2015年4月7日 星期二

玻璃是歷史最悠久的人造材料之一

玻璃是歷史最悠久的人造材料之一。它與發展史始於人類開始知道火對於物質的作用,它的出現是在史前時代,可能與人類發明冶金方法和製陶方法同時。因此玻璃已有數千年的歷史。 



關於玻璃的起源並無完整且可信的說法。目前為止人類所挖掘到的最古老的玻璃是以火山熔岩經過加工後形成的天然玻璃。玻璃的前身是矽酸鹽的燒結物(即所謂的燒結矽石或矽石陶器)。其主要材料是含鈣和黏土砂礫以及天然的碳酸鈉(天然鹼)。大約在公元年2000年,居住在幼發拉底河、底格里斯河以及尼羅河流域的民族(亞述人、巴比侖人、埃及人)從矽石陶器和大約在公元前5000年就已為人所知的上釉陶器,首度製出玻璃製品(玻璃珠和小型玻璃容器)。亞述人還將釉和玻璃的製造方法以契形文字記錄在黏土燒成的板子上,這是人類最早關於玻璃製造技術的文字記載。在公元前幾年發明的可以控制玻璃形狀的吹玻璃技術使製玻璃技術獲得重大的發展。自此之後,人類就可以製造出各種不同形狀且透明的玻璃。 



在古代玻璃主要被用於宗教、裝飾和日常生活(製作成精美昂貴的容器)等用途,它在建築上的用途直到晚近才被發現。最早的玻璃窗是出現在尼泊爾附近的Pompeji和布達佩斯附近的Aquincum。這些平板狀的玻璃窗片的尺寸約30cm x 60cm,製作方式可能是將黏稠狀的玻璃澆注到模子裏,待冷卻後再以鉗子取出。在接下來的世紀中,尤其是人口大遷移以後,將窗子鑲上玻璃的情況就日益普及,尤其是在氣候惡劣的北方國家。這種玻璃的製造方法是先吹出一個空心的玻璃球,在它尚未冷卻前再以離心分離方式製成玻璃片。另一種製造方法則是製造出所謂的玻璃板。作法是先吹出一個空心圓柱體(直徑約0.3m,高度1m~1.5m),將此圓柱體沿縱向切成數片,再放進特殊的火爐使其伸展成平板狀。這種方法在今日仍被用來製作特殊的彩色玻璃(如:乳光玻璃:鑲鉛玻璃Tittany Lampe第凡尼 燈)。在中世紀時代窗子成為最有代表性和最珍貴的建築構件,並在哥德式教堂中達到其空前的歷史地位。此時最普遍的方式是將乳光玻璃鑲嵌在鉛框中,再加上黑色焊料就可以讓窗子鑲上彩繪顏色玻璃。黑色焊料的製法是將易熔化的粉末狀玻璃與金屬粉末混合並熔化,磨碎後再與一種有機黏著劑相混而成。 



一直到17世紀末人類都是用前面兩種方式來製作平版玻璃。製玻璃匠的個人技術決定了所能製出的玻璃片最大尺寸。較大尺寸的玻璃片都是以(熔)鑄造法製成:將融熔玻璃膏澆注在一個金屬台上,用滾輪軋製出玻璃片後再磨亮及拋光(鏡面玻璃)。-人工式(熔)鑄造玻璃 



製造火爐和熔化玻璃技術的進步不但促成了新的生產技術,也產生了許多更新、更好的玻璃製品。一直到比利時的FOURCAULT和美國的COLBURN發明的玻璃板連續拉製法,以及連續式(熔)鑄造玻璃的方法問世後,再加上磨亮和拋光技術的進步,才使大量生產高品質不變形、不失真的鏡面玻璃成為可能,從而揭開了玻璃被廣泛應用於建築物的序幕,並為建立工業化的鋼鐵及玻璃結構建築奠定了穩固的基礎。浮式玻璃製造技術的發明使費工費時的研磨和拋光處理成為多餘,這不但是玻璃製造技術的第二次革命,也使玻璃板連續拉製法成為過時的技術。Pirna/Elbe的BAUER發明的連續式(熔)鑄玻璃軋裝法為“型板玻璃”在工業建築上的應用奠定了穩固的地位。 



玻璃在建築上的應用並不限於平版玻璃。為了隔熱和強化其他建材等目的,現代建築業早已大量使用各種型式、尺寸、加工方式的玻璃纖維。埃及人早在公元前1600年就知道用從玻璃棒抽出的玻璃纖維來裝飾容器,使容器上的紋路更加美觀。這種裝飾技術在16世紀的威尼斯式玻璃(Ventian glass)製品上達到顛峰。一直到19世紀中葉之前,玻璃纖維的用途都僅限於裝飾玻璃之用。大概在19世紀中葉在英國和奧地利才首度出現以玻璃纖維為原料加工製成的紡織品。20世紀初開始採用以桿拉製方法為原理的機器將玻璃纖維製成具有絕緣作用的不織布和玻璃棉。1930年在美國和歐洲開始大量製造玻璃絲。1940年開始出現以玻璃纖維製成強化的塑膠。 

槍械發展史──第一章 火藥的發明

玻璃演進史

四大發明



2015年4月2日 星期四

智慧物聯與穿戴式裝置設計

智慧物聯與穿戴式裝置設計

1.智慧物聯暨穿戴式裝置簡介、超低功耗微控制器簡介、ARM Cortex-M微控制器開發環境介紹
2.微控制器基本介面設計與使用: GPIO, Timer, ADC, PWM
3.微控制器基本介面設計與使用: I2C, SPI, UART
4. Android App 開發與設計 (MIT App Inventor 2)
5.智慧物聯裝置設計實作:WiFi連結與雲端介面設計(Asus Cloud API)
6.穿戴式裝置設計實作: 智慧手錶設計(藍牙、計步器、溫度等功能)
課程目的超低功耗微控制器應用與設計原理,Android應用程式設計,感測器軟硬體設計,物聯網及穿戴式應用之系統設計與整合


物聯網感測器共通平台設計
Chapter 1–Arduino Introduction 
Chapter 2–Arduino Basic (6 Labs,)
Chapter 3–Digital (6 Labs)
Chapter 4 – Analog (5 Labs)
Chapter 5 – Communication (4 Labs)
Chapter 6 – Control Structures and Strings
Chapter 7 – Sensor Part1 (Ultrasonic sensor, DHT-11, 2 Labs)
Chapter 7 – Sensor Part2 (MPU-6050, HMC-5883L, 2 Labs)
Chapter 7 – Sensor Part3 (MPU-6050, HMC-5883L)
Chapter 7 – Sensor Part4, Sensor Playground (7 Labs)
Chapter 7 – Sensor Part5, Sensor Playground (3 Labs)
Chapter 8 –Wi-Fi (2 Labs)
Chapter 9 –Android (1 Lab)
Chapter 10 –Xively (1 Lab)
Chapter 11–Bluetooth (1 Lab)

課程目的物聯網目前正快速發展,欲建立一物聯網,最主要的工作就是建立一個共通的物聯網平台, 本課程將著重物聯網感測器共通平台的探討。本課程的目的是以實作動手為主,介紹物聯網概念之後,即會設計一連串的實習,課程內容主要亦以實驗為主,再佐以一些未來趨勢之介紹。本課以實做為主,並為报名的前十位同學配備物聯網平台的板子,Arduino Yun、麵包版、超聲波感測器、溫濕度感測器、重力加速度感測器等。

物聯網核心技術

本課程將介绍物聯網核心技術並配合實作實驗,以幫助學員對物聯網的最新發展有全面的瞭解。
第一週. 上課3小時 - 物聯網現況及系统架構
實作3小時 - 物聯網感測功能 (1)
第二週. 上課 3小時 - 物聯網區域及核心網路
實作3小時 - 物聯網感測功能 (2)
第三週. 上課 3小時 - 物聯網服務平台
實作3小時 - 物聯網平台功能
第四週. 上課 3小時 - 發展物聯網應用
實作3小時 - 連結物聯網感測功能至物聯網平台


物聯網應用發展近幾年來方興未艾,應用的範圍包括:智慧家庭(Smart Home)、智慧建築 (Smart Building)、網聯車輛 (Connected Vehicle)、智慧電網(Smart Grid)、醫療看護(eHealth)、物流管控 (Logistics)等,物聯網的應用發展需要使用下列三項核心技術: 感測技術、區域和核心網路及服務平台,本課程將介绍這三項核心技術並配合實作實驗,以幫助學員對物聯網的最新發展有全面的瞭解。