香港學生科學比賽 Hong Kong Student Science Project Competition
Post on 30-Dec-2015
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香港學生科學比賽Hong Kong Student Science Project
Competition
保良局何蔭棠中學Po Leung Kuk Celine Ho Yam Tong College
作品簡介作品名稱:智能界線裁判Intelligent Linesman
目的:
减低羽毛球賽事中一些人為判決的錯誤、蓄意偏幫等的問题。
作品簡介配置:• 利用滿佈磁控管的電路 板作為傳感器 (sensor) , 並把它鋪在地上,同時 在羽毛球上加上一片小 型磁石。
• 為了保護脆弱的磁控管,• 我們把發泡膠粒 (polystyrene beads) 放在電路板上。
磁控管放置地方: 界線的以外的位置。
研究方法
在電路板共裝上近百個磁控管及接駁好所有線段,用熔槍
固定它們的位置
再利用裝了強力磁石的羽毛球作測試
完成了初步的模型
研究方法
將強力磁石安裝於羽毛球内
基本科學原理
運作原理:• 當球落在界線以外的地上時,羽毛球内的
磁石所產生的磁力會令磁控管内的兩塊鐵片閉合,形成一個閉合電路 (closed circuit) 。
• 電流流經磁控管,推動蜂嗚器 (buzzer) 發出聲響,便能知會球手及裁判球已出界。
傳感器的選擇
搜集幾種傳感器的资料,包括壓力傳感器、熱能傳感器、磁傳感器、電射頻辨識(類似交通卡)
的傳感器
概念:利用科學方法去减低羽毛球賽事中一些人為判決的錯誤
增加敏感度磁控管密度:• 理論上磁控管的密度或磁場強度越高,裝
置的敏感度就越高。
• 但我們考慮了……– 成本、複雜性及維修的容易度等因素。
- 以及經過反複的試驗後……– 數組式 (array) 及 2pc/cm2 的密度能平衡
各方面的要求。
確保儀器的運作
電路:• 我們採用了並聯電路
(Parallel Circuit),確保將每個磁控管均連接到電源及蜂嗚器上。
• 以達至每一個磁控管均能獨立運作,以免個别磁控管的損毀會導致整個模型失效。
磁控管 Magnetic reed switch
蜂鳴器 Buzzer
羽毛球的重量
磁石:• 由於在國際標準中羽毛球重量為 4.74 ~
5.50g ,不可以單方面選用大型傳统磁石以提升敏感度。
• 因此我們用了一款強力磁石(0.6g) ,其環形形状亦比同等重量的圓形磁石所產生的磁場更大,故此模型的靈敏度亦更為提升。
磁控管的保護
• 在面板和線路板之間鋪設了許多聚苯乙烯顆粒( 發泡膠 ) 。
• 當受到衝擊時,衝力會被柔軟的顆粒吸收,而避免損毀下面的磁控管。
優勢
1.客觀地作出判決• 能夠解決很多人為判決錯誤、蓄意偏幫
等問题。2.準確性高
• 只會在球出界時才會發出聲響。3. 高辨識度
• 能分辨球手的腳掌落地還是球落地。
優勢4. 設計簡單
• 用了簡單的科學原理及電子零件。5. 價廉物美
• 所有配件均是十分便宜的電子零件。6. 實際可行性高
• 只要在材料上作出配合便可用於真實情况下。7. 發展潛力高
• 將概念用於其他球類運動,如網球、籃球、排球等。
我們的介紹到此完畢,多謝各位的細心聆聽!
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