全國中小學科展

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電子電機及資訊科

雲端科技安全掌控

有鑑於遠端的災難我們一直無法有效防範和掌握、如果能事前能夠建立雲端安全資料庫掌握安全資訊及時救援就會減少傷害及損害擴大,因此遠端安全資訊掌控逐漸被重視。本研究希望能夠讓受傷者在第一時間可獲得救援,即使在行動電話訊號覆蓋範圍外,也能透過精確的GPS定位,讓醫療單位確認事故位置,縮短救援時間。本研究以透過全球定位系統(GPS)去判別車輛需緊急救援呼叫的所在地,再經由GPS藍芽接收GPS訊號,透過學校的嵌入式PXA310開發平台去接收,接著利用網路與電子地圖並顯示在LCD螢幕上以利於操作,使的遠端的中控中心可以得知車輛需緊急救援的所在地,而在系統上的設計是以Microsoft Visual Studio程式的人性化介面下去撰寫,達到我們所需要的目的進而推展其他應用。

具有手眼協調能力的高爾夫機器球童

高爾夫球練習除正確揮桿外,良好的置球更是關鍵。而反覆彎腰擺球,尤其1號桿還得親手放上球梯,不僅傷腰耗時也無助於練習效果的提昇。本研究運用機器手臂及圓形偵測技術建構的機器球童,提供更有效率和樂趣的練習服務。使用WebCam擷取影像,透過PCD演算法,精確判斷高爾夫球的位置,透過極座標及餘弦定理換算出各伺服馬達轉動角度,再轉換成指令送到用Arduino製作的主控伺服器,指揮球童精準完成夾球及擺球動作。手臂採用TR213伺服馬達作為活動關節,共使用五顆馬達,夾肢為兩片生鐵條,手臂用鋁炭合金U鋼組成。實驗結果顯示,在可置放面積很小的球梯上有近90%的動作成功率,不需要球梯的推桿練習上更達到95%以上。

智慧型電力醫生

人在日常生活中,無處不使用電,但卻忽略了像是電腦、電視…等電器待機時所消耗的微小電力,久而久之,浪費掉的就不只那一些微小電力了,也常因長期沒有拔除插頭導致電線過熱走火而傷亡。 根據統計,每年因電線走火而傷亡的人不在少數,因此想到可以做一個智能插座,幫助人類在用電上的便利及安全。

隱藏式觸碰門

以人體作為觸發訊號來源,利用觸發間隔時間作為輸入資料訊號,當輸入密碼與預設密碼吻合則門開啟。本系統主要功用如下:一、 隱藏式輸入訊號端,輸入訊號可設計在門上任一地方,同時設計為可更換之輸入點,利用開關選擇門上A點、B點或C點……作為輸入點,有心人士即使知道密碼亦無法得知應由何處輸入密碼。二、 利用人體為觸發訊號源,以長按、短按觸發輸入點輸入密碼,無需使用鍵盤作為輸入端,免去維護及保養。三、 密碼位元數可由使用者自行設定,密碼可設一位數至無限多位數,當使用者僅去路口倒垃圾可設一位數(如3,大門敲3下)方便進出;當使用者出國多日則可設為多位數(如275384659424,小偷猜對密碼機率一兆分之一)確保安全。四、 適合用於社區大樓、辦公大樓或大型飯店門禁管理,每扇門使用自訂密碼,每擴充一組電鎖門僅需一組輸入/輸出(I/O)點,便於擴充與管理。

汽車冷卻系統故障分析

本研究以NISSSANCEFIRO2.0A32架上引擎作為實驗設備,進行各項故障模擬實驗,進行分析比較,找出各種故障的特性。 經過實驗結果顯示,冷卻系統各種故障的差異: 一、水箱內部堵塞與外部阻塞:所有水溫皆比正常狀態偏高,上下水管溫差僅10℃以內。 二、節溫器故障卡死在開啟位置:所有水溫皆比正常狀態偏低,上下水管溫差約15~30℃ 三、節溫器故障卡死致關閉位置:引擎工作溫度過熱,且下水管溫度固定在22~25℃。 四、水箱漏水與缺水:引擎工作溫度過熱,且上、下水管溫度皆偏高,上下水管溫差約35~42℃。為防止因水溫感測器因缺水嚴重而未被冷卻水包覆,其電阻值會誤判為低溫狀態,故改良水溫感測器具有水位感測功能進行補償修正。 經本實驗得知,以引擎工作溫度及上、下水管溫度比較,可有效找出冷卻系統各種元件的故障。

聲頻放大器的探索

科技時代下,人們生活與科技產品相伴,食衣住行、視覺、聽覺…似乎無法脫離,本次科展就以聽覺感受部份做研究目標。聽覺的科技產品優劣不外乎聲頻信號的還原程度,不論是各種能量、數位處理最後皆要轉換成聲能,其過程中有很重要的一環就是聲頻放大器,此科技產品小至助聽器;手機…大至視廳音響,室內外舞台皆應有盡有。

運用聲音判別後車相對速度之行車警告器

根據102年國道事故分析A1類事故肇事原因第2位為「變換車道或方向不當」,市面上車道變換輔助系統有雷達、攝影及雷射等方式,但在大雨時雷達除電磁波能量的衰減及散射作用之外, 亦會引起電磁波互極化干擾等缺點,使用影像及雷射也會受影響。由文獻得知,高速行駛車輛輪胎噪音佔約91.1%,而且車輛高速行駛在雨天的較濕路面時,輪胎噪音是高於行駛在乾燥路面,研判不受雨天影響,因此我們決定運用聲音判別後車相對車速,設計去除風切頻率的收音放大,再檢波取出放大聲音之平均值作為判斷依據,當tn+1時的電壓高於tn時,表示後車快速接近送出警示訊號,反之則表示後車車速較慢送安全訊號,經實際測試效果良好,期盼本研究對降低高速公路A1類事故有貢獻。

電升水、水生電

本研究以目前最熱門的“綠能環保”議題作為出發點,針對當下住宅中相當熱門的電梯為研究方向,來探討是否可以使用電梯這項交通工具來創造出能量,讓未來有電梯的住宅都可以達到節能省碳的目標。本系統是利用抽水幫浦的抽水原理,搭配電梯動作時所產生的反覆運動將地下汙水抽至頂樓,再由頂樓的儲水設備將汙水以自然的排放對地上的發電機產生作用力,進而達成發電的目的,未來可以再將發出來的電能儲存在電池或蓄電設備中,供給日常小電量的負載使用,例如 : 公共設備、電燈、花灑等,確切落實綠能環保的概念。

雲端智慧無線控

本研究是以Arduino控制器為核心結合手機App Inventor 2(AI2)的智慧隨意控系統,此系統是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隨意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。另外,在用戶端部分,則是使用AI2手機程式作為控制器,透過此軟體,經由藍芽可遠端監控家中的電器設備、大門、即得知家中的即時溫濕度資訊等,另外系統亦提供防盜、防災及警報等功能。從而解決高齡化人口老化加上人手不足的問題。

具秤重功能行李箱

每次看著父母親因工作需要或者出國玩時,看著他們在整理行李時,總是聽他們在說總是很擔心行李超重的問題,所以每次出門前總要用秤行李專用的電子磅秤來測量行李的重量。 可是常常因為忘了帶出國或者就是聽母親說要花很大的力氣把整個行李提起來才可以測量行李箱的重量,對於女生而言,使用上並不是那樣子的方便。 所以我們幾個同學就想說有沒有可能把攜帶型的電子磅秤跟行李箱做結合,但是在使用上要更為方便,讓每一個人都可以不用花費很大的力氣就可以知道在去機場之前行李箱的重量有沒有超重。