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作者: Pecu

新北教育加速器 — 青山將打造「校園教案 Github 平台」

如果你對「教案開發」「教學交流」或對「備課模式」有痛點 (Pain Point),歡迎在下方分享你的經驗與想法。之後有機會,我們也會請你一起來參與此產品~

Update: 最近我們要開始一些產品開發階段的 Workshop。在此先謝謝 Pecu 教授 (Yun-Cheng Tsai),還有很強的大大 CJ (Chien-Jung Chiang ) – 學到好多! 還有青山國中小的強大老師們 #真的有超多能量

大家一起加油!

https://medium.com/%E9%9D%92%E5%B1%B1%E5%9F%8E-qingshan-city/%E6%96%B0%E5%8C%97%E6%95%99%E8%82%B2%E5%8A%A0%E9%80%9F%E5%99%A8-%E9%9D%92%E5%B1%B1%E5%B0%87%E6%89%93%E9%80%A0-%E6%A0%A1%E5%9C%92%E6%95%99%E6%A1%88-github-%E5%B9%B3%E5%8F%B0-8e1c3256f4b7

紅外線熱像儀

原型開發者:鄭詠成

圖形成像原理說明:圖片的資料結構,一般是二維陣列,一個元素儲存三個數字 RGB (紅、綠、藍),再透過這三原色的數字不同強度,去調色成各種不同顏色,來進行成像。

矩陣中的每一格,就是像素,如下圖為例,人看到的是一半的愛心,但電腦看到的是每個像素中的數值。

在我們這個範例中, 使用的鏡頭是 AMG8833,8×8 紅外線熱陣列感測器。 當鏡頭的像素是 8×8 的時候,電腦看到的矩陣就是 8×8 = 64 個格子,在 64 個格子中要顯示出人的形狀,是無法表現出所有真實畫面中的細節,就會像打上馬賽克一樣。若要在這樣低像素的設備下,去展現出較平滑的一面,可以透過數學中的內插法來實現,但仍無法完全取代高像素鏡頭所成像的效果。

影像內插法數學式參考: https://en.wikipedia.org/wiki/Bicubic_interpolation

若矩陣夠多,例如 1920×1080 = 2073600,那就代表有兩百多萬的格子在一個小小的鏡頭中,代表每個格子很密集,就能使得圖片清晰銳利。

原始程式碼連結: https://github.com/pecu/SEP/tree/master/InfraredThermalImagingCamera

紅外線熱像儀感應原理

要懂紅外線熱像儀感應原理的運作,就要先來談談什麼是紅外線?

這要從光譜波長談起。光是一種電磁波,按照波長的大小有不同的光線,波長越短,對人體的傷害越大,最常聽到的就是X光(0.001納米-10納米)、紫外線(10納米-380納米),波長很短,對人體會有影響;然後是波長380納米-780納米的可見光範圍;然後就是780納米-1毫米波長的紅外線區塊。

圖片來自維基百科

要談紅外線為什麼會偵測到溫度,就要知道甚麼是輻射?

輻射是一種具有能量的波或粒子,如電磁波(如無線電波、微波、可見光、紫外線、紅外線、X射線、加馬射線等)以及從放射性物質發射出來的微小粒子(如阿伐粒子、貝他粒子、中子等 )都稱為輻射。

輻射冷卻效應所放出的輻射能量較低,是將地球表面的熱能透過紅外線形式向外太空釋出,與核能輻射不同。
圖片來自交通部中央氣象局

紅外線熱像儀的工作原理?

自然界中的所有物體,只要其溫度高於絕對溫度 (-273℃) 就存在分子和原子無規則的運動,表面會不斷地輻射出紅外線。 紅外線熱像儀是通過非接觸探測輻射紅外線能量 (物體表面不斷地輻射出紅外線),並將其轉換為電信號,進而在螢幕上生成熱圖像和顯示換算出的溫度值。

體溫自主管理小幫手

教案製作人:順天書屋林勳老師
教案實作顧問:順天書屋鄭詠成顧問

使用情境:

鑑於流感及肺炎流行,帶發燒之症狀於室內空間易於傳染,於空間出入口管制實行體溫監測,如體溫高於一般溫度則提醒不要進入室內空間。由於室內空間人力有限,為因應上述之情境,為此開發採用語音自動提醒量測體溫之專案,在進出口架設本設備,紅外線感應模組偵測人員進入,偵測到人員即發出指令聲,提醒量測體溫,體溫符合一般沒發燒(≦37.6ºC)即可進入室內,如有發燒情況即發出警訊,提醒受測者注意自身健康狀況。

開發設備使用材料:

  • Arduino Uno 開發版 1 張
  • HC-SR501 人體紅外線感應模塊 1 組
  • DFPlayer Mini MP3 Player 播放模組 1 組,另備已錄語音記憶卡
  • MLX90614 非接觸式紅外線測溫感測器 1 個
  • 9V 電池扣 DC JACK,搭配 9V 電池 1 組
  • I2C 1602 LCD 模組,1 組

原始碼下載

未來教育 – 台灣100

http://tw100-2019.cwgv.org.tw/contents/results2019

執行單位:新北市青山國民中小學

支持系統:

前進青山村致謝

台東順天書屋 | 美成和達儒的媽媽 – 曹聖凰

感謝小英老師、青山國中小王校長與 Pecu 老師促成這次的參訪。謝謝青山的老師與同學帶給我們美好的周末學習之旅。謝謝楊主委與施前主委讓我們的孩子有機會在順天書屋學習、感謝辛苦的志工爺爺奶奶、謝謝王爸爸與王媽媽熱情招待。這是一趟集眾人之力而成的旅程。

緣起:

當小英老師確定前進青山村日期,心裡真的很掙扎,因離孩子們期末考時間太近,孩子平時又不用功,可是又想去見見世面,經過一番討論後孩子們願提前準備功課,一同快樂前進青山村。

旅程:

六月十五日清晨五點出發,灰濛濛的天空飄著細雨,沿途美麗風景幾乎都錯過,因為大家不敵周公的召喚。醒來已到汐止了,天空已換藍裝,孩子們也換好他們的服裝準備大顯身手。我們以傳統宮廟文化方式,由前導、轎班、十三班頭帶領可愛的順天三太子進場。迎接我們的是悠揚的弦樂與動感的閃亮木箱鼓。傳統與現代、東方文化與西方文化一點也不衝突,衝突的是人心不知思辨,是不願接納,是不願改變。讓孩子們了解不同環境會產生不同文化,學習他人優點,改進自我缺點,發揮個人特色。

人文遠雄博物館參觀:

「藝汐高飛」是汐止地區十五所中小學的藝術創作美展,每年有不同的創作主題,老師與學生共同完成。這樣的美展不但給孩子們表現空間,也凝結汐止地區的向心力,增進對自己家鄉的認同感。更棒的是青山國中兩位帥哥解說,真的不輸專業導覽員喔!期待書屋的小小導覽員能向大哥哥看齊,表現自己的專業與自信、幽默的應對。

下午的身體律動大人小孩玩得不亦樂乎,木箱鼓課程令好興奮,可是沒多久手就開始紅、痛了,真的讓人又愛又恨啊!也讓孩子明白何謂:「台上十分鐘,台下十年功」。早上哥哥姊姊的閃亮木箱鼓表演,不知他們的手是否已形成保護膜了。

晚餐後,我們還有版畫課程,上課前腦子想到的是小時候,拿厚保麗龍板用香燒出圖案在拓印,長大一點用木板與雕刻刀。時代的進步材料也進化許多,現在有專用的版畫版,用筆就可以刻出,真是方便。短短的兩小時,孩子們都有完成自己的作品,收穫滿滿。

夜宿青山幼兒園,孩子們清晨五點自動起床,(上學怎麼都叫不行呢?)逛校園的逛校園,運動的運動。沒球怎麼辦?不用擔心,保特瓶加一點沙(不可過多會很痛),就可開始躲避球大戰了。原來不需有太多物質,他們就能發揮想像自己創造遊戲。在校園裡四處可見學生們的作品,利用廢考卷製作雕塑品,精美的木工自走車作品,孩子們自己設計的花園自動灑水系統,還有師生協力蓋的綠能屋,很酷的人臉辨識系統,這是座結合人文與科技的教育城堡,每個角落都可看到校長與老師們的用心。

難得來汐止,當然要了解汐止的故事,親切的校長媽咪帶我們走讀汐止,日治時期的汐止神社到現今的忠順廟。「汐止水哉」從老照片中述說汐止人如何面對水災?也讓年輕一輩重新認識自己的家鄉,認同家鄉。

校長帶領我們造訪深坑老街,一棟棟的老建築述說著不同的奮鬥故事。最終站是深坑老茶行「儒昌茶行」從清溪到台灣傳承數代種茶技術,訴說台灣茶的故事。兩天的行程在滿滿茶香中畫下完美句點。

反思:

這趟旅程收穫滿滿,看到青山孩子們的作品,反思我們能做的有那些呢?人臉辨識系統我們可用於何處?可在藥草園用來幫忙抓蟲、除草嗎?可在順天文物館述說十三班頭的故事嗎?我們的臉譜可以3D列印嗎?還有甚麼呢?…可讓孩子們探索、討論、學習。

原來 108 課綱我們已經在做了,而我們家長該學習的是如何放手讓孩子飛?城鄉本來就有差距,但我們如何不讓差距加大?如何發揮我們的優點與專長?這是我們該深思的。