崑山科技大學電子工程研究所學位論文
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隨著科技的進步，人們的生活越來越多采多姿，在食衣住行育樂等方面都有科技來滿足人們的需求，但對於身心障礙團體來說，相對的輔助設備，卻明顯不足。尤其是重度肢體障礙患者，如脊髓損傷、運動神經元疾病患者等長期癱瘓在床的病人，對於溝通和行動障礙兩者並存的患者而言，其日常生活起居處處充滿著不便，一般與此類患者溝通最簡單的方式就是製作一些簡易讀字卡，依著基本的身體或心理層面去推敲他的需要，如天氣轉涼了，「冷」「熱」「穿衣服」等…，但這並不能完全表達患者的需求，因此常造成無法滿足患者需求的情況，造成生活上非常的不方便。 本研究透過腦波儀擷取大腦腦波，以建立實用性高的即時腦波摩斯碼文書輸入系統(EEG Morse code Text Input System , EEG McTin)為前提，作為重度肢體障礙患者及照護者之間的橋樑，透過特定動作(呼吸、下顎動作) 腦波的差異性，搭配g.tec所開發的腦波記錄儀擷取腦波訊號，經過腦波人機介面做訊號處理後，轉換為摩斯碼訊號，再透過摩斯碼文書輸入系統(Morse code Text Input system, McTin)辨識後，轉換為可讀字元、電腦操作指令或家電控制訊號。 在現今研究中所採用的均為多點量測，在裝置上不易且訊號分析困難，導致辨識速度慢，本研究主要使用單點量測，減少以往研究中裝置不易以及訊號分析困難的問題。而在腦波訊號轉換部分主要使用史密特觸發來進行訊號轉換，且透過模糊史密特觸發演算法來調整判斷準位，達到高適應性的目的，系統可依據使用者當天狀態可透過自動準位調整，達到良好的辨識結果。此外，傳統摩斯碼輸入方式在長短音必須以3:1的比例輸入，而間隔音也是3:1，這顯示了使用者必須保持穩定的輸入速度，增加了摩斯碼使用上的困難，然而McTin系統主要採用長短音分離追蹤模糊演算法(Long-Short Separation Fuzzy)處理傳統摩斯碼的比例問題，讓使用者可以輕鬆的輸出想要的字元或命令，並降低輸入摩斯碼的困難度及限制。 本研究可在每0.125秒可下達一個控制命令(如ON/OFF開關命令)，若是複雜指令(如打字)，約3~5秒鐘可以完成。第一次使用的受測者在使用McTin訓練系統進行30分鐘的訓練後，受測者平均可在55.33秒內完成摩斯碼A~J的練習，其平均辨識率可達到92.57%，在訓練二個禮拜內受測者平均可在37.59秒內完成摩斯碼A~J的練習，平均1個英文字母約為3.76秒左右，其平均辨識率可達到94.7%，使用者可在短時間內熟悉並操作EEG McTin系統。 以往研究中常發生腦波辨識速度慢或辨識率低導致難以實現腦波即時控制系統，而在訊號擷取時，又常因偶發之肌電或眼動訊號干擾，造成辨識錯誤影響系統的操作性及可信度，本研究改善這些問題提供一個腦波即時輸入溝通系統，讓患者不需要依靠周邊神經和肌肉等，透過功能健全的大腦就可以達到與外界溝通、傳達訊息、以及自主行動和自我照顧等功能。照護者可以藉由此系統了解重度肢體障礙患者的需求與想法，而患者亦可藉由本系統增進與周圍人事物之互動關係，提高生活品質。
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本論文以反應燒結法製備(1-x)CaNb2O6-xTiO2(CNT)(x=0.1、0.3、0.5)與(Zn0.67Ni0.33)0.5Ti0.5NbO4(ZNTN)微波介電陶瓷。CaNb2O6(CN)陶瓷添加少量的TiO2可以有效的降低CN陶瓷的燒結溫度，且可以使其更緻密。1270oC燒結6小時之CNT在x=0.1可獲得微波介電特性：εr=20.7、Q×f=42,900GHz(6.6GHz)。1270oC燒結6小時之CNT在x=0.3可獲得微波介電特性：εr=20.6、Q×f=32,900GHz(6.4GHz)。1250oC燒結4小時之CNT在 x=0.5可獲得微波介電特性：εr=17.2、Q×f= 22,100GHz (6.9GHz)。ZNTN陶瓷在1250oC以下燒結，其主要生成相為Zn0.5Ti0.5NbO4相與二次相NiNb2O6，並且有少量的Ni0.5Ti0.5NbO4相形成，當燒結溫度為1300oC時其主要生成相轉變成Ni0.5Ti0.5NbO4為主。從SEM中發現在1300oC時有晶粒異常成長的狀態。在1150oC燒結2小時可得較佳微波介電特性：εr=43.1、Q×f=18,800GHz (6.2GHz)和τf =+12.72 ppm/oC。
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本論文以ZigBee無線感測網路來建構一室內環境品質監測系統，在每個感測節點中都內含溫度、濕度以及二氧化碳的感測電路，將各個感測節點分別置放於不同的室內環境，藉以監測每個室內環境的空氣品質參數。 在ZigBee的感測網路中，透過協調器與各個感測節點連線，將採集到的資料回傳到監控節點。監控節點採用圖控式軟體LabVIEW所設計出的人機介面，將室內環境品質之資料一直不斷的顯示與記錄，並且建構一資料庫可供隨時查詢資料，藉以提供完整資料供作室內環境品質改善之依據。
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本論文是以低價位的多核心之FPPA(Field Programmable Processor Array)單晶片為基礎的變頻無段式溫控電風扇。本論文與DSP設計論文研究方向之主要差異為，本產品從量產為出發點；因此，低單價多功能的FPPA多核心單晶片完成SPWM變頻技術，達成無段式低轉速(160RPM)進而達到節能省電之目標。
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日亞公司於 1993 年推出藍光發光二極體，而藍光結合黃色螢光粉的使用，使單顆發光二極體可提供白色光源的效果，使發光二極體開始廣泛被使用在市場上。 因應未來趨勢 LED 應用之廣泛化，小至手機模組大至Monitor，Notebook 甚至TV將漸漸由LED取代掉 CCFL 光源，而如何將點光源 (LED)架構成類似 CCFL之線光源Light Bar 之設計將左右 B/L 中散熱與光學設計之成敗，另外 LED 為靜電敏感元件如何做好靜電防護以確保 Light Bar 之壽命與品質也是一大課題。本研究主要是藉由各組成 Light Bar 部品之特性分析與組合,藉由實際應用設計面與實驗之各參數歸納統計以期設計出最佳之 LED Light Bar。
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人類文明在歷經前兩個世紀的工業革命，目前第四次工業革命的腳步儼然已隨著【奈米科技】的興起而到來，且由於其涵蓋領域甚廣，潛在的影響範圍遠超過半導體資訊產業，因此目前世界各國無不競相投注大量的人力與資金進行相關的研究開發。 在產業方面，奈米科學與技術已成為 21 世紀科技與產業發展最大的驅動力，奈米物質組成的運動規律、相互作用與可能發展實際應用的科學技術，其中包含許多核心技術如：奈米材料技術、奈米生物技術、奈米表面技術、奈米檢測技術、奈米粉粒製造技術、奈米微機電電腦輔助設計、奈米污染防治技術及奈米光電學，未來將如同 20 世紀 70 年代微米技術在世紀之交的資訊革命中，所扮演的重要關鍵角色，創造新一波的工業革命與新興產業。 目前防水紙板主要用於遠洋漁業的漁獲儲存與水果的儲存上，傳統使用的紙板為瓦楞紙板，瓦楞紙板是由工業用紙(牛皮面紙、瓦楞芯紙)經過複瓦機的壓楞、貼合、壓線、裁切等四個步驟所製成。為達到防水效果，一般通常於紙板的製造過程中，於牛皮面紙的表面塗佈一層蠟或撥水劑(Water repellent agent)(通常是以特殊蠟及松香做成)。但主要缺點為防水效果並非十分理想，溼氣不斷的侵蝕長期待在冷藏庫裡的低溫下的紙板，使防水效果因時間的增加而逐漸變差，也使得紙板本身的強度變差，層層堆疊的紙箱容易因此倒塌。本研究的目的是研製奈米級的撥水劑，藉由適度摻雜奈米材料，使撥水劑能有效提高防水效果，並提高紙板本身的強度。
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現在由於單晶片微電腦技術與電子電路的純熟發展，使得在機車引擎電子點火技術上獲得更為廣泛的應用，進而取代了傳統機械式與類比電路式點火方式。為了提高引擎的效能與動力的提升、和改善引擎燃燒所排放的廢氣，所以開發出可變式點火角度的數位式電子點火系統。 現今機車所使用的點火系統大致上有分成CDI，TPS，和ECU三種；CDI(Capacitor Discharge Ignition)電容放電式點火系統，是現在最被廣泛應用在機車上的點火系統，能夠隨著引擎轉速的改變來控制點火的時間。TPS(Throttle Position Sensor)節流閥位置感知器，此裝置可以提供油門的即時資料來跟引擎轉速等資料作比較判斷當時引擎的負荷狀態，調整引擎的點火進角，來獲得較佳的燃燒效率，獲得較高的動力，並能達到省油的效果，但是成本比CDI來的高。ECU(Electronic control unit)電子控制單元或稱引擎控制(Engine Control Unit)是三種點火控制系統裡成本最高，被應用在最新的噴射系統機車。 本研究主要是以電容放電式點火系統為主，採用八位元單晶微電腦，讀取曲軸轉速信號和凸輪軸基準信號透過預先載入的引擎動力特性曲線與微電腦的智慧型判斷，來對引擎的點火角度進行控制。
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現在由於單晶片微電腦技術與電子電路的純熟發展，使得在機車引擎電子點火技術上獲得更為廣泛的應用，進而取代了傳統機械式與類比電路式點火方式。為了提高引擎的效能與動力的提升、和改善引擎燃燒所排放的廢氣，所以開發出可變式點火角度的數位式電子點火系統。 現今機車所使用的點火系統大致上有分成CDI，TPS，和ECU三種；CDI(Capacitor Discharge Ignition)電容放電式點火系統，是現在最被廣泛應用在機車上的點火系統，能夠隨著引擎轉速的改變來控制點火的時間。TPS(Throttle Position Sensor)節流閥位置感知器，此裝置可以提供油門的即時資料來跟引擎轉速等資料作比較判斷當時引擎的負荷狀態，調整引擎的點火進角，來獲得較佳的燃燒效率，獲得較高的動力，並能達到省油的效果，但是成本比CDI來的高。ECU(Electronic control unit)電子控制單元或稱引擎控制(Engine Control Unit)是三種點火控制系統裡成本最高，被應用在最新的噴射系統機車。 本研究主要是以電容放電式點火系統為主，以TL494做一個電壓模式來控制對主電容充電，並採用八位元單晶微電腦，讀取曲軸轉速信號和凸輪軸基準信號透過預先載入的引擎動力特性曲線與微電腦的智慧型判斷，來對引擎的點火角度進行控制。
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在一般的高分子分散液晶薄膜，其電壓–穿透率曲線是一個單調上升的曲線，本論文利用強度極低的 UV 光照射固化，並且控制成膜時的溫度，可以成功的製作出大尺寸（20μm~30μm）液晶顆粒球、且分布均勻的高分子分散液晶薄膜。當此薄膜外加高頻率（50kHz~700KHz）電壓時，其液晶顆粒球內的液晶分子隨著電壓增加（0V~10V）而逐漸平行電場方向排列，進而使得穿透度逐漸上升至約40％；而當電壓繼續增加（11V~20V）時，則由於電流體渦流的產生，使得液晶顆粒球產生散射而造成穿透度下降的情形；持續增加電壓（21V~30V），則由於顆粒球內的液晶分子受到電流體渦流及熱效應的影響，使得在 polymer wall 附近的液晶分子也開始受到電場影響而能轉動，造成液晶顆粒球與聚合物間的光學邊界逐漸消失，進而形成顆粒球邊界散射減少，而使穿透度增加，其最高穿透度可達到接近100％。最後利用此薄膜對於不同頻率下所產生不同的光電曲線，而能夠製作出以頻率控制光穿透開關的元件，其對比度可達250左右。
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本論文研製之利用霧化式空氣清淨系統去改善空氣品質。大多數的人每天約90%的時間處於室內空間中，因此需要一個完善的空氣清淨尋環系統，而本系統主要是利用直流無刷馬達驅動，藉此影響輸入空氣的流量再與霧化電路作配合，透過霧化加濕使空氣中濕度到達一定的品質，可幫助人體呼吸道疾病的減輕，及利用二氧化碳感測電路偵測二氧化碳參數，判斷其濃度起伏進行換氣。