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第五章 設計實作
經過前述分析整理，結合提醒與傳達健康的概念，設計實作內容的步驟依序如下
（圖 5-1）：
圖 5-1 本研究設計實作的流程
1. 製作簡圖以方便觀看零件的擺放位置，事後作調整也一目瞭然。
2. 互動發光盒先進行互動流程設計並繪製圖具體化，製作原型，確定其可行 及 達到預期功能，考慮用霧面壓克力包裝燈光盒，進行感官上的舒適調整。
3. 發光盒結合情境光，在一個空間的情境藉由燈泡光的測試，確定燈具可以發 光以及亮度調整、位置擺設、佈線距離量測等。
4. 將座墊進行可攜式設計，方便攜帶，要考慮啟動裝置如何安插與防護措施，
免得被壓壞或是摔壞之類的。
5. 結合智慧型手機上的應用程式，自行設計互動介面，確定啟動裝置與手機連 線的可行性。
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5-1 結構簡圖繪製
圖 5-2 本研究整體互動裝置的結構總圖
將會用到的零件備配組合，以達到訊號傳遞與電源供應等功能，經過複雜的配線 之後，製作簡圖作為觀察、審核與調整之用（圖 5-2）。以下為簡圖中細項說明（圖 5-3、圖 5-4）：
圖 5-3 結構總圖的細項說明
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圖 5-4 互動設計中所需用到的零件配備
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5-2 互動發光盒原型設計 5-2-1 基本原理與運作方式
輸入（啟動裝置）經由傳輸方式（無線傳輸）達到輸出的功能（LED 燈亮與變 色）（圖 5-5）。
輸入（啟動裝置）
微動開關，只要輕碰就可以觸發，人坐在椅子上產生的壓力當作觸發來源。
傳輸方式
無線傳輸（藍芽），解決空間限制的問題以及走線的不便。
輸出
1. LED 燈可以變化的顏色「彩虹七色」：紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫。
2. 音樂播放。
3. 電腦螢幕跳出一張提示圖。
圖 5-5 「互動發光盒」基本原理與運作方式
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5-2-2 執行流程「概念圖」
(1) 初始狀態，LED 燈暗（圖 5-6）。
圖 5-6 初始狀態示意 (2) 觸發啟動裝置，然後「持續觸發不停止」（圖 5-7）。
圖 5-7 觸發狀態示意
(3) LED 先亮第一個顏色：紫色，然後經過時間的設定，例如設定為五十分鐘，
漸漸變化到最後一個顏色：紅色。當紅色亮的時候，可以設定音樂跟著個響 起或是電腦螢幕跳出提示圖片。變化過程：「紫 > 靛 > 綠 > 黃 > 橙 > 紅
> 藍」（圖 5-8）。
圖 5-8 燈光變化步驟示意
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(4) 這時候停止觸發啟動裝置，同樣經過時間設定，例如設定為十分鐘，LED 的顏色會漸漸退回到紫色。變化過程：「紅 > 橙 > 黃 > 綠 > 藍 > 靛 >
紫」。若有音樂，一停止觸動，就會自動關掉，電腦螢幕上的圖片需要手動 關閉視窗（圖 5-9）。
圖 5-9 10 鐘內燈光變化流程 (5) 最後，LED 燈暗（圖 5-10）。
圖 5-10 停止觸發最終階段
初始狀態：燈暗，亦即不發光。第一個顏色：紫；最後一個顏色：紅。
顏色的變化方式是「漸變」，不是「突變」。例如紅色漸變至橙色，而不是紅 色突然變成橙色。
若只觸發到過程中的任一顏色，這時候停止觸發，顏色就會從「該顏色」漸 漸退回到第一個顏色：紫色。例如說當觸發到藍色，這時候停止觸發，LED 的顏色就會從藍色漸漸退回紅色。
同理，當顏色漸漸退回紅色的過程，假設已經退到黃色，若這時候「觸發」
啟動裝置，並持續不斷，則顏色會從黃色繼續漸變至最後一個顏色：紫色。
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5-2-3 發光盒設計「概念圖」
圖 5-11 發光盒概念圖
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5-2-4 供電及充電方式
圖 5-12 發光盒供電及充電方式
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5-2-5 功能示意圖
場景描述現場有一張桌子和一張椅子，桌子上有一可透光的四方盒子，電腦螢幕，椅子上 有一塊座墊。
安裝方式
將「啟動裝置」放入可摺疊收納的座墊中，四方盒子放在桌面上，盒子連接電腦 主機。
使用情境
當人坐在椅子的座墊上，桌上的四方盒子從暗到亮，開始發光，起初第一個是紫 色的光；坐越久，光的顏色會隨著時間與彩虹的七道顏色變化，從紫光漸變至最 後一個：紅光，此時已到了五十分鐘，音樂才會開始播放（圖 5-13）。
最後，當人離開座墊後，音樂會自動停止，四方盒子從紅光漸變至紫光，最 後回到初始狀態：不發光，但螢幕上的視窗必須手動關掉。
圖 5-13 情境裝置擺設狀態
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5-2-6 原型製作實體圖
由於 LED 燈顏色購買的限制，將原本設定彩虹七色光改成五種顏色，如白、黃、
藍、綠、紅。另外，發光盒原始概念圖為六面發光的正方體，改以單面進行，供 電的方式採用 9V 鹼性電池，必要時可以連接容量較大的 6V 鉛電池。以下為整 個實體裝置的結構簡介（圖 5-14〜圖 5-27)：
圖 5-14 發光盒原型內部結構圖
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圖 5-15 Zigbee 啟動裝置圖
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用塑膠罐保護內部電路板子，並用塑膠管整理雜亂的線路以方便管理；塑膠 罐內為發光盒原型內部的主要核心控制 BS2 板，從它向外連結燈具、排燈等訊 號線，使用程式作訊號控制；上面裝有 Zigbee 模組，接受啟動裝置的無線訊號。
圖 5-16 塑膠罐為保護內部結構，此為所有互動的訊號控制中心
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圖 5-17 將塑膠罐外殼打開，內部經過整束後方面日後檢查與管理
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圖 5-18 Zigbee 裝於上方，較不會有遮蔽物阻擋訊號的傳輸
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圖 5-19 接上電源後，BS2 板子上會有綠色的小 LED 亮起
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圖 5-20 訊號線的連接方式
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圖 5-21 塑膠盒內部的 BS 板子外接電源，鑽孔後外接 6V 鉛電池
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圖 5-22 AP-16 硬體主要是可以控制播放音樂的模組
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圖 5-23 AP-16 硬體電源透過變壓器連接插座
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圖 5-24 喇叭經過訊號線與 AP-16 硬體連接
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圖 5-25 透過繼電器方能驅動大電壓的燈具
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圖 5-26 上面紅燈採用兩排，是因其較重要而設計安排之
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圖 5-27 排燈的電壓是 12V，背後透過並聯的方式相互連結
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5-2-7 情境空間光工作流程
先確定實驗空間地點進行查勘，根據其室內結構進行照明燈具的設定，包括材質 與光入射角度、照明區域的大小等，測試與修正後進行製作，最後將完成的燈具 安裝於空間中，準備實驗（圖 5-28）。完整的製作與實測過程詳見附件一。
圖 5-28 情境空間光工作流程圖
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在製作之前重新理清互動順序與設備，藉由實體原型中連接的五顆燈泡，是 為了先行測試燈泡在整個空間的亮度，並與發光盒上的五種顏色六個排燈進行同 步變化。以下為變化的順序流程（圖 5-29〜圖 5-32）：
圖 5-29 互動發光盒的變化順序過程（一）
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圖 5-30 互動發光盒的變化順序過程（二）
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圖 5-31 互動發光盒的變化順序過程（三）
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圖 5-32 互動發光盒的變化順序過程（四）
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空間設定
將實驗的空間設定於電腦室，現場備有電腦桌、椅子，以及立燈，以及可供人連 上網路的筆電，整個空間大小大約五至八坪。找到符合的場景後，選定中間座位 為受測者的位置後，初步規劃裝置、筆電擺放、情境光源的位置，並且立燈放置 於左側（圖 5-33）。
圖 5-33 實驗空間設定
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基礎光源設定
在本研究中，將照明分為營造空間整體的「基礎光」以及改變空間氣氛的「氛圍 光」。首先決定基礎光為何種燈源，本研究中設定在電腦室、實驗室裡使用電腦 的環境底下，因此採用類似日光燈的晝光色作為模擬。使用燈具種類為立燈，36W 的高科技太陽燈（圖 5-34），相當於兩個 100W 傳統燈泡亮度。實驗設定中的照 明採取的是外部光暗、立燈亮，將光集中在電腦桌上的個人空間（圖 5-35、圖 5-36）。
圖 5-34 36W 高科技太陽燈立燈 圖 5-35 實驗中的照明設定（一）
圖 5-36 實驗中的照明設定（二）
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氛圍光的設定
氛圍光部分則先確定燈泡種類，然後再比較相同瓦數下的燈泡加上色紙後哪種顯 色性以及視覺上顏色的效果比較顯著。以下採用三種燈泡類型進行測試：21W 電 子式省電燈泡（晝光色）、21W 電子式省電燈泡（燈泡色）、100W 鎢絲燈泡（燈 泡色）（圖 5-37），其中 21W 的電子式省電燈泡亮度相當於 100W 的鎢絲燈泡。
由下列圖示發現，21W 燈泡色的電子式省電燈泡（燈泡色與 100W 鎢絲燈泡的視 覺效果較相近），顏色較相近，而鎢絲燈泡較深黃些。
21W 電子式省電燈泡（晝光色）
21W 電子式省電燈泡（燈泡色）
100W 鎢絲燈泡（燈泡色）
圖 5-37 相同亮度（瓦數）下，三種類型的燈泡視覺效果
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氛圍光主要是光透過透明色紙後產生顏色的變化，為找出市面上販售的燈泡 哪種顯色性較高，以下為三種燈泡透過五種色紙進行比對的結果（圖 5-38）：
21W 電子式省電燈泡
（晝光色）
21W 電子式省電燈泡
（燈泡色）
100W 鎢絲燈泡
（燈泡色）
紅 紅 紅
黃 黃 黃
綠 綠 綠
藍 藍 藍
紫 紫 紫
圖 5-38 相同亮度（瓦數）下，三種類型的燈泡，分別裝上五種顏色的色紙進 行視覺效果的比較
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實測結果顯示，21W 電子式省電燈泡（晝光色）顏色上明顯偏白、打出來 的光色差與色紙本身差距頗大，而 21W 電子式省電燈泡（燈泡色）與傳統的鎢 絲燈泡在相同環境以及瓦數下，加上各種色紙顯示色彩的顏色光效果相近度高，
而且較能明確將色紙顏色顯現出來，儘管在藍色的部分偏向晨曦之光，但整體上 較符合本研究所需。
此外，21W 電子式省電燈泡（燈泡色）燈光範圍最廣，對於照射空間較實 用，且比鎢絲燈泡省電、壽命也較長、也不容易在短時間內過熱。為了環保節能，
以及解決傳統燈泡發光效率差，順應 2012 年台灣將全面禁止使用白熾燈泡，因 此，將節能的省電燈泡作為實驗空間的氛圍光照明。
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氛圍光的燈具製作
氛圍光主要是讓使用者能感受到環境的光隨著時間進行顏色的變化。既然是區別 於基本照明，在燈具照射方向上必須加以設計。草圖中，為有效讓五種顏色光同 樣有效地渲染同一目標位置，以弧狀排列方式（圖 5-39），而最後出現的紅色光 為重點光，將之排在環狀的圓心正中央。
圖 5-39 燈具設計草圖
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確定設計圖後，先用西卡紙製作原型方盒，內裝燈泡實際測試，評估其與空 間、人的相對關係後確定盒子長寬高的尺寸：17 cm x 18 cm x 30 cm（圖 5-40），
作為準備實際測試與調整光源高度及入射角度，以達到目標位置位於受光範圍。
圖 5-40 先使用西卡紙製作燈具原型來測量燈光吊掛的高度
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因為要改變光的顏色，無論是省電燈泡或鎢絲燈泡上了色紙後亮度都會減 弱，以下實測是在相當於 100W 的皺光色的省電燈泡下，分別測試上了色紙與未
因為要改變光的顏色，無論是省電燈泡或鎢絲燈泡上了色紙後亮度都會減 弱，以下實測是在相當於 100W 的皺光色的省電燈泡下，分別測試上了色紙與未