全國中小學科展

依全國中小學科展屆次查詢

依相關評語查詢

工程學科(一)科

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。

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。

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。

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。

光學自動追日加熱器

本組發現了菲涅爾透鏡有短焦距的效果,因此可達到良好的聚焦加熱,又太陽因地球自轉,有了這幾點動機,所以本組決定採用myRIO做為控制器再搭配Wi-Fi遠端的無線監控、步進馬達的驅動、菲涅爾透鏡的短焦距,以達到聚焦加熱完成自動追日加熱的系統。 本組作品可Wi-Fi無線監控,分為手動聚焦加熱、自動聚焦加熱。但因晝夜長短不同、四季不同,所以本組利用四顆光敏電阻(CDS)進行光源方向感測,做出16種狀態的真值表,讓實際值與設定值進行比較判斷並且二值化,形成一個閉迴路控制;使用myRIO控制器和LabView可圖形化程式設計、虛擬儀表的人機介面做搭配,可透過人機介面可無線監控,最後再由菲涅爾透鏡的短焦距進行聚焦加熱,達成較佳的加熱效率。

自製保麗龍自動切割機

本作品的特色是以Arduino微處理器為核心,利用開源軟、硬體,自製一個電腦數值控制系統的保麗龍自動切割機。使用者只要先以繪圖軟體Inkscape製作出切割路徑的G-Code程式,再以Universal Gcode Sender軟體將程式傳送至控制器,系統即會自動控制步進馬達,將所需切割之圖形自動、快速的切割完成。

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。

結合費氏數列應用於腳踏車平面拼圖塑膠模型之共用模座與頂出設計

塑膠射出是塑膠製品中最基本的製造方法,塑膠原料經過融化以後進入模具內等產品冷卻以後再由頂出板與頂出銷頂出產品,然而在頂出的過程中頂出銷需要擺放的位置需要由產品的形狀和排列方式而定,造成每一組塑膠產品都需設計不同頂出位置,所以進而嘗試使用費氏數列的方法來排列出頂出位置。 參考市面上的塑膠模具發現,大部分塑膠模具都有不同的頂出位置,為了因應不同的產品而設計,故本次利用腳踏車平面拼圖塑膠模型設計頂出費氏列設計裝置製作腳踏車拼圖,所以在設計塑膠模具中可以降低頂出排佈困難,減省時間也節省材料的花費。

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。

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。