一、計畫名稱：微光譜儀螢光檢測模組之研發
二、本校接待團隊成員資訊
學校 | 單位 | 教師 |
國立屏東科技大學 | 生物機電工程系 | 陳志堅教授 |
國立屏東科技大學 | 生物機電工程系 | 潘俊佑研究生 |
三、邀請國際師生成員資訊
學校 | 單位 | 教師 | 職稱 |
Kasetsart University | Department of Physics | Puchong Kijamnajsuk | Lecturer |
Kasetsart University | Department of Physics | Chayanit Thairat | Master student |
四、研究內容概述
本計畫進行一套智慧型核酸檢測裝置的製作，使用本校食品科學系提供之樣本，以此裝置進行核酸檢驗。因此本計畫延續研究團隊過去數年的相關研發經驗及核心技術，結合精密機械加工技術、熱流技術與生物科技，建立智慧型可攜式核酸增幅系統。Puchong Kijamnajsuk老師擁有熱質傳背景，熟悉電子電路和微控制器，具備3D列印和小型數值控制工具機的經驗，在到校訪問的期間雙方進行技術交流和深究。另外，Puchong Kijamnajsuk老師目前的研究領域在建立可攜式的光聲和光熱撓曲系統和建置實驗物理的虛擬裝置，對於執行本計畫有相當大的互補性，尤其是光熱系統的技術對計畫的內容提高其創新性。
五、交流成果
在2019年7月，NPUST-KU在UNTA計畫的支持下進行。我們主要在三個方面進行了合作。所有的印刷電路板（PCB）都是由免費軟件Eagle Cadsoft 7.7.0版設計和開發的，稍後將對此進行詳細說明。
1. 通過使用HAMAMUTSU型號為C12666MA的微光譜儀和自行設計的印刷電路板，用於智慧便攜式核酸擴增系統的螢光檢測模組。該模組設計為與聯發科公司的IoT板LinkIt 7697配合使用。該光譜儀可以測量320 nm~800 nm的可見光譜波長。完成的模組如圖1所示。
2. 用於智慧雞舍模型的環境控制。我們已經簡化了印刷電路板，並將其設計為Arduino MEGA的擴充板。該系統能夠記錄雞舍模型的溫度和濕度，還可以通過電風扇和向雞舍模型內噴水來控制溫度。該模組還具有兩種類型的生物活性氣體檢測：MG811 CO2氣體傳感器和MQ137 NH3氣體傳感器。所有數據和控制都通過2.4GHz WiFi模組遠程傳輸到遠端伺服器，以即時顯示狀態。該模組的示意圖如圖2所示。
3. 我們已經固定並製造了具有GPS跟踪系統的遙控肥料噴灑車。系統分為兩部分。首先，由於其體積小，重量輕和功耗低，遙控器設計為可與Arduino NANO進行接口。遙控器需要接受許多按鈕命令，並將命令發送到汽車接收器。命令的格式為“TN”，其中“T”是命令的單個字符，“N”是命令狀態的單個整數。例如，“R1”是指將右輪的電動機設置為階段1的速度，“R0”是指將右輪的電動機設置為階段0的速度或停止。使用此命令協議，由於在發送方（遠程控制集）和接收方之間發送了短的ASCII命令，因此通信將非常有效且快速。遠程控制部分的原理圖和PCB如圖3所示。對於汽車噴藥器的第二部分，該系統具有3個子模組，即RF接收器、電機控制和數據採集系統。所有模組都連接到具有許多I/O的Arduino MEGA，將來可以根據需要擴展系統。該車體如圖4所示。