Boti! projektna laboratorijska dejavnost: 16 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:06

Motorji za hitro povezavo

Pogosto se lahko pri olajšanju bota / elektronske dejavnosti v učilnici ali muzeju* zdi, da večino časa porabimo za preprosto prikazovanje skupinam, kako motor priključijo na baterijo, in za oblikovanje, koliko časa ostane.

Razvili smo motor za hitro povezovanje, ki našim študentom pusti več prostora za oblikovalsko razmišljanje in porabi manj časa za uporabo traku in drugega neurejenega potrošnega materiala samo za začetek.

Prvi del tega navodila je namenjen temu, kako smo izdelali naše hitro povezovalne motorje in kako jih uporabljati v svoji učilnici ali muzeju.

Če ste do tega nerešljivega prišli prek našega spletnega dnevnika v newyorški dvorani znanosti, ste že pogledali navodila za izdelavo naših motorjev za hitro povezovanje, zato preskočite na šasijo bota na 9. koraku

Ohišje Bota

Nato se bomo pogovarjali o naših podvozjih botov, kako jih narediti in iz česa.

Bot materiali

Ker je namen tega pouka služiti vzgojiteljem in muzejskemu osebju, se nekaj časa v tem poučevanju pogovarjamo o materialih, ki jih lahko vključite v svoj razred, da dvignejo njihovo dejavnost gradnje botov na novo raven.

Kmalu: nasveti za olajšanje

To dejavnost trenutno izvajamo v muzejskem nadstropju, preizkušamo nove stvari in razvijamo tehnike olajšanja. Čeprav bi bilo slabo razkriti, kaj trenutno počnemo v našem muzeju, smo mislili, da bomo imeli malo časa, da razmislimo o dejavnosti in načrtujemo, kaj najbolje deluje. Ob tem bodite pozorni na posodobljena navodila, ki bodo delila nekaj dodatnih namigov in trikov za izvajanje te dejavnosti v vaši učilnici.

Hvala in uživajte!

*(Zaradi številnih vprašanj, ki smo jih dobili od vzgojiteljev v zvezi z motorjem za hitro povezovanje, bomo uporabili "študent" in "vzgojitelj" za sklicevanje na udeležence dejavnosti in moderatorja dejavnosti, vendar te dejavnosti ni treba izvajati v šola. Lahko deluje tudi v muzeju ali doma.)

1. korak: 1. del Motorji za hitro povezavo

Prvi del tega navodila je namenjen motorjem Quick Connect Motors, ki se uporabljajo za animacijo naših robotov. To so motorji, ki smo jih kupili in spremenili, da bi z magneti enostavno pritrdili in odklopili s pozitivne in negativne strani baterije AA. V tem delu bomo:

• Pregled potrebnih materialov in orodij
• Preberite, kako spremenite nosilec motorja
• Pojasnite, kako svoj motor priključiti na nosilec motorja
• Povejte, kako okrepiti svoje motorje, da bodo bolj odporni
• Pokažite, kako magnete priključite na motorje
• Dajte vam nasvete, trike, prilagoditve in prilagoditve za uporabo teh motorjev z različnimi starostnimi skupinami

2. korak: Motorji za hitro povezavo: Materiali

Materiali za motorje za hitro povezavo

• Mini električni motor z nosilci, ki ga lahko kupite tukaj.

  Za te motorje smo se odločili, ker so bili pripravljeni z nosilcem, kar bo vašim študentom prihranilo nekaj časa pri gradnji in jim omogočilo, da se lotijo neposrednega oblikovanja

• Keramični obročni magneti, ki jih lahko kupite tukaj. To je material, ki ga toplo priporočamo mlajšim otrokom.

  • Druga možnost je, da se odločite za močnejše neodimske magnete "redke zemlje", ki jih lahko kupite tukaj.

    Ne pozabite, da morajo biti vzgojitelji, muzejsko osebje in starši vso razumno previdni, ko otroke uvajajo v dejavnosti z močnimi magneti in elektriko. Ta dejavnost vključuje oboje

• Ročaj za primež ali nekaj sponk
• Toplotno krčenje. Iz tega niza smo eksperimentirali z več velikostmi.
• Električni vrtalnik s 3/16 ali enakovrednim svedrom
• Pištola za vroče lepilo
• Vžigalnik (ali po izbiri toplotna pištola)
• Približno 10-15 minut na motor, odvisno od tega, kako racionaliziran je vaš postopek.

Ko prispejo materiali, sledite naslednjim korakom, da jih bodo vaši učenci pripravili za uporabo v svojih robotih.

3. korak: Hitro povezovanje motorjev: spreminjanje nosilcev motorja

Ko motorji prispejo, odstranite bele plastične nosilce in jih pripravite za spremembo. Če želite izboljšati te nosilce in jih narediti boljše za učence, boste morali izvrtati tri luknje.

Pripravite primež ali prijemalo in električni vrtalnik s svedrom 3/16th inch (ali enakovredno).

V nosilcu boste izvrtali tri luknje

• Dva na obeh straneh vašega nosilca
• Ena v sredini, kot je prikazano
• Za referenco si oglejte slike, priložene temu koraku.

Dve luknji na obeh straneh nosilca sta namenjeni prehodu pozitivne in negativne žice. Luknja v sredini je namenjena uporabi obrtne žice, čistilcev cevi ali vrvice za pritrditev motorja na telo robota.

Druga možnost je, da lahko obe žici potegnete skozi srednjo luknjo, tako da obe na obeh straneh pustite, da jih bodo učenci lahko uporabili pri namestitvi motorja na ohišje robota. Te metode nismo preizkusili, zato nam sporočite, če jo poskusite in nam pošljite nekaj slik!

4. korak: Hitro povezovanje motorjev: montaža motorjev

Ko izvrtate luknje, namestite motor, kot je prikazano na slikah za ta korak, in zavijte pozitivne in negativne črte skozi zunanji dve luknji.

Pomembno je, da ovijete žice, da zaščitite razmeroma šibke točke spajkanja na zadnji strani motorja. Če bi učenec vlekel žico neposredno, bi se spajkalna točka zlomila in žica bi se sprostila. V tej konfiguraciji je sila istega vlečenja usmerjena na nosilec, ki absorbira silo in zmanjša tveganje, da bi motor razpadel.

Manj časa za popravilo = več odličnega časa za učitelja. Brez skrbi, pazimo!

5. korak: Motorji za hitro povezavo: VROČE LEPILO

Ko imate nosilce motorja pripravljene in naložene, priporočamo, da z vročim lepilom zagotovite še zadnjo plast varnosti.

Korak 6: Motorji za hitro povezavo: spajkanje magnetov

Zdaj bi morali imeti odporen motor, ki ga je mogoče namestiti, z dvema žicama, ki prihajata od zadaj. V tem koraku bomo prilagodili žice z obročnimi magneti, da bodo otroci lažje prototipirali svoje ideje. Oglejte si naše slike zaporedoma in sledite tem korakom.

• Najprej uporabite odstranjevalce žic, da odstranite približno centimeter in pol izolacije z dveh žic, ki prihajata iz zadnje strani motorja
• Zdaj na vsako žico nanesite plašč toplotnega krčenja. (Ne resno, če tega ne storite zdaj, boste pozabili in pozneje obžalovali).
• Ko je toplotno krčenje vklopljeno, zavijte žico okoli magnetnega obroča in jo zavrtite, da se pritrdi.
• Na žico pod magnetom nanesite majhno točko spajkanja, da zagotovite, da ostane na mestu.
• Sedaj potisnite toplotno skrčenje navzgor, da pokrijete izpostavljeno žico do dna magneta. (Torej, če pred tem korakom niste zdrsnili, da bi se toplotno skrčilo

• Na tej točki lahko začnete postavljati motorje, ki jih izdelujete, tako da jih obesite na kovinsko površino. Ko vse opravite, lahko vzamete toplotno pištolo in jo počasi spuščate navzdol, dokler se ves vaš toplotni krč ne oprijema žic. To je zelo zadovoljivo.

  Če nimate toplotne pištole, lahko ta zadnji korak naredite enega za drugim z vžigalnikom. Še vedno zadovoljivo

7. korak: Motorji za hitro povezovanje: nasveti, triki, prilagoditve in prilagoditve

Če ste doslej sledili tem korakom, bi morali imeti motor pripravljen za uporabo s svojim razredom, samo pritrdite magnete na pozitivne in negativne sponke (n) baterije AA in pazite, kako se sprošča!

Nekaj namigov in trikov:

Morda se boste na tej točki spraševali, čemu služi ta srednja luknja. Vaši učenci lahko s pomočjo te luknje in čistilca cevi ali obrtne žice pritrdijo motor na površino

Nekateri mlajši učenci, ki izdelujejo bote, ki se premikajo z vibracijami, morda nimajo sposobnosti ali potrpljenja, da bi sami postavili ekscentrično nihanje na svoje motorje. V tem primeru bi jim morali namestiti enega na vsak motor. Priporočamo kos vročega lepila ali vinsko pluto

Za shranjevanje ali med aktivnostmi lahko te motorje obesite kot čili papriko tako, da jih obesite na kovinsko površino

Prilagoditve in prilagoditve

Design Lab ve, da niso vsi razredi enaki in da lahko vzgojitelj vsako dejavnost prilagodi svoji skupini učencev. Za to imamo nekaj prilagoditev in prilagoditev. To sem razdelil na dele za "starejše" učence (od srednje šole do srednje šole) in mlajše učence

Starejši učenci

prosim, da temeljito preberete

• Za starejše študente vam morda ne bo treba zavijati žic in lepiti motorja v nosilec. To bi jim lahko dalo več svobode pri uporabi motorja na bolj zapletene načine ali pri uporabi velike navpične luknje v nosilcu motorja, preden vstavite motor.

  Opozorilo: Morda vas bo to zamikalo, ker nimate veliko časa ali ker so vaši učenci na splošno nežni do materialov. Samo zapomnite si, da za nenehno popravilo teh motorjev traja veliko več časa kot za njihovo trdnost od začetka

• Morda boste za to dejavnost poskusili uporabiti močnejše magnete "redke zemlje", ki sem jih omenil na seznamu materialov. Ti magneti so izredno močni in majhni, zato jih zaradi vibracij težko odklopite od baterije, zato so idealni za to dejavnost.

  Opozorilo: Pri izpostavljenosti učencev močnim magnetom in elektriki je potrebna vsa previdnost

  Opozorilo: Če učenci pogoltnejo te magnete, obstaja resnična možnost poškodb in smrti. Ti magneti so zelo močni. Ne izpostavljajte jim svojih učencev, če obstaja nevarnost zaužitja

• Poskusite uvesti žične podaljške! To sliko sem vključil v slike korakov. Ta prilagoditev bi lahko omogočila študentom več svobode pri inovacijah, tako da bi marjetice povezale baterije skupaj, podaljšale dolžino njihovega bota ali celo privezale v improvizirana stikala. (Mogoče celo dodajanje pravih stikal.

  Opozorilo: Če učenci povežejo pozitivne in negativne sponke akumulatorja skupaj z žičnimi podaljški, se bo baterija nevarno segrela. Vedno bodite previdni, ko v učni načrt uvajate električno energijo

Mlajši študentje

Za otroke, mlajše od 5 let, predlagamo naslednje nasvete za uporabo teh motorjev

• Bolj strukturirajte dejavnost okoli povezovanja akumulatorja in eksperimentiranja z vrtljivim motorjem

  • Na motorne palice naj bodo na voljo mehki materiali, kot je obrtna pena.

    Za študente te starosti je zelo koristno, če na motor, ki so ga priključili, pritrdijo obrtno peno

Učenci naj svoje motorje pritrdijo na površino z glino ali lepljivo palico (vendar pazite, da se ne zamaši v gibljivih delih motorja)

8. korak: Motorji za hitro povezovanje: prilagoditve in nastavitve Nadaljevanje

Prav tako smo se zelo zabavali z uporabo iste metode magneta za prilagajanje bolj zapletenih motorjev

Ne pozabite zaščititi žic tako, da jih na nek način ovijete, in po potrebi uporabiti vroče lepilo, da ohranite motor odporen proti obrabi. Cenili boste, da ste to storili.

Bodite ustvarjalni z njim!

Te zanimive motorje lahko najdete na veliko različnih mestih. Predlagamo, da poiščete popust ali rabljene igrače in jih poiščete po delih. Starejšim študentom bo morda celo všeč, da se vključijo v akcijo! (precej je katarzično, obljubimo)

9. korak: 2. del: podvozje Bota

2. del: Bot potrebuje telo

Del tega procesa je, da se odločite, kaj bodo vaši učenci uporabili za svoje podvozje bot. V naslednjem koraku bom delil PDF, ki smo ga uporabili z laserskim rezalnikom za izrezovanje po meri standardiziranih kosov za to dejavnost, toda v tem koraku bi rad govoril o možnostih, ki jih lahko uporabite, če nimate laserja rezalnik pri roki.

Reciklirani materiali

Klasična različica vibracijskih robotov uporablja podvozje za reciklirane materiale, kot so pena, plastične skodelice in zavržene posode za hrano. To je izvedljiva možnost, ki jo lahko preprosto uporabite, vendar ugotavljamo, da se učenci bolj zabavajo in se bolj lotijo izziva oblikovanja, če lahko njihovi materiali prenesejo težke prototipe in igro.

Ko smo se lotili tega dejanja, smo želeli sestaviti nekaj, kar bi bilo neredno in za večkratno uporabo. Eden od velikih ustvarjalcev nereda so lepljivi vezivni materiali, kot sta trak in vroče lepilo, dodajanje škarij v dejavnost pa omogoča ponovno uporabo materialov za nekaj kljukic. Na žalost je pri recikliranih materialih uporaba traku, škarij in potencialno vročega lepila skoraj neizogibna.

Skratka, če nimate veliko časa, se lahko reciklirani materiali zdijo dobra ideja, vendar vam bo končno čiščenje in zbiranje materialov vzelo več časa, kot če bi imeli odporne dele za večkratno uporabo.

Hej, lahko dobim ostanke vaše trgovine?

Druga možnost, če nimate dostopa do laserskega rezalnika, je zbiranje lesenih ali akrilnih ostankov v trgovinah in vrtanje v njih luknjic ali rezanje zarez, da jih študentje prilagodijo, povežejo ali spremenijo za svoje bote. Med izdelavo prototipov naše končne zasnove smo to nekoliko prenehali, kar je lahko zelo zabavno, samo vedite, da se lahko, če se odločite za vrtanje akrila, razbije.

Večina trgovin, ki imajo velike rezalne stroje, bo proizvajala nenavadne / edinstvene ostanke, ki jih ne potrebujejo, in bi bili veseli, če bi jim jih vzeli iz rok.

Bodite ustvarjalni

Ker pišem to navodilo za starše, učitelje in muzejsko osebje, mi skoraj nič več ni treba napisati. Morda že veste, kateri viri so vam na voljo, da dobite naključne kose in dele za svoje otroke, morda ste že prenehali brati, da bi izvrtali luknje v kompletu igrač iz trde plastike, tigrice za igranje vaših otrok, in če je tako, fantastično!

Samo vedite, da je vse in vse lahko koristno. Od starih / novih lesenih krtač za čiščenje in vedra podarjenih igrač smo našli kar nekaj koristi.

Če vzbudi vašo domišljijo, če jih imate 100 ali če jih kdo pogreša, potem morda samo gledate na potencialnega telesa bot.

10. korak: Bot Chassis Cont

PDF

Temu koraku smo priložili datoteko PDF in datoteko Adobe Illustrator, ki ju lahko uporabite pri rezanju istih kosov, ki smo jih uporabljali za to dejavnost.

NASVETI

Odvisno od vašega laserskega rezalnika priporočamo uporabo 1/4 ali 1/8 palca lesa ali akrila za vaše kose. Izbrali smo 1/4 palca debel akril. S tem materialom in debelino smo se odločili zaradi razpoložljivosti in vzdržljivosti.

Tu lahko najdete akrilne plošče debeline 1/8 palca

Tukaj lahko najdete isti les za lasersko rezanje, ki smo ga uporabili za prototipe

Velikost in obliko naših kosov robotov smo izbrali po nekaj izdelavi prototipov, vendar lahko z lastno intuicijo dodate trikotnike, kvadratke, pravokotnike ali katero koli drugo obliko, ki jo želite. Zavedajte se, da bodo ti motorji le "odstranili" toliko teže, zato naj bodo vaše oblike majhne in poglejte, kaj otroci zmorejo!

Poskusite spremeniti tudi materiale, ki jih uporabljate za telo. Bolj ko bodo vaši učenci izpostavljeni različnim materialom, tem bolje. Morda prvi dan uporabljajo le les, drugi dan pa različne materiale za različne izzive.

Velikost luknje v tem majhnem kosu smo izbrali tako, da ustreza dvema materialoma, ki jih imamo v izobilju, in za katere smo vedeli, da jih želimo uporabiti:

• 10-24 vijakov, matic in krilnih matic.
• Golf T

Ti materiali dobro delujejo kot noge in so predstavljali velik del naše izdelave prototipov, zato smo jih oblikovali okoli njih. Svojo zasnovo lahko prilagodite svojim materialom.

Prilagoditve

Za premazovanje kosov smo uporabili razpršilno barvo za tablo. Več o tem koraku bomo govorili kasneje v razdelku o materialih, vendar upoštevajte, da je njihovo premazovanje z barvo za tablo povsem neobvezno.

11. korak: 3. del: Materiali za izdelavo botov

V tem zadnjem razdelku bomo govorili o tem, katere različne materiale lahko uporabite za otroke za spreminjanje in izdelavo svojih robotov.

Prosimo, da to upoštevate kot predloge in ne kot pravila. Morda imate v mislih materiale, ki jih želite uporabiti za svoj razred, ki so bolj ustrezni za vaš predmet ali stopnjo usposobljenosti študentov, in če je tako, se odločite!

Zadnja opomba, preden nadaljujemo:

V: Ali lahko materiali bot izdelujejo telesa botov?

O: Ja, seveda

V: Ali se lahko telesa bot uporabljajo kot materiali za bot?

O: Da, da, da!

Pravkar sem jih razčlenil na te odseke, ker je bilo najbolj smiselno. Nekateri moji najljubši roboti, ki sem jih videl v tej dejavnosti, so bili izdelani iz rezervnih delov.

12. korak: Materiali za izdelavo botov: hitre povezave

Hitre povezave in ponovna uporaba

Med izdelavo prototipov te dejavnosti je bil naš cilj hitre povezave, tako da so se študentje bolj osredotočili na oblikovanje, ne pa na pridobivanje materiala za delo. Želeli smo tudi odpraviti uporabo traku, da bi olajšali čiščenje pogovarjanj, pa tudi zato, da bi lahko vedno znova uporabljali iste materiale. S temi mislimi smo se odločili za uporabo

• Elastični trakovi brez lateksa
• Obrtna žica
• Vezivne spone

• Čistila za cevi

  Te smo razrezali na 3 različne, barvno označene velikosti

13. korak: Materiali za izdelavo botov: vir energije

Baterije

Kot vsi dobri roboti potrebujejo vaše bote vir energije.

AA baterije

Korak 14: Materiali za izdelavo botov: spremembe

Bot načini

Verjetno bo najboljši del pri izdelavi vaših botov njihovo spreminjanje za vaš poseben izziv. Za te spremembe (ali za izdelavo bota na splošno) priporočamo, da imajo vaši otroci na voljo veliko kul materialov za delo. Tukaj je nekaj naših bolj priporočljivih artiklov

• Majice za golf

• Čajne slamice iz mehurčkov

  Možno rezanje različnih velikosti

• Zobne ščetke
• Sesekljajte palčke

Alternativni načini bota

Na slikah za ta korak boste našli nekaj precej edinstvenih načinov, ki smo jih posmehovali za to dejavnost, kot so kolesa, stopala, ščetke itd. Našli smo nekaj rezervnih materialov in unikatnih kosov ter jih pritrdili na vložke z navojem 5/16 palca, ki smo jih v paru s 5/16 vijaki. To otrokom omogoča, da pustijo domišljiji prosto pot, lahko pa jih uporabite tudi za razširitev dejavnosti in njeno dostopnost za starejše šolske skupine. Poskusite združiti te naprednejše modele z naprednejšimi motorji in poglejte, kaj se lahko zgodi!

Korak 15: Materiali za izdelavo bota: barva (neobvezno)

Precej pogosta razširitev za dejavnost shodder botov je, da vaši roboti slikajo ali črčkajo. To je tako pogosto, da sem pripravljen staviti, da nekateri od vas te dejavnosti niste videli brez te razširitve.

Naše robote smo izdelali tudi za pisanje, vendar z majhno potezo: Chalk Paint

Namesto označevalcev ali drugih tekočih barv smo šli s kredo, ker je enostavno prati in kako enostavno je narediti.

Izdelava preproste barve s kredo

Tukaj lahko naročite veliko pločnikovo kredo. Ko prispe, preprosto zberite kredo iste barve, uporabite kladivo in posamezne palice krede zdrobite v prah.

V posodo, varno za tekočino, najprej dodajte kredo v prahu, nato dodajte majhno količino vode in mešajte, dokler konsistenca ni gosta, vendar ne debela.

Ta barva najbolje deluje, če se nanese precej debelo na čopiče.

Če se mešanica kreda / voda posuši, lahko kasneje dodate več vode.

Premazovanje vaših botov z barvo za tablo

Za dodatno okrasitev naših robotov smo šesterokotne kose premazali z barvo na tablo, ki jo najdete tukaj, tako da lahko otroci slikajo svoje bote s kredo in čopiči.

Morda bi lahko imeli robote "oborožene" s čopiči za boj, ki se med seboj borijo. Zmaga prvi bot, ki označi nasprotnika. Ekipne bitke (rdeča V. modra) delujejo prav tako dobro.

Korak 16: Gradbeni materiali: Arena / Nevarnosti za okolje (neobvezno)

Ugotovili smo, da so otroci sami zgradili svojo areno in dodali svoje nevarnosti.

Za to smo uporabili poseben material "Lunine skale", ki smo ga že izdelali za ločeno dejavnost.

Ker to navodilo ni namenjeno izdelavi tovrstnega materiala, bom postopek predstavil v točkah

• Leseni ostanki trgovine zlepljeni skupaj
• Brusimo, dokler ne izgledajo kot skale
• Kislinsko obarvane zanimive barve

Drugi materiali, ki smo jih uporabili ob luninih kamninah, so bili:

• Leseni bloki (Kappla dobro deluje)
• Cevke iz papirnatih brisač (hej, tudi te lahko premažete v razpršilni barvi za tablo)
• Žogice za golf
• Teniške žogice

Ti materiali lahko naredijo prizorišče in izzive, pa tudi pomagajo učencu pri domišljiji pri določanju lastnih izzivov.

• "Želim narediti botta, ki bi potisnil teniško žogo"
• "Želim narediti bota, ki bo podrl blokovski stolp"
• "Želim narediti bot, ki nosi lunin kamen"