生活與應用科學科(一)科

我們利用紅外線發射器、接收器及其它電子零件來製作反射式感測系統及遮斷式警戒系統。也利用紅外線來製作感應式自動洗手裝置。紅外線會受到光線干擾，在太陽光線太強的地方紅外線會失效。於是，我們利用紅外線特定頻率38KHz及固定編碼方式來製作遮斷式警戒系統，大大降低光線干擾。在研究紅外線的過程中，我們利用紅外線發射器及Arduino發射38KHz的頻率，成功的利用平常使用的紅外線遙控器來控制家電用品。紅外線無時無刻存在於我們的生活中，我們將持續研究紅外線，享受紅外線帶來生活上的便利與舒適性。

我們對搓球十分好奇，但又掌握不到那飄渺的球感。於是，我們進行文獻探究找出搓球動作的關鍵因素，並著手設計實驗裝置。透過重覆操作此裝置，我們找到最佳的搓球動作--搓球作用力（以通過時間表示）0.05秒至0.06秒、搓角20∘可產生高品質搓球、成功把搓球動作科學化，讓球感能具體呈現。令人振奮的是，我們發現搓球越快時，手越容易出現不易控制的反作用力，應是搓球失敗的主因。 本實驗裝置亦可說是全台第一座搓球動作研究及學習裝置！我們透過此裝置練習搓球，比對實驗數據後，可科學化快速修正動作，可說是搓球的葵花寶典。另外，我們也結合原理分析，提供大家在不同條件下的搓球應對策略以資參考。

本研究主要探討不同土壤濕度、照度及施肥頻率等因素對蔬菜生長的影響，從研究發現若能在蔬菜不同的成長期給予適合的成長環境，可以達到促進蔬菜良好成長及節水的功能。另外本研究亦利用AI影像辨識功能，辨識出對蔬菜可能產生危害的鳥類或昆蟲，開發出一種裝置來驅趕這些害蟲，實驗結果確實能達成此一目的。故本研究結果若能運用於蔬菜的裁培上，一定能夠促進農業種植的發展。

潮濕的3D列印線材會導致3D列印品質不良和失敗問題，我們將存放箱、防潮材料、加熱除濕等方式導入實驗變項，我們使用arduino開發板搭配DHT22溫濕度計量測數據發現： 1.塑膠存放箱內的濕度相對比紙箱和開放空間低 2.塑膠箱中防潮材質以乾燥劑的濕度最低 3.有鋪設鋁箔紙的塑膠箱中，在加熱效果相同的條件下溫度較高 4.塑膠箱中的溫度相對越高，濕度相對越低 根據以上，我們將有效的變項融入我們的3D列印線材存放箱設計，除了加入即時溫濕度環境介面，同時套用鋁箔紙鋪面、乾燥劑和加熱法來有效控制存放箱濕度。確保3D列印線材可以保持乾燥狀態，最終達到我們研究目的：解決3D列印品質問題。

「教育部108年施政計劃」文中提及了期望能夠培養學生健康規律的運動習慣並提升學生體適能的知能水準，這促使我們對運動體型感遊戲與體適能關係的研究產生了興趣。我們設計了以Kinect體感器為主的橫向體感遊戲(正常型與AI型)，並以一年級到六年級國小學生為研究對象。經由程式修正與實驗探討，我們發現了球速與橫向移動加速度的線性關係，亦即學生橫向運動的加速度值越大，則學生在橫向體感遊戲中可以挑戰的球速越快；反之，加速度值越小，則可以挑戰的球速越慢。本研究有助於評估與建立低年級到高年級國小學生在橫向運動的體適能標準，並藉由體感遊戲系統來加強訓練學生的體適能，甚至進一步選拔出優秀運動能力的學生成為各項體育運動的菁英選手。

本研究主要探討如何改善日照造成室內居住悶熱不適的方法，經各項相關實驗後，進一步設計出由arduino控制之低耗能環境舒適系統裝置。 首先，先針對不開窗之室內環境如何降低居住不適性進行實驗探討，根據實驗結果發現將窗戶貼上具反光效果之隔熱紙效果最佳；然後，針對開窗之室內環境如何降低居住不適性，發現百葉窗扇葉寬度越小、夾角越大且具反光效果時，室內溫度升高較緩慢而透光率也越高；接著，探討在室內其他壁面增設通風口及主動吸排風裝置之可行性；最後，根據以上研究結果，設計出低耗能環境舒適系統裝置。

如何協助非洲落後國家發展太陽能，解決日常生活的煮食是當今最熱門的話題。根據生活科技課本所學，太陽能的應用分為太陽能光熱及太陽能光電轉換，為了利用太陽能實踐低碳生活，我們嘗試製作各類聚光太陽爐，並比較其運作差異，了解如何提升太陽爐的效率，進而設計一款有別於市售的變焦控溫複合式太陽爐，大膽的提出改變距離的變焦方式來控制溫度，有效整合菲涅爾透鏡與凹面鏡，達到雙邊同時加熱之聚光太陽爐的設計。另外，搭配360度升降的聚熱旋轉雲台之輔助，讓食材有效均勻受熱，同時考慮天氣不穩的因素，結合太陽能板所提供的電力能源，供給ZVS低壓高頻加熱器，輔助聚光太陽爐的不足，根據不同食材提供多元性的烹調方式，並縮短煮食的時間。

本研究目的在於開發一款能夠自動撿取乒乓球的類掃地機器人，針對以下變項進行實驗研究，並歸納出最佳的製作要素： 一、 滾筒篩選繩使用5mm線徑的彈力繩 二、 滾筒篩選繩中心到中心的間距為40mm 三、 滾筒篩選繩中心距離地面的高度為10 mm 四、 推動輪速度設定為PWM=80 五、 感測器偵測的距離設定為42公分 六、 讀取HUSKYLENS辨識框中心的X座標，導正推動輪方向。 最後運用 Arduino 整合 AI 影像辨識技術、馬達驅動模組、超音波感測，撰寫程式讓乒乓球撿球滾筒判斷乒乓球並導正方向，製作出可自動撿取乒乓球的類掃地機器人。

近年台灣漏水問題頻繁，每滴水都格外珍貴。我們無法解決水管破裂造成的漏水，但是我們可以改善校園中常有人忘記關水龍頭或漏水未維修的情況，減少水資源嚴重的浪費。 本實驗使用Web:Bit開發板連接電腦偵測到的數據，發現漏水偵測電極的材質與結構都會影響偵測漏水的敏銳度，透過塑膠片磨砂處理與選擇黏貼間距適中的銀箔導電膠帶效果最為良好，以此條件進行實際水龍頭漏水實驗，Web:Bit會將漏水感測之結果傳送至LINE，可即時警示回報，進而得以改善或維修。 本研究已達成有效偵測漏水，利用Web:Bit將漏水感測之結果傳送至Google試算表，可以長期記錄學校各點之用水狀況，透過大數據分析學生用水習性，希望未來此裝置能廣泛應用於各場所，為節能減碳永續環境盡一份心力。

在上學時段，校門口的汽車接送區，由於送小朋友上學的車輛經常停留過久，造成後方車輛堵塞，拉長了許多同學通學時間。我們透過訪談與問卷調查，以及車流影像分析後，發現是因為家長個人習慣及下雨因素所造成。 為了改善這個問題，我們參考相關研究與智慧感測設施，並利用IoT物聯網相關元件與程式設計技術，設計出一套可設置於學校汽車接送區，自動執行家長停車時間警示與顯示車位空出狀況的停車引導系統。 為了瞭解系統的運作效能，我們設置了各項環境進行實驗，分別就雨天和晴天、不同下車時間和停車狀況進行模擬，經過感測器校正、程式修改及設備改良後，系統具備停車時間提醒、停車空位引導的功能，可取代原來指揮人力，發揮疏導車流的功能。