【科技暢想】認識壓電效應 運動時添趣味

考考大家兩個問題。問題一：「電力是如何產生的呢？」問題二：「如何把『音樂』、『運動』、『發電』和『人際網絡』四個主題結合起來？」

答案就在我校於港燈「綠色能源夢成真」的參賽項目——「樂動電網」中。這個「夢」的構思，就是應用電介質材料中一種機械能與電能互換的現象——「壓電效應」，製作了「閃亮樂器」、「百變迷宮」和「手轉腳踏機」等等「小發明」，讓大家在玩樂器、做運動時產生電力，加上不同效果，增添趣味。

演奏樂器會發光

我們嘗試把壓電陶瓷片貼在手搖鼓和木箱鼓等製作成「閃亮樂器」，在搖動或敲打樂器時，振動使壓電陶瓷片轉化為電力，使發光二極管（LED）亮起來；我們又把五塊壓電陶瓷片以並聯的方式組合起來，作為彈撥小結他和結他的撥片（pick），繞成一條手鏈，並以綿線裝飾，讓演奏者戴在手上在撥彈時閃閃發光。

我們另外製作了「百變迷宮」，其路線和難易程度均可以自由組合。當操作者擺動「百變迷宮」時，乒乓球經過就會把發射器發出的紅外線反射，當接收器收到發射器的訊號時，就啟動間板之間的電子元件運作，使二極管發出閃光、揚聲器發出聲響、電動機產生轉動這三種不同的效果。

腳踏機適合一家大小

另一小發明是「手轉腳踏機」。腳踏機是一個輕便的工具，不論三歲到八十歲，只要想在家裏做運動，它都可以派上用場。我們在腳踏機曲柄的一邊裝置了齒輪，以立體打印的方法將齒輪和小型電動機組合固定及接駁，當曲柄轉動時就產生電力，使接駁的燈帶亮起來。

在過程中，我們除了學習和應用到「壓電效應」、立體打印、編寫程式外，更有機會運用所學關注長者的需要。大家知道嗎？香港和世界各地患上認知障礙症的人數在不斷增加；然而，社會上相關的醫療和照顧服務卻追不上。希望以我們設計的「小發明」，讓他們與身邊的人有更多話題。

當長者順利把乒乓球走完迷宮、或嘗試演奏樂器、或使燈光亮起來，或完成簡單任務的時候，大家送上稱讚和鼓勵。別小看一句鼓勵的話，這些對長者和病患者都是十分重要的。

最後，我們感謝港燈各方面的支援和資助。比賽後我們會製作多套「簡易版百變迷宮」，送給有需要的長者或機構，讓他們設計路線，與家人朋友遊玩，感受一下這小玩意，有更多思考、溝通和交流的機會。別忘記：「少時快樂很簡單，老時簡單很快樂」。誠邀大家「樂動電網」。■香港聖公會何明華會督中學

(港燈「綠得開心計劃」「綠得開心學校」之一，2019「綠色能源夢成真」比賽入圍隊伍)

港燈綠得開心計劃，致力教導年輕一代及公眾人士培養良好的用電習慣，目前已有四百多間全港中小學校加入「綠得開心」學校網絡。如欲了解詳情，歡迎致電3143 3727或登入www.hkelectric.com/happygreencampaign。