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具無線、即時與陣列感測系統(WRSAS)的開發與其在以奈米碳管/紙為主體的陣列感測器之應用

為了解決usb線正負極的問題，作者何彥廷 這樣論述：

本研究中，主要是建立一套WRSAS ( wireless/real-time sensing array system )系統，能夠以藍芽裝置無線傳輸感測器的訊號，再以柱狀圖 (Bar) 以及顏色圖(Color map)的陣列動畫即時顯示。首先，使用Arduino MEGA 2560來接收感測器訊號，以及藍芽裝置( HC-06 )進行數據傳輸。再以Matlab以及Arduino軟體來編寫程式語言，建立3×3、4×4與5×5的陣列系統。因為使用的Arduino MEGA 2560最多僅能量測16組訊號，所以在建立5×5陣列系統時，需同時連線2台Arduino MEGA 2560來接收感測器訊號

。其中，以USB連線3 × 3、4 × 4與5 × 5陣列系統夠達即時顯示的最大頻率為 15 Hz 、 13 Hz 與 8 Hz；在藍芽連線3 × 3與4 × 4陣列統夠達即時顯示的最大頻率為13 Hz 與 11 Hz，可以知道當系統執行越多陣列時，能夠即時顯示的頻率越小。另外，在系統中設定不同的Baud rate，會影響硬體訊號輸出的最大頻率。以USB連線 3×3陣列而言，當系統執行的Baud rate 分別設定為 19200 與38400 去執行，前者硬體訊號最大輸出約為 40 Hz ，相比後者， Arduino 訊號最大輸出頻率約為 80 Hz。亦即Baud rate值設定越高

，其硬體訊號輸出的最大頻率也會隨之增加。在拉伸感測器方面，比較不同紙張纖維(餐巾紙、衛生紙、拭鏡紙)作為基材，以及無紙張纖維當作基材的CNT Paper作為感測器之拉伸對電組織關係，分別觀察在原始狀態、拉伸5%、10%與20%下的結構缺陷變化與數量。由結果顯示，以CNT@拭鏡紙的拉伸強度最好；而靈敏度是以CNT Paper感測器表現最好。在不同使用條件下，選用紙張的材料也不同，因為應用會到拉伸量40 ~ 50 %的範圍，因此以CNT＠拭鏡紙來製作感測器。在壓阻感測器的實驗中，分別以2 Layers、3 Layers與4 Layers的壓阻感測器來比較，其中以4 Layers的傳感器在壓力範圍0

~ 0.08 kPa的靈敏度12.13 kPa-1為最大，響應時間與恢復時間的表現為24.6 ms 與31.4 ms。將實驗所開發的WRSAS系統應用在手指彎曲上，將五個感測器縫製於手套指節處，偵測當手指彎曲，會對應的Bar來即時顯示電性的變化。另外，在腳踩於5 × 3 的WRSAS裝置，以顏色圖來當受測者的腳踩時，量測腳底貼於平面的足弓訊號分布，並製作成3D曲面圖來觀察，可以成功呈現出有足弓的形狀。另外，在量測扁平足的腳型時，也可以顯示出足弓處的訊號被完全按壓。將壓阻感測器以3 × 3陣列的排序方式，置於胸口心臟跳動明顯的位置，並取心臟一次博動的訊號，以3 × 3陣列的顏色圖來呈現訊號變

化。由結果顯示，結合WRSAS系統與壓阻感測器，應用於心臟跳動所造成得體表震動，對於心臟超音波的方面，具有潛在的應用。

應用於微創手術之即時雙目標都卜勒雷達

為了解決usb線正負極的問題，作者羅珮綺 這樣論述：

本論文設計一應用於微創手術之即時雙目標都卜勒雷達系統。使用反正切解調方法分析出兩個PBSK調變標籤電路之位移，並以20Hz的更新率回饋位移資訊。考慮位移為動態量測，根據都卜勒雷達理論、回波特性及演算法，討論量測速度極限。再由定位標位移和其與轉軸的距離推算定位標於同一平面上左右旋轉之角度和其精確度。雷達系統使用24GHz收發機模組配合鎖相迴路模組，同時外加一功率放大器增加發射功率。並於雷達差動IQ輸出後設計二次降頻電路做為鑑頻器，其中包含了可調增益基頻放大器、運算放大器及混頻器；再藉由訊號擷取卡將位移資訊轉換為數位訊號傳送至電腦端進行運算。演算法則使用LabVIEW介面實現：先以包絡線解調帶有

BPSK調變之位移資訊，再以反正切函數解IQ訊號得到相位後算出位移。量測時以馬達模擬不同移動情境，如速度、位移大小，以及轉動角度。本系統可量測之最快移動速度為0.24 m/s，位移精確度為正負1mm，轉動角度精確度可達 。