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！