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工程學科(一)科

可程式控制轉向電磁砲

飛機起降安全很重要,據統計, 世界上每年大約有1萬多隻各種飛鳥撞在飛機上,現階段預防鳥擊的方法除了最初就需要評估生態環境外避免鳥類棲息或遷移地點,恐嚇是最簡單和最直接的驅趕雀鳥方式。 本實驗採用arduino執行砲口轉向與仰角等可程式控制處理,透過PCB電子電路模組對電容進行充電達發射程序,進一步對發射進行彈道學分析。實驗環境於人煙稀少處做射擊模擬,藉由高速攝影與三位人工觀察判斷實驗數據。 最後模擬規劃金門尚義機場,藉由GOOGLE空照計算機場跑道長度,按比例推算放大實驗設備性能,參考研究歸納的合理射程範圍沿著跑道兩側最適當配置。因彈藥具磁性,發射後可立即出動強磁回收車清理跑道彈藥殘渣,於跑道安全優於其他彈藥驅散成果。

最後的防線-平交道柵欄預警系統

平交道是我每天上下學的必經之路,而在108年九月六日花蓮中華路平交道發生了一啟死亡事故,事發當時,沒有人按下警鈴錯過了黃金救援時間而發生憾事。這啟事件不禁讓我對平交道的安全性打上了一個問號。所以我們希望運用在我們電子資訊學程中,學習到的程式撰寫技能製作,搭配Arduino uno板製作出一套能夠自動通報的系統,增加通過平交道時的安全性。

自製通訊無人機傳輸求助系統

本研究利用定翼機高度機動的特點,發展全自動的移動式求救系統,改善現行求助系統之不足。首先利用定翼機敏捷及可滑翔優點,經不斷改良機體與優化PID等各項參數後,發展出穩定飛行的第五代架構,並結合GPS系統與基地台位置定位,讓定翼機能自主修正航線往基地台飛行。 接著探討到達電信基地台訊號範圍後,結合NB-iot網路發送求救訊號,除了可以傳遞受困者座標位置、也增加傳遞環境數值等資訊,方便搜救者根據相關座標等資訊,解析受困地點、爭取寶貴時間。 與傳統求助與搜救過程相比,本研究結果能大量降低手機訊號達不到的搜救死角問題,讓管理人員更快得到人員求救訊息,更讓搜救部隊快速知道搜救位置等資訊,抵達救援地點,大大提高人員生存機率。

雲端智能健康管理冰箱套件

因近年來食物浪費嚴重,相關議題已被聯合國納入永續發展指標第12項中,加上國人對健康飲食的風潮,本研究希望應用物聯網,結合硬體的感測、雲端程式架設與手機App技術建構一組健康管理智慧冰箱套件,以減少家庭中食材的浪費。實作研究藉由冰箱食材儲存機構的設計並將ESP32控制板安裝於適當的空間,其存儲機構內之極限開關感測器能即時讀取並傳送食材之種類與時間資訊至雲端介面資料庫,然後雲端程式會依使用者每日活動量與身體資訊,根據衛福部飲食指引與相關文獻求出使用者每日熱量建議攝取值,最後結合冰箱食材與個人偏好進行健康食譜的決策推薦,以達到避免食物浪費與健康飲食之目的,其所記錄的資料亦可作為後續家庭食材管理與個人健康分析依據。

低造價 AI 物件識別廚房防災 LINE 簡訊警報系統

傳統火災警報器無法有效預防火災的發生,且不但容易在烹調時誤觸也無法將警訊傳給在外的住戶,本研究結合遠紅外熱傳感陣列與物件識別,並配合蜂鳴器及LINE簡訊開發一款「低造價 AI 物件識別廚房防災 LINE 簡訊警報系統」。運用物件識別,本警報系統不需事先手動標記廚具位置即可自動偵測常用廚具的位置、監視其個別溫度是否超出該物件的警報溫度。本警報系統在操作上對一般民眾較友善,對可移動的廚具具備警報能力,且對於非廚具的範圍也設有警報溫度,亦可防範電線走火等非廚具造成的異常高溫。此外,本警報系統在監測到溫度異常狀況時,會根據現場是否有人而發出警報音或可手動取消的提示音,適度減少民眾在烹調時受到的干擾。

「永不凍僵」─可控制保溫複合材料之製作與應用

本系統運用石墨添加聚矽氧聚合物製成導電薄膜,通電後電壓與電阻依據歐姆定律與焦耳定律產生熱能,製成輕薄且柔軟的加熱片或網狀。配合單晶片為核心的恆溫控制系統,通電後溫和穩定地加熱,輸入設定值當溫度達到32度C時會停止加熱,當溫度過低時會啟動系統開始加熱。藉由手機的APP連接WIFI用電晶片傳到基地臺,可以直接用手機看到整個系統的環境溫度狀況,藉由APP遠端遙控可以達成我們所想的節能目的,還能夠及時了解狀況,維持所需的溫度,讓溫度不會過高或過低。因此防止農作物失溫,增加農作物的存活率。

防鎖死爆胎自動減速煞車系統

ABS已是目前汽車基本配備,基於安全的理由政府也希望機車能強制安裝,因此我們利用車上的爆胎感知器將異常變化的胎壓經由CPU控制ABS短暫作動以提高車輛穩定性。 車主往往因輪胎疏於保養,或一些不可抗拒因素,在無預警情況下發生爆胎,在爆胎發生後能夠平穩的處理這樣情況的駕駛卻少之又少,針對此問題我們設計了關於爆胎後能夠控制點火系統並同時以ABS煞緊另外一輪,主動安全的介入,讓打滑的現象盡量減小,以保障駕駛人與其他用路人的安全。

急酷降溫:開發水冷式CPU散熱模組之研究

目前水冷散熱系統普遍應用在電腦CPU降溫中,雖然水的「比熱容」比空氣及大部分介質都高,但因水冷散熱系統內冷卻液的熱量,最終仍靠風扇送到機殼外,故CPU之最低溫度仍存在一個臨界值。本研究旨在對於「一體式」與「分離式」電腦水冷散熱系統及「熱電致(製)冷晶片」(Thermoelectric Cooling Module)結合進行模組開發設計,將此兩類相關元件搭配結合,以突破傳統水冷式散熱所無法降達的溫度。本研究將「致(製)冷晶片」之致冷端及水冷系統作結合,利用致冷端作為吸收CPU主要熱量,結果發現:與單純只利用風扇將熱量帶走的方式相比,本研究所開發之『第一代』一體式散熱模組與『第二代』分離式散熱模組皆成功地將頂級CPU之工作溫度再壓低,使電腦工作效率維持在最佳範圍。

銑床六面基準加工類比數位化之研究探討

銑床基礎加工實習,技術層面著重於六面體銑削。如何將六面體相臨兩平面間垂直精度建立,決定了工件後續尺寸控制依據。 實習老師指導我們對銑床主軸中心、虎鉗鉗口固定面、虎鉗底面校正,旨意建立材料置位對應虎鉗夾持角度對合關係;問題是實作上我們無法重現精確達成。依功能性分析發現關鍵在於夾具、工件、軸系三者間無法快速定位校正問題!本研究創新方式是設計增加可重置夾持單元及類比轉數位角度控制單元,以銜接置換維度方式進行定義”固定件位置”,快速獲取重置加工基準面趨近一致於機台軸系方式,有效解決人為校正操作技能不確定性。

智慧型雲端監控孵蛋裝置

本研究之目的是以智慧型雲端監控孵蛋裝置,以取代目前市面上看到的孵蛋器。市面上孵蛋器大多分為兩種,第一種是當溫度未達到所需的設定值時,就持續通電加熱到達設定值後再斷電,這種控制方法非常簡單,但缺點就是溫度的變動量也隨之變大。第二種則是透過精密溫度控制的設備,來達到我們所要求的溫溼度,這樣的控制方法雖然穩定,缺點則是需要高額的花費。 因此,本次研究的方向是設計穩定且易於控制的孵蛋裝置。此作品運用PID控制理論結合ESP32雙核心,配合利用第一核心進行PID控制、第二核心進行連線狀態的監控以及資料的傳輸,並且運用APP應用程式來操控孵蛋裝置。實驗結果證實,此研究能以精準、誤差小、穩定度高和便利性來達到我們的目的。