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會走的聖誕樹

邱文凱
・2013/12/20 ・1367字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 507 ・六年級

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

自走式聖誕樹

耶誕佳節近了,路上慢慢出現了一顆顆的聖誕樹,心想不如幫家裡的《大人的科學》迷你仿生獸添個新裝,以彌補我不能時常陪伴牠的缺憾。

需要準備的材料:

  1. 各色LED燈
  2. 漆包線或PVC電線
  3. 四號雙節電池盒(筆者使用三號雙節電池盒時,發現其大小過大,會影響仿生獸的行走)
  4. 膠狀快乾膠或AB膠(液狀瞬間膠易流動而將仿生獸關節黏死)
  5. 泡棉雙面膠
  6. 金蔥毛根等裝飾物(自訂)
  7. 電烙鐵與焊錫(也可不用)

製作流程

1.將LED的兩隻腳分別與兩條電線連接(可用電烙鐵焊接或如下圖直接纏繞)

LED燈接電線
P.S. 請記得(或標記)兩條導線是分別接在LED的哪隻腳(長或短),之後接電源時會有影響

2.以膠狀快乾膠或AB膠將LED燈黏至仿生獸各關節處
仿生獸黏LED燈
黏合的時候因應關節種類不同,有幾個地方需注意:
首先紅圈框住的部分,黏合劑只能塗在突起處(以免將關節黏死),綠圈框住的部分則可以放心黏。
仿生獸黏LED燈2
而將LED黏至藍圈框住的部分時,LED的兩條電線要以軸心分別岔開(如下圖右側),這樣才不會影響仿生獸的行走。
仿生獸黏LED燈3

3.將各LED的導線相連(可焊接或直接纏繞,接長腳的導線互相連接,接短腳的導線也是)。

仿生獸黏LED燈4

4.將電池盒以泡棉雙面膠黏至仿生獸底部(如下圖右,使用兩個電池盒分別連接前後腳的導線)。下圖左為用三號電池盒會卡到仿生獸的曲軸運行,因此請使用體積較小的四號電池盒(右)
仿生獸加電池盒

5.將金蔥毛根纏繞於仿生獸的骨架頂端

仿生獸裝飾

6.將電池盒的紅色導線和接長腳的導線團相連(正極),黑色導線和接短腳的導線團相連(負極),形成LED並聯電路(如下圖)
仿生獸LED電路
完成電路圖:
仿生獸LED完成品

 

發光效果影片

 

走起來的樣子(聖誕樹走路了!!!)

 

註:
通常來說LED(發光二極體)的長腳為正極、短腳為陰極,會叫發光「二極體」的是因為發光二極體只能夠往一個方向通電,順向導電時它的兩個電極間電阻趨於無窮小,而逆向時電阻則趨於無窮大,即電流只允許由一特定方向流過二極體。詳情請看LED發光原理影片

還有這次的改造其實有個瑕疵。因為不同的LED有各自的 順向電壓 (Maximum Forware Voltage)、順向電流(Maximum Forware Current) ,而這次製作的方式並沒有在電路中加上限流電阻(限制電流大小),所以會導致通過各LED的電流可能會超過其額定順向電流,可能會使得LED容易損壞。

有興趣加上限流電阻的讀者,可以參考部落格文章<淺談 LED 驅動連接方式>

 

文章難易度
邱文凱
9 篇文章 ・ 0 位粉絲
相信著 "以人化物" 器物再美,缺乏人的溫度,終將不完美 而若多一分人性的溫暖,便能包容原先器物的小缺陷 這是設計科學小物的初衷 希望這些東西能充滿著溫暖,無論是手心的亦或是內心的

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頭髮禿禿該怎辦?國外研究有一種療程是以「低能量雷射療法(LLLT)」來照射頭皮
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2022/09/19 ・1752字 ・閱讀時間約 3 分鐘

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

本文由 蓓麗嘉國際 委託,泛科學企劃執行。

  • 文/陳彥諺,皮膚專科陳昱璁醫師

看似無用的頭髮,除了防曬、保暖的功能外,還有外表上的美觀作用。「美觀」雖然乍看之下並不實用,但是,如果生得一張好看的臉,偏偏頂上荒涼,好看的外貌卻極容易因此而消減幾分。

以往在治療禿頭上,有四種主要方法:改善作息、塗抹含有米諾地爾(Minoxidil)成分的生髮水、口服抗雄性禿之藥物、植髮手術。不過,隨著科技進步,科學家們也不斷地探索著新方法!

目前除了上述四種常見方法外,還有另一種安全且可居家執行的療程,是以「低能量雷射療法(LLLT)」來照射頭皮,進而達到讓落髮毛囊重回生長期的方式。

毛囊(hair follicle)是毛髮生長的搖籃。圖/Wikipedia

什麼是低能量雷射療法(LLLT)?

低能量雷射療法,全名叫做 Low-Level laser(light) therapy。這是一種運用低功率雷射(通常是紅外線)來治療特定症狀的治療方式。低能量雷射與傳統雷射並不相同,傳統雷射是高能量的雷射,常用單位是瓦特(Watt),大多用在切割或止血等大手術上。然而,低能量雷射是能量較低的雷射,具有安全性外,用途也更加廣泛,常用於減輕疼痛、治癒傷口、神經再生等。

不過,會發現低能量雷射也許能增生毛髮,其實完全是歪打正著的結果,為何會這樣說呢?有個故事小插曲是發生在 1960 年代後期,匈牙利醫生恩德雷・梅斯特(Endre Mester)原本在進行一系列實驗,想證明雷射光到底會不會致癌。

他將小鼠背部毛髮剃光,再使用低功率紅寶石雷射光(694nm)照射,結果,小鼠並沒有因為照射雷射光而得到癌症,出乎他的預料,雷射光的照射,反而改善了小鼠背部剃毛區域的毛髮生長狀況。

恩德雷・梅斯特發現雷射光可以改善小鼠的毛髮生長狀況。圖/Wikipedia

這項發現,也引起了學界對於 LLLT 治療禿頭的關注。近年來,實際研究成果中也指出了患有雄性禿症狀的患者,在經過定時定量的低能量雷射照射下,能有效改善部分受試者的禿頭狀況。

雷射光與 LED 的差異

LED 光源就是家裡的省電燈泡,這些燈泡發出的光,波長較雷射光廣泛,也沒有特定方向性,此外由於光波的相位並不統一,會互相干擾影響光波的能量。

雷射光源的產生是來自雷射二極體,通過電流產生光後會在共振腔中共振,產生更多同波長的光。因此,雷射光源的波長較為單一,具有高度指向性,且相位一致,更容易控制能量。而這些性能也反映在價格上,雷射光源每 nW 的成本,更是高於 LED 光源近 100 倍。

皮膚專科陳昱璁醫師表示:「造成落髮常見的因素包括:雄性禿、壓力、產後落髮甚至是打完疫苗或確診後的副作用都有可能引發落髮,目前通過台灣衛福部核准改善落髮的治療方式有生髮水、口服藥、低能量雷射與植髮手術,而低能量雷射的優點是非侵入、無顯著副作用、可居家使用的生髮器材,不過,若雷射波長不同會造成波長干擾,建議民眾使用 650nm 單一雷射光,至於適合用什麼樣的方式治療建議民眾到門診由專業醫師評估。」

衛生福利部雙和醫院皮膚科主治醫師陳昱璁。圖/衛生福利部雙和醫院

在傳統的髮療法當中,皆存在著潛在的副作用風險,比如,使用含米諾地爾的生髮水,有可能會造成頭皮刺激不適,初期使用也可能有掉髮增加的情形,女性也偶有出現臉部多毛症的狀況;而口服藥常見副作用包含性慾減低、勃起異常、不孕等副作用。

陳昱璁醫師也提到:「雷射生髮帽屬醫療器材,若不當使用仍會造成傷害之虞,因此不鼓勵民眾自行購買,若有異常落髮徵兆,建議尋求專業醫師諮詢,才能對症下藥,找到符合自身需求的療程。」

所以頭髮禿禿別害怕!遇到落髮難題,不要遲疑,及早開啟適合的療程,才能盡早回歸頂上的繁榮景象。

※ 以上屬醫療資訊分享,任何療程效果與副作用因人而異,如有需求請以專業醫師建議為主。

鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
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行人號誌「小綠人」每走 2 萬步就會跌倒 1 次?——《臺灣都市傳說百科》
蓋亞文化_96
・2021/08/28 ・2264字 ・閱讀時間約 4 分鐘

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

  • 作者/楊海彥, 謝宜安, 阮宗憲, 臺北地方異聞工作室 

行人號誌上的小綠人,每走兩萬步就會跌倒一次……

圖/©臺灣都市傳說百科 / 楊海彥、謝宜安、阮宗憲 [臺北地方異聞工作室] 作 / 葒 插畫 / 蓋亞文化出版

今天臺灣大大小小的路口,到處都能看到「行走的小綠人」,它出現在行人專用號誌上,提醒行人何時該通過馬路。一開始「小綠人」是慢慢行走,隨著號誌上方的秒數逐漸減少,「小綠人」還會快跑起來,並在讀秒為零的時候消失;此時,上方的秒數也隨之轉變為站立不動的「小紅人」。據說,這個小綠人每走兩萬步就會跌倒一次,許多人對此深信不疑,過馬路時紛紛緊盯著小綠人,只為了親眼見證這個瞬間。

行人專用號誌的起源,最早可以追溯到一九六一年的東德。當時東德的車流量大幅增加,使得交通事故和傷亡人數與之俱增,交通部於是委請道路心理學家卡爾·佩格勞(Karl Peglau)設計新的交通號誌,以改善這樣的情況。為此,卡爾將人車的號誌系統分離,並將單純的紅、綠燈號改為小人的形狀:綠色的小人姿勢形似箭矢,紅色的小人雙臂外張,形似路障,並稱之為「交通號誌小人(Ampelmännchen)」,行人專用號誌於焉誕生。不過,那時的交通號誌小人還不會移動。

東德交通號誌小人 (Ampelmännchen) 。圖/Wikipdia

一九九八年,臺北市政府參考世界部分城市的做法,打算將行人專用號誌加入讀秒功能,後來經過多家廠商的集體討論,最終又加入了小綠人走動的動畫。根據《聯合報》的報導,當時整個 LED 產業還處在萌芽階段,光是「要讓小人和數字同時能動,就花了一年多的時間去研發和設計程式」。終於在一九九九年三月十八日,全世界第一盞「動畫式行人專用號誌」,被設立在臺北市的松壽路和市府路口。

由於民眾反應良好,「行走的小綠人」很快就普及到全臺各地,於此同時,「跌倒小綠人」的都市傳說也隨之而生。根據報導,傳說是透過電子郵件傳播(當時的新聞稱之為「發燒信件」),這則傳說誕生得很快,雖然難以追溯出處,但可以確定至少在二○○○年左右傳說就已經出現——這點可以從二○○一年,黃麗群以筆名「九九」出版的《跌倒的小綠人》一書看出來。當中與書同名的篇章,便是以「跌倒小綠人」的都市傳說為主題,描寫兩個男人等待小綠人跌倒的故事。書中寫到:「有時候,不定期的(也有人說是每二十次),那個綠小人,在倒數兩秒快跑的時候,會跌倒。」而除了書中的版本之外,「跌倒小綠人」還有許多變體。

跌倒的時機,有人說是每兩萬步一次,也有人說是每二十次會有一次,而且只有在即將變換為紅燈時才可能見到。設計的動機,有人說是某個工程師無聊設計的彩蛋,有人則說是臺北市交通管制工程處的特殊設計,用以提醒行人隨時注意腳步。而除了跌倒之外,還有小綠人會倒立、走的腳步會跨得比較大,或是本該原地踏步的小綠人,卻會偷偷往前走一點點的說法。針對這些傳聞,當初主導設計的林麗玉受訪時曾表示,她們沒有設計小人跌倒的圖案,不過有時燈號故障,是有可能讓小人變成半身倒下的樣子。

事實上,「行走的小綠人」的確很常故障,二○○四年七月,《聯合報》便報導了許多行人專用號誌故障的消息;而二○○五年九月,《聯合晚報》一則〈小綠人累趴?〉的新聞,故障的小綠人顯得步履蹣跚,一副很累的模樣,顯示小綠人要因為故障而呈現跌倒的姿勢並非不可能。只不過,「跌倒小綠人」的傳說出現時間是那麼地早,顯然這則傳說之所以出現,並非單純只是號誌故障出現的錯覺。

首創於臺北市的動態式小綠人,如今在臺灣街頭隨處可見 。圖/WIKIPEDIA

對二○○○年左右的人們來說,會行走的小綠人絕對是新奇的玩意。如同其他都市傳說,我們如今已難以追溯傳說究竟因誰而起,但不難想像,這樣一個引起大眾廣泛討論的話題,要產生流言是多麼地容易。首先,並非所有人都知曉 LED 動畫的原理,對於科技的不了解,是讓謠言得以存在的原因;其次,「跌倒小綠人」的可驗證性,也讓這則傳說流傳得更加快速——每個初次聽過傳說的人,或許都曾像《跌倒的小綠人》裡的兩個男人一樣,等待著小綠人跌倒的瞬間吧。

有趣的是,從網路上關於「跌倒小綠人」的討論可以發現,《跌倒的小綠人》一書經常被人提起,並被作為支持都市傳說存在的證據。故事中,兩個男人最後真的看到小綠人跌倒——然而故事只是故事,自己的創作竟被拿來替都市傳說背書,這恐怕是作家始料未及的事。

參考資料

1. 維基百科,〈卡爾·佩格勞

2. 馮復華,〈小綠人,會跑步 台灣交通號誌 老外驚艷〉,《聯合報》,二○○四年四月二十六日,A5 版

3. 九九,《跌倒的小綠人》(遠流出版,二○○一年)

4. 馮復華,〈小綠人 倒數號誌 常故障 年底更新〉,《聯合報》,二○○四年七月二十二日,B2 版

5. 吳家詮,〈小綠人累趴?〉,《聯合晚報》,二○○五年九月三日,5版

——本文摘自《台灣都市傳說百科,2021 年 8 月,蓋亞文化

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蓋亞文化_96
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蓋亞文化,記憶與想像的國度。成立於2001年,致力於挖掘、出版台灣與香港、中國的華文原創作品,同時也譯介歐美日韓書籍。 2009年起,新增圖文漫畫品牌(原動力出版),透過圖像說故事,累積原創漫畫能量。 不論是文字作品或圖文漫畫,我們期許透過精準選書與合宜的編輯行銷,提供讀者多元題材的閱讀樂趣, 在作者與讀者,個人與社會,這個世界與其他世界之間,扮演文化傳遞者的角色。

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HOW TO 一直玩一直玩還能智慧省電?@宜蘭傳藝園區
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2020/09/10 ・1701字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 508 ・六年級

本文由 宜蘭縣政府環境保護局 委託,泛科學企劃執行

將傳統紅磚街屋、廟宇完整復原,重現台灣過去生活精髓的宜蘭傳藝園區(以下簡稱傳藝園區),腹地廣大,讓遊客能盡情來場穿越之旅。但你是否曾想過,占地 24 公頃的園區,光是準時開關電源空調就是個大挑戰,而在講究節能減碳的今日,又該怎麼做才能一直玩一直玩還能智慧省電呢?

加入「能源管理系統」智慧省電

過去對於電源的管理,只能以人工巡園的方式,一個個手動開關,耗時耗力。為了改善效率及節能,負責營運傳藝園區的全聯善美的文化藝術基金會,自 2017 年起陸續規畫更新。如今傳藝園區完成「能源管理系統」(Energy Management System, EMS)的建置,將電燈、冷氣等電力設備全都連上光纖網路,再傳送到中央管理系統,讓工作人員只需在辦公室內遠端遙控,不但大幅減少作業時間,更能有效節電,達到節能減碳的效果。

「能源管理系統」其實就像是管理用電的自動記帳秘書,基礎功能就是分類電力的流向,協助用戶管理能源。除了用在占地廣大、用電量大的各種場地,其實一般住宅也能導入類似的系統,像是智慧電表,讓使用者可以隨時掌控自家的用電情況。了解用電情況後,要如何才能達到節電以及多數人最在意的省錢目的呢?讓我們繼續看下去吧!

即時記錄用電資訊,節能計較到分分秒秒

對於多數人來說,通常要等到電費單出現,才能知道當月電費的支出總金額。如果能引入「能源管理系統」,任何一台電器每分鐘支出的電力都會被詳實記錄。

以傳藝園區舉例,導入「能源管理系統」後,所有電錶數據會自動匯入並做成圖表及資訊報表,方便工作人員快速找出異常耗能,分分秒秒都能計較;此外,內建的警報系統也可讓園區用電量超過警戒值的時候發出提醒。

自 106年以來,根據傳藝園區的統計指出,使用能源管理系統後,光是冷氣的部分,一年減少運轉的時數約180小時,平均一年可省下將近 10萬度的電量,一年節省了 30.9萬元。

其實過去也有類似例子,2011年國立中央大學與國外廠商合作,透過系統自動控制整棟行政大樓的照明及空調設備,省掉效能達到 40%,相當於一年省了 12萬度電,33 萬元的電費。

空調照明即時調整,環境舒適又省電

如同開頭所提,過去透過人工巡園的方式開關電源,一天必須耗掉近 2 小時,且要是遇到緊急狀況,例如雷陣雨突襲導致天色瞬間轉暗,園區無法及時開燈。如今導入「能源管理系統」後,能透過排程與遠端遙控兩種方式來處理,工作人員不用親臨現場就能完全掌握電源開關,方便又及時。

目前傳藝園區就透過該套系統,也算出最省電又有效的「黃金時間」,排定開園前 12 分鐘開空調,讓遊客一進場就感到舒適,也不會浪費電。

抓出耗電小壞蛋!汰換老舊器材

透過能源管理系統的資訊報表,工作人員能一眼就看出用電狀況,把特別耗電的小壞蛋抓出來,進而將老舊電器更新,就可省下許多不必要的電費。

舉例來說,單單將傳統燈泡更換為省電燈泡,其實就能省下不少電,本次傳藝園區除了安裝能源管理系統,也一併更新了許多過去老舊的燈泡、空調設備等。而 2015 年基隆市將 8成以上的水銀路燈都改為 LED燈泡,以七堵區換裝 4818 盞 LED 路燈後,一年的節電效益可達 719.9萬度電。

新竹市 2015 年也從集合式住宅公設的照明系統更新下手,配合用電行為改變,在住宅部門達到了 2.11%的高節電率。台中市同樣也將公有停車場、公有市場等場所的燈具改為 LED燈,一年大幅節省 14萬度電。

透過第一期的智慧省電系統導入,傳藝園區除了提供遊客最舒適的傳統文化體驗,也達到節能減碳目的。而遊客最能直接感受的好康,就是能準時享有被譽為「最浪漫地標」的魚耀隧道美景,這個長達 65公尺的燈廊在夜幕低垂時亮起,魚形倒映在湖面相當夢幻,是近期最夯的 IG打卡景點。

未來也會開啟第二與第三期的能管系統建置,使整個園區的能源管控都智慧化,讓遊客可以一直玩一直玩,還能超省電,享受科技與傳統合作無間。

本文由 宜蘭縣政府環境保護局 委託,泛科學企劃執行

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