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生活與應用科學科

「果」然「罩」得住

生物吸附是利用某些死亡動植物體來鍵結、吸附的技術。其特點為來源取得容易、價錢低廉,而且吸附殘渣易經由焚化法妥善處置、減少廢棄物量。本實驗主要在探討烘乾後的果皮對吸附空氣中懸浮粒子的效果,結果發現:使用平板式衛生紙的果皮濾心效果較好。為了改善濾心保存問題我們以化學處理流程來改善,並進行材質鹼化等處理。除了對丙醛及乙醇有相當好的吸附效果外,以太白粉替代粉塵也能有良好效果,達到綠能、環保的效果。 我們自製儀器搭配Arduino裝置,能有效偵測並且吸附乙醇及丙醛氣體,最後建立一台即時偵測檢測儀器能吸附有害氣體的循環系統,800秒能有效吸附PM2.5濃度為1000μg/m3。

川流式水車的製作與場址設計

本研究設計一具可變動扇葉角度的水車,目的在探討水車扇葉的角度以及水圳場址與水車運轉速度的關係,我們以校園旁的水圳來測試水車,水圳水流速度約40 cm/s,流量約242 L/s,水車半徑60 cm,重量87.4 kg,扇葉寬度30 cm,深度25 cm,負載為200 W的發電機。研究結果:一、以水圳的自然流速很難轉動水車,需用鐵板擋住水車兩側,使水流集中在中間的扇葉,才能轉動水車。二、擋水鐵板與圳岸的角度呈45度時,可有效防止水草卡住水車。三、扇葉的角度呈45度時水車運轉速度最高。四、擋水鐵板改以全罩式擋住水流,水流速度和水位差增加,發電機轉速可達600 rpm,產生13.7伏特電壓。本研究顯示扇葉的角度45度以及水圳裝擋水鐵板,可提高水車運轉速度,使發電機發電。

手機遙控插座裝置

本研究係針對藍牙遠端控制程式進行探討與應用。利用手機藍牙遠端控制延長線之插座電源獨立開/關或一次全開/關。本研究主要功能如下:一、利用手機藍牙遠端控制插座開/關,免除插拔插頭及切換延長線上開關之麻煩。同時避免因頻繁插拔插頭造成插座損壞及插拔過程中潛在的危險。二、系統設置一總開關,可一次控制所有插座開/關。同時各插座分路亦可分別獨立控制開/關。方便使用者操作。三、研究顯示,一般家電在不使用情況下,若未拔下插座亦會造成電能流失。本作品藉由更便利操作行為,養成使用者隨手關閉插座電源習慣,節省能源。四、硬體建置完成後,若欲增加插座功能,如定時開/關功能等,僅需修改手機APP程式即可,大大增加本作品功能性與便利性。

環保〝豆〞寒冬

本實驗透過觀察不同豆類,加熱後溫度變化及維持狀況,篩選出保暖效果較佳的豆子來自製暖暖包。由實驗數據得到保暖效果較佳的豆子,再實驗豆子加熱時間長短及重量多寡,是暖暖包保溫效果最佳的比例。

掉落的寶藏-落葉堆肥

使用化學肥料雖然效果快速,但與有機肥料相比,缺乏改善土壤性質的能力,且需要經常補充,過量會造成土壤酸化,甚至使水質惡化。所以利用生活中剩下的廚餘或是落葉來製作有機堆肥,省錢又環保。本實驗利用五種樹木的落葉來製作堆肥,並且分別添加米飯、香蕉皮和黃豆渣,我們想找出落葉和何種添加物共同發酵後製成的堆肥液,可以使綠豆的生長高度最高。實驗結果發現這五種樹木落葉添加香蕉皮一起發酵的實驗組別,落葉腐化的程度較佳,而且種植綠豆時,添加落葉和香蕉皮一起發酵的堆肥液,綠豆生長高度會較高,所以落葉腐化時,若加入適合的添加物,可以提升堆肥的效果。

智慧型遠端插座用電監控系統

在電費日趨上漲的今天,「節約能源」對大家來講無非是必要的事,本專案嘗試利用目前智慧手機APP 的實用功能,以及單晶片微電腦等,探討設計一個「智慧型遠端用電插座系統」,並提出一個有效達到節省用電量以及監控用電狀況的解決方案,本專題探討穫得以下結果:一、利用現有智慧型手機,搭配如插座般的硬體模組,使用於家電的控制上,是方便可行。二、硬體模組可順利與家庭的電源系統及插座相容,居家不須做大幅度施工改善電路工程。三、針對往後新建大樓房屋的電器配線及明線或暗線插座皆可很容易的搭配使用。四、藉由我們所開發產品,使用手機即可容易完成對居家電源進行如拔除插座一樣的隔斷電源動作。

節淨所能

現在大多數使用洗衣機來清洗衣物,當放入衣服後我們不能準確設定水量以及洗衣精的劑量,而不準確的水量和劑量將會導致衣服上有洗衣精的殘留,衣物卻無法完全洗淨,因此會導致水資源的浪費。洗衣精的殘留會造成身體無形的傷害,水的浪費也是人們關注的焦點。由上述得知現在的洗衣機並不能排除洗衣精殘留的問題,因為這個問題我們構想的洗衣機可以依照衣物的乾淨度去選擇洗清次數,甚至只用一次的洗清次數來達到完全洗淨的效果,產生這個效果的原因是將洗衣機內槽進行壓縮的動作,經由壓縮這個動作能夠使內槽泡沫由兩旁排除,泡沫完全排除後並自動進行水質偵測,可依照數據調整洗清次數,防止泡沫囤積來達到省水、洗淨的效果。

超級發電王~設計一款實用的綠能發電設備

本實驗主要在探究運用風力轉動貼有強力磁鐵的排風球,感應電動機發電的可能。實驗分為兩部分:一是感應線圈的探討,得到以垂直於磁鐵的方向進行感應、感應線圈與磁鐵距離越近、導磁棒越粗、漆包線圈數越多、漆包線纏繞位置越接近磁鐵、感應範圍越大發電效果越好。而轉速夠快時,磁通量大,較粗的1mm產生的電流最大。轉速較慢時,磁通量小,同樣匝數1mm粗的漆包線因為使用長度長,內電阻大,因此產生的電壓反而比0.5mm小。另一個探究內容為磁場變化:得到磁極以NSNS排列、磁鐵感應面積越大、顆數越多磁力越強效果越好。經過一連串實驗,我們運用最佳結果設計出來的作品,接上4.5V的LED,可以產生13.1672V的電壓、184.812mA的電流,如果接上蓄電池,實際被運用的可能性極高喔!

種子的保養品

本實驗利用添加肥料、避孕藥、優酪乳、雞精、二氯苯氧基乙酸 (2,4-D)等物質來觀察對綠豆、油菜及白菜種子萌發與胚根成長之影響,我們利用配製不同濃度的這些物質來觀察促進這幾種植物種子的最適濃度。由本實驗結果發現肥料濃度在使用上過高或過低對植物種子萌發及胚根生長不利。而雞精可促進綠豆種子萌發及胚根生長,但對油菜卻無太大促進效果,對於白菜種子萌發有促進作用,但對胚根生長有相反效果。優酪乳對於綠豆之萌發及胚根生長均有促進作用,但對油菜種子僅對其種子萌發有促進作用,優酪乳對白菜種子萌發與胚根生長沒有明顯促進作用。避孕藥對於綠豆胚根具有促進作用,但對於油菜及白菜種子萌發及胚根生長須添加較高濃度。此外,2,4-D 可促進白菜及油菜種子萌發,對胚根生長則無助益。

光電拔河罩得住--指針感應拉鋸電流的追日系統

將兩片太陽能板同極對接並改變光照條件,以產生不對稱的光線後,便能在太陽能板之間產生拉鋸性的電流,設計追日旋轉系統: 1.利用斜口遮罩外觀配合光栅板的疏密與長度,便能與光線強度產生幾何的關係 2.四片兩組(前+後、左+右)光電板,可產生拉鋸電流來控制二維立體的追蹤馬達 3.以雙向指針電表作為追蹤控制的切換開關,靈敏度遠優於微型馬達的啟動電阻 4.電表開關可控制外部電源啟動追蹤馬達,或切換將光電板發電回充至外部電源 以上組合設計,產生高靈敏度的追蹤效果可適用在平行光(太陽光)與非平行光(散射光)。實測發現:在日照10000Lux以上,光線偏斜10°以內就能感應產生追蹤效果且誤差在±3°以內,相當靈敏且精確。