工程學科(一)科

本研究以FFP 做為乒乓球3D影像重建凹陷分析與辨識，它利用條紋相位位移投影於乒乓球表面而分析相位與相位差分變化以獲得乒乓球面前後幾何距離。這對乒乓球製造者、比賽 單位與運動者而言可得知乒乓球品質與好壞，因此具有極大的助益。 此乒乓球結構光量測平台包含了3D影像重建分析光學系統與自動化量測機台之軟硬體整合辨識系統。本研究先建立了有參考平面結構光條紋量測乒乓球系統，並提出無參考平面與傅立業轉換法;前者可以減少量測系統空間，後者則可以減少量測時間，二者對量測效益具有很大幫助。 本研究已有初步分析與辨識成果，但未來仍需努力，包括加強辨識精準度、結合人工智能技術達到更佳辨識效果與應用於其他球體曲面量測等等。

現本專題是建構無人載具車進行探勘平台的開發，其主要以Arduino Mego 2560作為本地主控台，輔以OLED顯示螢幕展現各類偵測資訊如溫濕度等，並以藍芽模組將相關資訊傳送至遠端平台顯示，除了探測相關資訊外，還將無人載具周圍的環境影像透過ESP32CAM無線wifi攝像頭模組傳送至遠端平台，以提供遠端平台對於周遭環境的掌握及判斷執行相關的控制，因此探勘平台將可提供許多不適合人類到達的場景進行許多探勘及相關救援等行動。

我們利用了藍芽系統來控制馬達的正轉以及反轉，這樣就形成了收線以及放線的功能， 也利用魚群探測器來幫助釣客尋找魚群，當魚群探測器偵測到魚類時會發出鈴聲來通知有魚類在附近，也可以感測周圍是否有障礙物且可以偵測深度，這樣就不用漫無目的的等待是否有魚群。往往傳統都是用手來轉動捲線器使釣竿收線，但我們利用了馬達與壓力感測器的結合，把收線的方式更加精簡，馬達與壓力感測器就可以組合成一個觸發收線的零件，當壓力感測器被拉扯時到達一定數值的壓力後，會帶動馬達的轉動，就形成了一個自動收線的流程。當覺得釣不到魚了或是太多障礙物時，也可以利用手機來控制馬達的收線來幫助釣客，不一定要等到魚上鉤後才能收線。

地球自轉一周，需要24小時，因此地球一面處於白天，另一面則是夜晚，從外太空看地球越先進的國家的夜晚，燈火通明點亮整個城市。當愛迪生發明第一個燈泡時，讓世界夜晝變白晝，照明設備的演進，也照亮人類的文明，各式照明設備有相對的使用壽命，當路燈或照明設備故障時，需要專業維修人員或水電師傅進行更換，有時也讓照明設備久久未能即時修護。本作品設計概念，用於路燈或照明設備，路燈發生故障不亮時，系統偵測故障時並進行自動修護，將不亮的燈泡變成會亮的燈泡，達到即時修護的目的。作品以單晶片微電腦為主控制，LED驅動電路、霍爾電流感測器、使用Zigbee建構區域網路、步進馬達控制，結合IOT物聯網概念，設計具有故障自動修護及回報功能系統。

本作品研究在於設計製造出一款能裝置在一般窗戶外側的“智慧型導風機”來引導室外自然風進入室內，以增加室內空氣的流通，構想是依操作者個人對進風量之喜好感受，設定按鈕電動驅動左右兩片導風窗板外推至適當角度後，再由風向感測器偵測出當下的風向數據，透過Arduino程式運算控制左右兩片導風板的葉片組，依不同風向進行一開一合的動作，讓側向風亦能導入室內，使得室內的空氣流通得到最大化，藉以改善室內的空氣品質。

最近國內外災害頻傳，因此我們自製超低頻物質波感測器。融合類比訊號處理電路、數位化的分析系統。擷取外界環境或人體微弱的訊息，匯入電腦存入資料庫，加以辨識，將分析結果傳輸至筆記型電腦，供相關人員處理。提供災害預警與諮詢，達到遠端監控、現場搜救、守護國民安全之目的，本研究系統包含下列功能： 一、偵測超低頻物質波 研發超低頻物質波感測器，能偵測到微弱的超低頻物質波。 二、類比訊號處理電路 利用運算放大器，組合成多階濾波器，去除雜訊。 三、自動化檢測介面 全自動訊號取樣，並進行訊號處理與分析，並立即顯示時域、頻域訊號的波形。可以即時偵測地震，或災難時偵測生命跡象。

這次科展以國家級警報細胞簡訊為發想，研究如何降低逃生的難度，也是為了災害發生時能夠減少受災人數同時加快逃生速度，製作模型來模擬地震來襲時的應變措施，在模型上裝設警報、自動開門和緊急照明的功能，為了提高房屋倒塌後的存活時間，也設計了可輕易找到地震避難包的裝置，並自動檢查、提醒地震避難包內的物品狀況，系統以Arduino Mega 2560及ESP32為核心，並利用RS485傳輸介面接收訊號及控制各個元件做出反應。

物聯網為未來發展的核心與趨勢，因此我們自行撰寫程式碼並結合Arduino(嵌入式硬體平台)和酸鹼值與溫濕度感測器，組裝一台可遠端操控的智能船，搭載無線傳輸技術(藍芽、Wi-Fi)，應用於檢測水域中水質酸鹼值、水溫、氣溫及環境濕度。 再以智慧型行動裝置(手機、平板或筆電)，將本研究裝置─智慧遠端遙控船，實際於高雄地區生態池和湖泊中進行環境分析。經由量測數據相互比對後，準確獲取選定地點水域中的pH 值與溫(濕)度。本研究具有操控便利、自由規畫路徑、水域障礙閃避與距離回傳等功能，視野範圍內自行手動控制，依據偵測任務需求或行駛環境狀態，進行航行控制的水面監測。提升監測工作的安全性，操作介面簡易便利，系統穩定成本低廉。

近年來，政府積極推動綠色能源，太陽能光電也愈加廣泛地被使用，但市售產品仍存在一些缺點，包括電源轉換易出現空窗期，導致兩電力無法接續迫使電器無故被關機。而逆變器是系統中最易故障設備，常以定時、光控或手動方式延長壽命不僅不人性化，當遇故障遠端者也不會第一時間得知，且須返回以人工切至市電才有電力可用。此外，目前流行以鋰電池當作儲存設備，若不幸遇充電管理異常會導致發熱膨脹有危險疑慮。上述問題逐一分析融合智慧、監控、管理、便利與實用五大面向，尋求最佳的改善方式，共同打造更好的綠能環境。

本研究期望能藉由探討聲波的相關物理特性，研發出高效能的空氣濾清器。研究過程中，利用程式設計的基礎設計出許多低頻的頻率，再經由傳輸與測試後取得其聲壓頻譜、聲壓、聲強、聲功率分布等物理特性之數據，再藉由聲強與聲功率分布之物理特性，設計結構與完成作品。