工程學科(一)科

本研究目的為針對汽車引擎排放廢氣能量損失浪費，建置一個二階段雙渦輪發電系統的裝置，並透過排氣管徑的改變、渦輪功率研究、提升傳動裝置的效能及控制排氣通道回壓降低燃油消耗量的影響，探尋最高效率能量轉換的設計。雙渦輪發電機系統在排氣管路中改裝成為大小渦輪的裝置，利用引擎轉速作適時的改變排氣通道，有效將引擎排放氣體能源再生之裝置。實驗結果顯示，在最不影響引擎燃油消耗量下，讓低引擎轉速小渦輪發電機，能夠在微量排氣能量下電能輸出反應良好；高引擎轉速時，大渦輪發電機增加高排氣能量之充電能量。進一步發現，二階段雙渦輪發電機系統能夠抑制引擎排放廢氣的噪音，也可取代消音器的功能。

本研究利用鑽石刀刻畫與加熱膨脹裂截玻璃杯的方法，製作出實驗所需規格之圓筒狀玻璃杯，以免費的個人電腦聲頻分析軟體，偵測玻璃杯振動所發出聲音的頻率，探討玻璃杯深度、口徑、厚度、水位高度等變因對頻率之影響。研究的結果發現，當玻璃杯深度愈短、口徑愈小、杯壁愈薄、水位高度愈低，敲擊後所產生的聲音頻率愈高，並成功地歸納出玻璃杯振動頻率與各項變因之間的定量關係式。對於不易觀測到之內容液體的容器而言，若能利用本研究的方法與結果，建立起各種內含液體容器或管路振動時所產生聲音頻率關係的資料庫，未來只需偵測其振動聲響之頻率，就可以推斷其結構或內容物的變化，可以作為一種非破壞性的檢測方法。

在銑床加工時，必須將工件敲打至與平行墊塊貼齊後才能接續加工，但目前只能靠手感去敲打，這是很空泛的。我們在專利局檢索平行墊塊，發現並無可以清楚顯示是否有貼齊平行墊塊之裝置；我們利用金屬導電之特性，設計製作出可清楚顯示哪邊不平整的智慧型平行墊塊，經測試與實做後，其夾持時間大幅減低三倍以上，且當指示燈全亮時，工件平面度皆能控制在0.015mm內，是相當精密的夾持。 在使用智慧型平行墊塊時，可參照LED指示燈之狀態，哪個相對應邊沒亮燈就輕敲哪邊，待四個感應點之LED指示燈全亮時即可進行加工。智慧型平行墊塊將完整指示出翹起的地方，使初學者也能進行快速的夾平工件，輕鬆地達到師傅級的精密程度水準。

時代的演進，空汙一直是現今社會的重大問題，工廠、汽機車所排放的廢氣、二氧化碳，造成嚴重的空汙染，空氣中的懸浮微粒影響至雨水當中，雨水就變成現在俗稱的「酸雨」。酸雨對植物及土壤造成的影響甚大，會對植物造成角質層的破壞，也會造成土壤陽基離子流失。過量的酸性物質會影響植物的正常機能，導致植物枝葉枯萎，降低土壤緩衝能力，影響植物營養吸收及森林的衰退等連鎖反應，並造成湖泊、河流水域環境酸化及重金屬累積，進而危害整個水域生態。但如果能善加利用使用雨水灌溉，豈不是能減下龐大的水資源，有鑑於此，我們討論思考調節雨水酸鹼值，經過濾後成普通用水，供灌溉使用，來節省水資源的浪費。

本研究將屬於再生能源之太陽能板搭配直流沉水馬達應用於水耕栽培，建立太陽能魚菜共生系統，藉由實驗探討太陽能板應用於精緻農業上之可行性及環境參數對實際魚產與蔬果收穫量的影響。結果顯示只要做好結構的安排設計及有效的能源控制，確實可達到創造出消耗最少的能源而生產出有機無毒食物之生活環境。 但因無法時時守在魚菜共生系統旁，也因環境變動對魚菜生長影響極大，因此我們利用由Arduino和App Inventor 2結合來建立遠端監控的太陽能魚菜共生系統，透過App即時監控水質，當生長條件未達標準時，自動啟動植物生長燈和沉水馬達之運轉，也能透過App手動控制，營造出生物適宜的生存環境;同時可在App 操作介面聲控馬達和植物生長燈之運作，以增加使用便利性。

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。

這個專題是利用現場日光燈源當作偵測媒介，達成偵測硬幣及計數功能。製作過程中，遇到了許多誤差方面的問題，我們都堅持使用數學理論與程式技巧來克服。除充分利用了單晶片的功能，也讓機台的體積得以縮小。且因為硬體電路簡單，除了維修方便，成本亦能降低。此外，運用電腦繪製3D設計圖，將各項參數精確化，配合雷射切割機，使我們的作品可以被大量複製。成果不只可用在硬幣分類機，未來更可運用在其他的即時偵測機制上，不會侷限於單一裝置。

研究為紙電路印刷機之研發，我們將紙當成電路板的基材，以銅箔與銀箔為佈線的導電材料，研究銅箔與銀箔在製作時，所需的時間、溫度、印刷電路完成度、耐流值與耐熱值等因素，來驗證我們研發的紙電路印刷機適合用於學校實習課程教學，培養學生LAYOUT的能力，亦可以把學生實習課程融入環境保護的概念。

本實驗希望藉由聲波的反射、駐波、干涉等等原理特性，來發展出具備環保且安全的方式消滅火源，過程中我們利用藍芽無線技術與Arduino晶片結合應用，當收到藍芽發射訊號後，能透過Arduino發送所設計的低頻接收訊號(25Hz-50Hz)透過功率放大器，再由功率放大傳送到達單體，最後利用狹管效應(Valley effect)與揚聲器發出聲波，並產生高密度聲波，利用疏密波的密度高低，來有效的阻絕火源的擴散、和燃點的餘溫，讓此設計成功的具備有效率、低成本、零汙染的聲波滅火器。

這項作品目的在於它是利用壓縮空氣於磁力結合，而柔軟度達到比一般彈簧避震器效果好很多，我們可以運用在課堂上所學『機件原理、電工概論與實習』科目，搭配我們汽車的專業知識去解決我們發現的問題;腳踏車龍頭磁浮避震器的效果為避震器是利用兩枚強力磁鐵相斥與逆止閥原理，內部有些許的小洞，才不會造成避震一下就彈回，能增加舒適、平穩度，有微量壓縮空氣的效果提升避震度，腳踏車在行駛中能夠增加雙重避震的功能、減震效果提升，在緊急煞車時重心變化小，並且減少手腕及肩部的負擔，騎乘上坡輕鬆、下坡平穩，可增加把手操控性，長途行駛也不易疲勞。