座,而能此本創作在具備水力發電功能下,仍然可做為洗手台使用。本作品已依沉水馬達抽水實測結果顯示:開啟交流發電機發電(接燈條)時之電壓5.1伏特及電流0.16安培,開啟直流發電機發電(接手機)時之電壓5.03伏特及電流1A。

揭開隔震器的神秘面紗-應用3D列印進行曲面上滾球之消能探究

臺灣隸屬地震頻繁的地區,隨著台灣對建物造型與結構安全的意識提升,為能達到居住安全與舒適的功能,目前建物與文物保存已著重於結構中加設隔震系統以達到減震,因此國震研究中心投入相當成本進行耐震試驗,因此我們想透過本專題去探討此不同區面上滾球之消能效益。 本研究目的係利用機械加工與3D列印進行縮尺建物之耐震試驗,並透過不同變因的實驗組模擬不同地震波下與固定支承的對照組於位移、軸力與加速度上進行比較?並討論他們在實驗後各方面的特性差異並做比較。 藉由結果數據,以隔震盤半徑、建築物載重、地震波週期三點進行討論出隔震試驗之可行性,本研究隔震器於中週期、共振週期、載重2屬半徑20公分皆具有理想的減震效果。

「珠」思泉湧

本研究為更加了解珠鍊噴泉現象,而以塑膠珠鍊、銅製珠鍊進行模擬,其中銅製珠鍊又分為施放高度、杯子深度、珠鍊重量、杯子口徑四大變因作為探討內容。我們推測噴泉現象的產生與珠鍊緊繃程度無關,但可能與不同材質珠子的恢復係數有相關聯。我們由實驗發現珠鍊上升高度與施放高度成正相關、與杯子深度成負相關、與杯子口徑成負相關;噴泉總上升高度與珠子質量成正相關,並得知沒有杯壁銅製珠鍊也可發生噴泉現象。