全國中小學科展

生活與應用科學科

通關不「卡卡」—可讀取多重RFID感應卡之皮夾裝置

RFID 是「Radio Frequency Identification」的縮寫,中文稱為「無線射頻識別系統」。RFID目前廣泛的運用在交通運輸、門禁管制、物流管理及商業儲值上,甚至未來的學生證都會使用RFID。隨著RFID的運用越來越多,皮夾內將會同時有好幾張RFID卡,使得刷卡時必須將卡片拿出單獨刷卡,非常的不方便。本實驗目的即為發展出可讀取多重RFID感應卡之皮夾,對多種常見材料的RFID屏蔽效果及讀取影響作一系統化的探討。實驗結果顯示,屏蔽金屬會大幅降低RFID的讀取距離,且讀取距離與間隔厚度成正比。在可屏蔽材料中銀箔具有最佳之讀取距離,而搭配軟性電波吸收材(FAM)的測試中,銀箔紙具有最佳的讀取距離。本實驗最後成功的利用不同的材料組合,設計出只需刷皮夾的不同面,就可以只讀到特定的卡片。

「像」由心生-人臉門禁系統

描述未來時空的科幻電影中,人類從來不帶鑰匙、卡片等額外提供機器辨識身分的工具,只要站在門前,機器就會很智慧的反應出是誰要進入,然後決定是否讓行。這種系統是透過在人類身上一些天生的特徵作為鑰匙,例如:臉、指紋、視網膜、腦波等。本次研究就是要實作用「人臉」來開門的「人臉門禁系統」。其實其他公司已有已量產化的人臉門禁系統,但是卻不普及,其中很大的原因就是「造價不斐」。但是其實此系統需要的設備很簡單,如果能大大降低此系統的造價,可以普及的裝設此系統在許多地方。這次科展所開發的系統經過測試之後,數據顯示辨識成功率最高有96.43%。算是一個還不錯的數據,而且造價降低許多,說不定以後出門不用帶鑰匙不再是個夢。

騰雲號-雲霄飛車

雲霄飛車,多麼令人喜愛的一項遊樂設施,當大家玩起來快樂起勁,說起來頭頭是道,我們更想親手打造一座雲霄飛車,體驗並加以控制地心引力。我們在建造及操作中驗證如何對抗地心引力,而保持在頭下腳上的半中空不會墜落。又轉彎時可以利用傾斜來平衡力量的作用,而不致於飛出彎道。整個研究從尋找車子和軌道開始,設計、製造、修改、取捨、放棄、重建到完成,整個 DIY 歷程,是向來很少動手做的我們很棒的一次體驗。在建造過程中,對於重力和雲霄飛車轉彎時的各種力量之間的關係,有了更深的了解,學到了好多的知識及經驗。

停車場導引系統

本研究係針對一般大型停車設施進行改良,利用可程式控制器(PLC)設計程式,使停車場具有引導車輛找到停車空位之功能。設計重點在於改善一般大型停車場內部無法清楚明白指示現有停車空格位置,本作品係在停車場路口設置人機介面( VB), 讓停車者可事先瀏覽有空位的停車格, 在經由地面上或牆面上的LED 指示燈引導車輛快速找到可停車的空位。這樣的作法對於找尋停車位是否能有效縮短時間? 一般民眾對本系統在使用上的方便性為何? 滿意度為何? 亦是本研究所要探討的。 本研究藉由硬體的建置、軟體的設計到實際的問卷調查,證實了這套停車引導系統確實能改善大型停車場內部的停車不便狀況。 本系統主要功用如下: 一、車輛進入停車場時,入口處設有人機介面, 方便讓停車者知道哪裡有空缺的停車格,且裝置在天花板或地板之引導燈隨 二、停車場內部分化A、B、C、D四個停車區域,當A、B、C、D都有停車位時,引導燈全數亮起,假若停車者選擇B區,車輛在經過A區所設置在道路上的感測儀器( 如超音波、紅外線等等)時,則A、C、D區的引導燈會自動熄滅, 在車輛確定停入B區停車格時,B區的引導燈也自動熄滅,藉此達到節省能源之功效。同時,入口設置的人機介面所顯示的停車格顯示此車位已有停車。下一部車輛進入時,系統指示燈再次亮起,以引導後方來車。 三、停車場出入口設置感測器, 用以計數目前所剩餘空位數,作為一旦無空位時禁止後方來車繼續進入。

遇熱則發!

為了不辜負太陽光的美意,也為了讓地球能增能減碳,更為了綠色能源(太陽能發電)可以落實到台灣的每一個地方,我們結合了太陽熱動力、煙囪效應、凸透鏡聚熱與風力發電技術,設計製作了一個「小而熱」的小型太陽能發電器、這個裝置只要有陽光就能發電,而且是愈熱愈發的太陽能發電裝置,同時也能將電能轉成化學能儲存到電池,使沒有陽光時也有電可用。

水深不深有波則明

聲納探測深度對部分聽得到超聲波的水底生物而言,是一種非常嚴重的干擾,因此我們嘗試找出一種不會傷害水底生物,又能探測水底深度的方法。觀察船航行時於船後方的兩道水痕,發現其夾角與水深存在著有趣的關聯。我們藉由文獻探討與設計實驗,驗證水痕夾角與深度之關係方程式sinθ=√gh/νb=3.13√h/νb,利用上述方程式撰寫程式,應用於實際水池與湖泊之深度測量,並比較此方法與實際測量的結果。我們的方法優點是僅需由水面波痕之夾角與船速就可有效推算出水底深度,我們方法的限制為待測水底若太深,上述方程式需進一步研究修正。

嚼口香糖就可以不用刷牙了嗎

本研究是先觀察經由吃東西後,口腔之pH 值的變化與牙菌斑的形成量,來研究糖的量、濃度、黏稠度、接觸時間、與蛀牙的關係。然後研究如何潔牙以減少牙菌斑的生成。經由實驗我們得知,吃完東西後口腔內pH 會先上升而後下降,2、3 個小時後又慢慢回升至中性。糖的量越多、濃度越大或越黏稠的食物,還有口腔接觸食物的時間越久,口腔內pH 值酸性就維持較久,而牙齒被牙菌斑顯示劑染色的區域也會越多。最有效的潔牙方式為用牙膏刷牙,漱口的效果則不佳。嚼無糖口香糖20 分鐘以上,可降低蛀牙的危險,而含糖口香糖若咀嚼到無味就丟棄,反而容易蛀牙。

污水大變身~讓地球水資源活起來

本研究主要是要探討在水資源越來越缺乏的現代社會如何為這個世界盡一點小小的貢獻?透過一系列的實驗及觀察後發現,日常生活必需的洗碗精卻有著如此不可思議的傷害,環境行動不能再等下去了,但是,只有五年級的我們真的經驗缺乏,發現自來水廠也許可以給我們更多的幫助,聯繫淨水廠的叔叔阿姨,精闢生動的解說加上實際的參觀,從加藥曝氣池、膠凝池、沉澱池、快濾池、廢水再生池,叔叔告訴我們過濾水所需要的細節,每一個步驟都有許多重要的關鍵,經過一連串的研究、實驗及參觀後,因此想到了是不是可以做一項更好玩的事情~設計一個小小淨水廠,讓家庭中的廢水也能得到重生的機會,我們也因此能為地球水資源盡一份小小的心力

風兒慢慢吹--小巧風力發電機

人類使用化石燃料所產生的廢氣、造成空氣污染、酸雨與溫室效應的問題與能源危機等正衝擊人類,尤其在全球氣候變遷與環境保護的呼聲中,科學家不斷努力發展綠色能源以為因應之道。台灣地區冬季盛行東北季風,有利於發展免費且沒有污染的風力發電,然而我們中學生在這一方面是否能將我們所學的知識,利用簡單的器材將風力轉換為可用的能量呢?利用簡單的器材,將風力轉換為可用的電能。將課本上所學的「能量的轉換」、「愛惜地球資源」、「環境保護」、「摩擦力」、「力矩」、「串聯;並聯」、「電磁感應」等知識用到現實生活中。由本研究結果看出利用簡單易得的裝置可以將風力的能量轉換為可利用的電能,增加的裝置或許不一定經濟,但以較長的時間慢慢充電,可以使用免費且環保的能源,對地球環境保護盡一點心力。尤其推廣這樣的概念,人人動手做,除了樂趣與成就感之外,將使環境更美好。若有適當的發電機,就算只有微風也能如本研究般發電。像本研究取自錄放影機的發電機,只要感覺到有風就會轉動,轉速不用很快就可以使 LED 燈泡發光,就算夏天的微風一樣可以利用風力發電。若是處處有風車,除了環境美化之外,還可以隨時儲存能量,將這樣免費的能源,運用的更廣更實用。

長壽花

因為團體活動花藝課插的花很快就枯萎了,所以想研究出使水插花常保鮮豔美麗的方法。根據學校自然課所學相關單元的知識,再加上花店老闆和書籍的資料,我們擬定研究計劃,進行實驗記錄、分析結果。在本研究範圍內,我們發現:想要有一盆漂亮又耐久的長壽花,就必須每天換水、以十字剪莖的方式剪短高度後快速於底部加熱、置於較光亮處、加保鮮劑於水中、拔掉一些葉片、而且容器不能太小。