南臺(tái)科技大學(xué)光電工程系

1、南 臺(tái) 科 技 大 學(xué)光 電 工 程 系專(zhuān)題製作報(bào)告摘要 題目:智慧型太陽(yáng)能溫控自動(dòng)灑水器 指導(dǎo)教授 :管鴻 江 明政班 級(jí) :光電四甲製作學(xué)生 :陳建智 學(xué)號(hào) :49414082 留丞毅 494L0019中華民國(guó) 九十七年 月 日摘要I. 想法與動(dòng)機(jī) 在某天的晚上，又和三五好友聚集在露天咖啡廳，咖啡廳庭院常有定時(shí)或不定時(shí)的噴出水霧，以製造氣氛及散熱，而產(chǎn)生了此靈感。在學(xué)校大草原發(fā)現(xiàn)，每天都需要有工友定時(shí)的去打開(kāi)灑水器，幫草皮灑水。又或者，去渡假時(shí)，種花的農(nóng)場(chǎng)為了達(dá)到幫花兒製造水氣而灑些霧水在空氣中，讓渡假的遊客感到瀰漫的霧氣，讓水氣在空氣中蒸發(fā)。讓身在露天咖啡廳或農(nóng)場(chǎng)小道上的人，在炎熱的夏季

2、裡，有水氣在身旁蒸發(fā)時(shí)所感受到清涼，無(wú)不稍稍舒暢一下。 校園草皮灑水、花農(nóng)灑水以及道路降溫灑水所示。我們小組由這開(kāi)始取得靈感，既然灑水部外乎需要人工控制，亦或者，必須定時(shí)器時(shí)控制，且大多控制器都需使用AC110V室電。此種供電方式相當(dāng)能源消耗，因此我們構(gòu)想如果灑水器控制器可以使用太陽(yáng)能來(lái)供電的話(huà)，而不是使用AC110V的室內(nèi)供電，其會(huì)非常節(jié)省能源的。 根據(jù)一般水路開(kāi)關(guān)都是使用電磁閥來(lái)控制，但電磁閥需要極大的啟動(dòng)電流，以目前科技而言，將太陽(yáng)能板放置在室內(nèi)使其接受室內(nèi)照度的發(fā)電，太陽(yáng)能板發(fā)電量只有室外時(shí)的千分之一，市售太陽(yáng)能板所能發(fā)的電力不足以啟動(dòng)電磁閥，因此在我們的設(shè)計(jì)中嘗試許多方法，目前我們小

3、組認(rèn)為最實(shí)用的方法來(lái)製作我們的產(chǎn)品。且一般使用之灑水器不外乎是手動(dòng)，並且有沒(méi)有定時(shí)系統(tǒng)，不能夠設(shè)定在時(shí)間及溫度到達(dá)時(shí)灑水，以達(dá)澆花及灑水降溫等功能，普通的灑水器都得在需要灑水時(shí)花費(fèi)人力去打開(kāi)開(kāi)關(guān)，不使用時(shí)又得去將開(kāi)關(guān)關(guān)閉，因此我們構(gòu)想如果灑水系統(tǒng)可以使用定時(shí)及溫度去控制的話(huà)，其使用此系統(tǒng)可以非常省時(shí)。以達(dá)到我們系統(tǒng)魅力在於環(huán)保且省電，省水，省麻煩。 市售太陽(yáng)能板以及鎳氫充電電池雖能達(dá)到電磁閥額定電壓，無(wú)法達(dá)到啟動(dòng)電流，且電池供電力量不足。以致於電磁閥無(wú)法啟動(dòng)。我們小組構(gòu)思用小型步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)水閥，搭配溫動(dòng)控制開(kāi)關(guān)，時(shí)間到達(dá)且溫度也達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，便會(huì)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)使水閥打開(kāi)，油溫度來(lái)控制達(dá)到灑水降溫，

4、當(dāng)溫度降低時(shí)馬達(dá)將關(guān)閉水閥，以達(dá)到省水能力，在每個(gè)電力系統(tǒng)，僅管電力使用多麼的小，也許只是小小的能量損耗，但長(zhǎng)期無(wú)限的運(yùn)作，損失了多少珍貴的資源。有鑑於此，我們?cè)囍么笞匀蝗≈槐M的能量，試著運(yùn)用光轉(zhuǎn)換為電能，運(yùn)用綠色能源以減少電力能源的消耗。如此，不僅減少電力能源的消耗，且達(dá)到節(jié)約用水，更運(yùn)用綠色能源及廢物再利用創(chuàng)造獨(dú)一無(wú)二的省電能源II. 實(shí)驗(yàn)步驟 專(zhuān)題老師討論整體專(zhuān)題方向確定太陽(yáng)能板規(guī)格材料的處理成品的組裝參 與 競(jìng) 賽專(zhuān) 利 申 請(qǐng) 改良 構(gòu)思新產(chǎn)品III. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及原理 使用一小型步進(jìn)馬達(dá)、溫度開(kāi)關(guān)及定時(shí)系統(tǒng)，其可以有效的使用溫度來(lái)控制灑水器，當(dāng)在設(shè)定時(shí)間內(nèi)溫度達(dá)到一定值時(shí)，灑水

5、器將灑水。溫控多段設(shè)計(jì)，達(dá)到設(shè)計(jì)週期多長(zhǎng)，持續(xù)多久，如果溫度未達(dá)到將不會(huì)啟動(dòng)，多種邏輯思考以達(dá)到省水功能。 而步進(jìn)馬達(dá)便是以太陽(yáng)能板發(fā)電充至3號(hào)鎳氫充電電池，再供應(yīng)能量驅(qū)動(dòng)此步進(jìn)馬達(dá)。利用三伏特太陽(yáng)能板經(jīng)過(guò)光照充電充入兩顆1.2伏特充電電池，全系統(tǒng)由二點(diǎn)四伏特電壓供應(yīng)，供給定時(shí)器，溫控感應(yīng)器，水路開(kāi)關(guān)閉合系統(tǒng)。 其原理為，當(dāng)溫度達(dá)到五十度啟動(dòng)灑水器，低於四十度斷水，個(gè)貼心的是當(dāng)您拿來(lái)做任何用途中溫度不一也可改變溫度開(kāi)關(guān)的條件，只需更換小小的溫度開(kāi)關(guān)，整體外觀以黑色壓克力為材料，以達(dá)到簡(jiǎn)潔、時(shí)尚。 上蓋包含，太陽(yáng)能板、溫度感應(yīng)器、並且設(shè)計(jì)成可開(kāi)式設(shè)計(jì)，盒子內(nèi)有水路開(kāi)關(guān)系統(tǒng)，多段溫控設(shè)定旋鈕，可以

6、隨意調(diào)整想要的時(shí)間長(zhǎng)短，並且接受電池市面上任何一種充電電池。全箱為黑色壓克力，水路進(jìn)出方向可以任意調(diào)換，且不受前後限制，水管接頭使用綠色鮮明的顏色區(qū)分，且不受前後限制，貼心的讓您把太陽(yáng)能板放在光源充足的一端，或是沒(méi)有被遮蔽物擋住的角度，可設(shè)定多斷定時(shí) 可以設(shè)定多久一次 一次多久。IV. 實(shí)作過(guò)程 一開(kāi)始使用我們先手劃出草圖和老師研究，經(jīng)過(guò)討論之後，發(fā)現(xiàn)須先找尋能夠搭配上太陽(yáng)能供電的電磁閥，以及溫度開(kāi)關(guān)及定時(shí)控制系統(tǒng)。 因此我們小組努力尋找AC 12V電磁閥，因礙於太陽(yáng)能板所能供電的問(wèn)題上，以及此種電磁閥市面上用量極少，不過(guò)經(jīng)過(guò)大約一週的收集資訊，不負(fù)我們小組的苦心終於找到了。同時(shí)間也再度陷入瓶

7、頸，在市面上以及無(wú)所不知的網(wǎng)路上找不著我們所能使用的定時(shí)控制系統(tǒng)的資訊，全都礙於電壓限制。而電磁閥運(yùn)用也陷入困境，因?yàn)橐话闼烽_(kāi)關(guān)使用電磁閥來(lái)控制，但此種電磁閥需要極大的啟動(dòng)電流，以目前科技而言，將太陽(yáng)能板放置在室內(nèi)使其接受室內(nèi)照度的發(fā)電，太陽(yáng)能板發(fā)電量只有室外時(shí)的千分之一，市售太陽(yáng)能板所能發(fā)的電力不足以啟動(dòng)電磁閥。我們與老師從新思考後決定找尋新方向著手。我們與老師從新思考後決定找尋新方向著手之後，我們小組極力尋找更多相關(guān)產(chǎn)品，以啟發(fā)我們靈感，我們小組找到了一個(gè)定時(shí)控制電路系統(tǒng)且利用小步進(jìn)馬達(dá)帶動(dòng)齒輪打開(kāi)水閥的水路開(kāi)關(guān)控制系統(tǒng)，再加上在加上溫控開(kāi)關(guān)，即完成主要電路控制部份。 接著，我們開(kāi)始昨首於外殼包裝，在上蓋裝上太陽(yáng)能板、溫度感應(yīng)器、且上蓋設(shè)計(jì)成可開(kāi)式設(shè)計(jì)，盒子內(nèi)有水路開(kāi)關(guān)系統(tǒng)，多段溫控設(shè)定旋鈕，可以隨意調(diào)整想要的時(shí)間長(zhǎng)短，並且接受電池市面上任何一種充電電池。全箱為黑色壓克力，水路進(jìn)出方向可以任意調(diào)換 ，且不受前後限制，水管接頭使用綠色鮮明的顏色區(qū)分，且不受前後限制，貼心的讓您把太陽(yáng)能板放在光源充足的一端，或是沒(méi)有被遮蔽物擋住的角度。完成產(chǎn)品V. 功能可行性說(shuō)明 根據(jù)一般水路開(kāi)關(guān)都是使用電磁閥來(lái)控制，但電磁閥需要極大的啟動(dòng)電流，太陽(yáng)能板所供給的電量不足以啟動(dòng)，所以我們構(gòu)思用小型步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)水閥，時(shí)間到達(dá)且溫度也達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，便會(huì)