工程學科(一)科

窗戶是室內與室外的主要空氣流通管道，妥善調節窗戶可以替人們空氣污染防護做把關。污染物中PM2.5對人體的危害最大，WHO已正式將PM2.5歸為2級致癌物質，最新的健康醫療報導更指出PM2.5會造成腦損及中風。所以建築物的通風調節，窗戶至為重要，因此如果能自動偵測污染濃度逕行調節窗戶，並啟動除污裝置，可避免人們暴露在PM2.5等污染物的危害之下。 本次研究使用檢知元件來偵測PM2.5、照度、溫濕度、風速、空氣品質等，取得環境變因，再配合微控電路有效運用控制技術，賦予窗戶智慧，從PM2.5危害隔離、空氣品質、舒適度及適當照度等觀點來進行實驗研究，以全面性的整合達到無微不至的PM2.5智慧照護窗。

自發明電燈以來，一直採用有線的控制方式，須在牆上開槽、埋管線、穿電線來安裝開關，以控制燈泡，若要加其他開關須重新鋪線。為解決此問題而發明無源無線開關，但成本高、配線複雜，是目前的痛點。 本研究特色在於直接使用內建無線接收模組的控制器開關取代傳統2P（二個接點）開關模式，從雙向閘流體的開關接點上取得漏電流的能量來提供接收模組所需電源，且無鬼火發生的問題，以取代市面上需額外加電源線的問題，只要雙線且不分極性，以達到接收器無源的目的 ; 利用電磁感應定律，藉由按壓方式使線圈內磁力變化進而產生感應電流，以達到發射器無源的目的，將此二種設計整合即可達到無源無線多控的目的，且降低製造和配線的高額成本。

一、魚菜共生，對於都市中的人們來說，有著莫名的吸引力，因為聽到以魚的排泄物來種菜，這是一個很好的概念了，我們只要給魚吃飼料，魚的排泄物就可以透過硝化轉換成蔬菜要的硝酸鹽，可以魚菜兩收，又可以省水愛地球，還有收成時的心靈滿足，以及療癒的功效，真的是一件好事可以多面豐收，何樂而不為！ 二、一般而言，1公斤的魚可種植50公斤的蔬菜。另根據英國魚菜共生協會（Aquaponics UK）提供的數據，養1公斤的魚，生產至少50公斤蔬菜和0.8公斤魚肉。「魚菜共生」有機農耕，是利用水裡的魚釋放養分給菜，菜再吸收養分淨化水的一種有機耕作法。

時機歹歹，工作愈來愈難找，社會新鮮人的平均薪資每每下降。但您知道嗎？有許多傳統產業相當缺人，且薪資誘人，這些工作的資深人員通常稱為「師傅」。但這些工作的特性是「辛苦且需技術性」，年輕人要學習「師傅」的技術，通常需日積月累的經驗才能出師，這段學習時間長且辛苦，無法撐過煎熬的新人退出，自然形成產業人力斷層。 重機械挖掘機是一個典型的例子，操作挖掘機需要靈活的反應與操作經驗，入門新人操作動作較慢、施工結果有落差，會造成整體施工進度壓力。本研究希望能擷取前述「師傅」的技術經驗，融合到智慧型輔助系統上，以縮短入門技師學習時間、降低入門門檻，以期減小產業人力斷層，增加就業機率，也增加整體工程效率。

以製作出價格便宜又輕巧的電子機械手義肢為目標進行設計。使用FPGA進行控制，搭配伺服馬達、彎曲感測器等零件完成功能。讓使用者可以完全複製另外一隻手的動作，或是使用肩膀控制電子手的張握。並且擁有以OLED顯示的圖形使用者介面，操作簡單容易。加上3D列印的手掌外殼，達到目標。

茶飲杯在飲料喝完後，使用者無法將薄膜割除，以致於茶飲杯亂丟，大杯與小杯無法分類，薄膜未除造成無法堆疊，造成垃圾佔的空間增大，使垃圾場一座一座蓋，塑膠杯與紙杯又同在一起，造成環保人員疲於奔命，問題一大堆… 本研究即想要在一個集中點收集數量很多的茶飲杯，製造出一台機器，能解決茶飲杯造成的環保問題，無論大杯或小杯，也無論是紙杯或塑膠杯皆能自動分類堆疊成一堆，讓環保人員輕鬆的處理茶飲杯的問題，讓垃圾場減量，解決環保問題。 本研究讓操作人員將喝完的的茶飲杯，無論是紙杯或塑膠杯，無論是大杯或小杯，都能自動除膜、自動分類與自動堆疊，這一部機器做出來，是解決茶飲杯無法分類的好方法，符合環保理想。

本作品結合二行程引擎壓縮功能與四行程野狼引擎可換檔功能，完成一座具有變速、打氣及類似機械增壓功能之多功能節能發電機平台。首先，將四行程引擎與二行程及發電機組連結，利用四行程引擎內打檔之特性調整轉速。接著，二行程引擎原火星塞位置接上逆止閥及三通管，並將其所壓縮之高壓空氣輸入四行程引擎內，提供一類機械增壓效果之壓縮空氣， 經由球型閥控制將壓縮空氣打入空濾盒增加進氣量以提升引擎容積效率或作為充氣使用。 發電機可使用打檔機車引擎可適合各負載狀況，當高電量負載時，引擎調為低速檔增加扭力，克服發電機之反電動勢轉矩。當低電量負載時，由於反電動勢轉矩下降，可切到空檔或高速檔，達成節能省油效率。得知理論用實驗證明。

本研究研發電動助行車騎乘輔助裝置，能依車主的體重和爬坡的角度，自動判斷並給予自行車適當的助力，車主只要依規畫好的速度騎乘就能使自行車持續前進輕鬆踩踏，達到健康騎乘的效果、提升自行車騎乘樂趣，騎車資訊整合於車頭螢幕以提供車主瞭解騎車之各項功率數據。本研究建立自行車最佳化騎乘之功率曲線圖，為瞭解騎自行車爬坡所需功率，車主可依自己的FTP值（功能性閾值功率），查詢爬坡之騎乘速度，查詢爬坡所需之功率與騎車可維持之速度，以協助車主完成自行車的騎乘，騎車過程中車主可觀察螢幕顯示速度是否過快，以確保車主的體能能夠負擔，並順利完成騎乘活動；作品結合太陽能板發電，強化電動助行車之電能部份。

本研究之物聯插座是以Arduino控制器為核心，結合手機App Inventor 2(AI2)的智慧控系統，以主從式架構模型所設計，Arduino控制器為伺服端，智慧型手機為用戶端，在伺服端部分，主要包含Arduino 控制器以及擴充板與遠端智慧控系統所需的各式感測與驅動元件。控制器主要用來接收用戶端的控制指令，指令經過程式解析後，則會執行感測元件的訊號或數據並傳回用戶端或是相對應的驅動元件。 透過物聯插座把所有設備、感測器都透過網路連接起來，讓不只是一個插座而以，而是家庭數據收發與控制中心，並可串連其他家庭應用軟硬體，成為智慧家庭生態圈的驅動器，讓使用者享受到便利、舒適與安全的家庭生活。

近年來Maker風氣盛行，四軸飛行器成為時下熱門的話題，玩家們藉由自行組裝四軸飛行器，學習其中運作原理。而我們希望以較低的製作成本，達到與市面上現成品相同，或更進階的功能。而選擇使用Arduino做為控制，開放原始碼的專案也讓零件及軟體的選擇更有彈性。我們在製作過程中，了解自行組裝的四軸飛行器會遇到那些問題，及飛行時不穩定的現象，在實際組裝一台四軸飛行器的過程中，也一一解決所遇到的困難。組裝完成後，我們也以不同的方式測試其穩定性，利用Arduino飛行控制板，紀錄數據，在每次飛行後，分析飛行數據，藉由改變零件位置配置，並探討組裝後不穩定的原因。