Botovi! projektna laboratorijska aktivnost: 16 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:36

Motori za brzo spajanje

Često se prilikom omogućavanja bot / elektroničke aktivnosti u učionici ili muzeju* može činiti da većinu svog vremena iskoristimo jednostavno pokazujući svojim skupinama kako spojiti motor na bateriju i radeći na dizajnu s vremenom koje preostaje.

Razvili smo motor za brzo povezivanje koji našim studentima ostavlja više prostora za korištenje dizajnerskog razmišljanja i troši manje vremena na traku i druge neuredne potrošne materijale samo za početak.

Prvi dio ovog uputstva posvećen je tome kako smo napravili naše motore za brzo povezivanje i kako ih koristiti u svojoj učionici ili muzeju.

Ako ste do ovog nerješivog mjesta došli putem našeg bloga u New York Hall of Science, već ste pregledali upute za izradu naših motora za brzo povezivanje, pa slobodno preskočite na šasiju robota u koraku 9

Bot podvozje

Zatim ćemo govoriti o našim šasijama botova, kako ih napraviti i od čega ih napraviti.

Materijali za botove

Budući da je cilj ove pouke služiti odgajateljima i muzejskom osoblju, provodimo neko vrijeme u ovoj instrukciji razgovarajući o materijalima koje možete uključiti u svoj razred kako biste podigli njihovu aktivnost izgradnje botova na novu razinu.

Uskoro: Savjeti za olakšavanje

Trenutno provodimo ovu aktivnost na našem muzejskom podiju, isprobavamo nove stvari i razvijamo tehnike olakšavanja. Iako bi bilo besmisleno podijeliti ono što trenutno radimo u našem muzeju, mislili smo da ćemo dati malo vremena da razmislimo o aktivnosti i isplaniramo ono što najbolje funkcionira. S obzirom na to, pratite ažurirane upute s nekim dodatnim savjetima i trikovima za provođenje ove aktivnosti u svojoj učionici.

Hvala i uživajte!

*(Zbog količine pitanja koja smo dobili od nastavnika u vezi s motorom za brzo povezivanje, koristit ćemo "učenik" i "odgajatelj" za upućivanje na sudionike aktivnosti i voditelja aktivnosti, ali ovu aktivnost ne morate voditi škola. Može raditi i u muzeju ili kod kuće)

Korak 1: 1. dio Brzo povezivanje motora

Prvi dio ovog uputstva govori o motorima za brzo povezivanje koji se koriste za animaciju naših robota. To su motori koje smo kupili i modificirali kako bismo pomoću magneta lako priključili i odspojili pozitivne i negativne strane AA baterije. U ovom dijelu ćemo:

• Pregledajte potrebne materijale i alate
• Pročitajte kako izmijeniti nosač motora
• Objasnite kako spojiti motor na nosač motora
• Obavijestite vas kako ojačati svoje motore kako biste ih učinili otpornijim
• Pokazat će vam kako spojiti magnete na svoje motore
• Dati će vam savjete, trikove, prilagodbe i prilagodbe za korištenje ovih motora s različitim dobnim skupinama

Korak 2: Brzo povezivanje motora: Materijali

Materijali za motore za brzo spajanje

• Mini električni motor s držačima koji možete kupiti ovdje.

  Odabrali smo ove motore jer su spremni s montažom, što će vašim studentima uštedjeti malo vremena za gradnju i omogućiti im da se direktno pozabave dizajnom

• Keramički magneti za prstenove koje možete kupiti ovdje. Ovo je materijal koji toplo preporučujemo mlađoj djeci.

  • Alternativno, možda ćete poželjeti kupiti snažnije neodimijske magnete "rijetke zemlje" koje možete kupiti ovdje.

    Upamtite, odgajatelji, muzejsko osoblje i roditelji trebali bi biti razumno oprezni pri upoznavanju djece s aktivnostima sa snažnim magnetima i električnom energijom. Ova aktivnost uključuje oboje

• Držač za porok ili neke stezaljke
• Termoskupljanje. Eksperimentirali smo s nekoliko veličina iz ovog skupa.
• Električna bušilica s 3/16 ili ekvivalentnom bušilicom
• Pištolj za vruće ljepilo
• Upaljač (ili opcionalno toplinski pištolj)
• Otprilike 10-15 minuta po motoru, ovisno o tome koliko je proces pojednostavljen.

Nakon što stignu vaši materijali, slijedite sljedećih nekoliko koraka kako biste ih pripremili za upotrebu u svojim robotima.

Korak 3: Brzo povezivanje motora: Izmjena nosača motora

Nakon što motori stignu, uklonite bijele plastične držače i pripremite ih za izmjene. Morat ćete izbušiti tri rupe kako biste poboljšali ove nosače i učinili ih boljim za studente.

Pripremite hvataljku za stezaljku ili stezaljku te električnu bušilicu sa svrdlom od 3/16 inča (ili ekvivalentno).

Izbušit ćete tri rupe na svom nosaču

• Dva s obje strane vašeg nosača
• Jedan u centru kako je naznačeno
• Za referencu pogledajte slike priložene ovom koraku.

Dvije rupe s obje strane nosača služe za prolaz pozitivne i negativne žice. Rupa u sredini služi za uporabu zanatske žice, sredstava za čišćenje cijevi ili konca za pričvršćivanje motora na tijelo vašeg robota.

Alternativno, trebalo bi omogućiti da provučete obje žice kroz srednju rupu, ostavljajući dvije s obje strane kako bi ih vaši učenici mogli koristiti dok montiraju motor na šasiju robota. Nismo testirali ovu metodu pa nas obavijestite ako pokušate i pošaljite nam slike!

Korak 4: Brzo povezivanje motora: Montiranje motora

Nakon što izbušite rupe, montirajte motor kao što je prikazano na slikama za ovaj korak i zamotajte pozitivne i negativne linije kroz vanjske dvije rupe.

Važno je da omotate žice kako biste zaštitili relativno slaba mjesta lemljenja na stražnjoj strani motora. Ako bi učenik povukao žicu izravno, točka lemljenja bi se slomila i žica bi se olabavila. U ovoj konfiguraciji sila istog povlačenja usmjerena je na nosač koji apsorbira silu i smanjuje rizik od raspadanja motora.

Manje vremena popravka = više izvrsnog vremena za edukatora. Bez brige, pazimo!

Korak 5: Brzo povezivanje motora: VRUĆE LJEPILO

Nakon što ste pripremili i učitali nosače motora, preporučujemo korištenje vrućeg ljepila kako biste dobili posljednji sloj sigurnosti.

Korak 6: Brzo povezivanje motora: lemljenje magneta

Sada biste trebali imati elastičan motor koji se može montirati, s dvije žice koje izlaze straga. U ovom koraku prilagodit ćemo žice pomoću magneta s prstenom kako bismo djeci olakšali prototipiranje svojih ideja. Pogledajte naše slike u nizu koje ćete slijediti zajedno s ovim koracima.

• Prvo upotrijebite skidače žica kako biste skinuli otprilike centimetar i pol izolacije s dvije žice koje izlaze sa stražnje strane vašeg motora
• Sada na svaku žicu nanesite omotač od termoskupljanja. (Ne ozbiljno, ako to ne učinite sada, zaboravit ćete i kasnije ćete požaliti).
• Nakon što ste uključili toplinsko skupljanje, omotajte žicu oko prstenastog magneta i uvijte je kako biste je učvrstili.
• Nanesite malo mjesto lemljenja na žicu ispod magneta kako biste bili sigurni da ostaje na mjestu.
• Sada gurnite toplinsko skupljanje prema gore kako biste pokrili izloženu žicu do podnožja magneta. (Dakle, ako prije ovog koraka niste smanjili to smanjenje topline, znat ćete što sam htio reći pod "super požalite kasnije")

• U ovom trenutku možete početi redati motore koje izrađujete tako da ih objesite na metalnu površinu. Nakon što sve završite, možete uzeti toplinski pištolj i polako ga spuštati niz liniju sve dok vam se termoskupljanje ne stegne oko žica. Vrlo je zadovoljavajuće.

  Ako nemate toplinski pištolj, ovaj zadnji korak možete učiniti jedan po jedan s upaljačem. Još uvijek zadovoljava

Korak 7: Brzo povezivanje motora: savjeti, trikovi, prilagodbe i prilagodbe

Ako ste do sada slijedili korake, trebali biste imati motor spreman za upotrebu u svojoj klasi, samo pričvrstite magnete na pozitivne i negativne priključke (n) AA baterije i gledajte kako radi!

Neki savjeti i trikovi:

Možda se u ovom trenutku pitate čemu služi ta srednja rupa. Vaši učenici mogu upotrijebiti ovu rupu i sredstvo za čišćenje cijevi, ili zanatsku žicu, za pričvršćivanje svog motora na površinu

Neki mlađi učenici koji izrađuju botove koji se kreću vibracijom, možda nemaju vještine ili strpljenja sami staviti ekscentrično njihanje na svoje motore. U ovom slučaju biste im trebali staviti po jedan na svaki motor. Preporučujemo komad vrućeg ljepila ili čep za vino

Za skladištenje ili tijekom aktivnosti ove motore možete objesiti poput čili papričica tako da ih objesite na metalnu površinu

Prilagodbe i prilagodbe

Design Lab zna da nisu svi razredi isti te da svaku aktivnost odgajatelj može i treba prilagoditi svojoj skupini učenika. Za to imamo neke prilagodbe i prilagodbe. Ovo sam podijelio na odjeljke za "starije" učenike (od srednje do srednje škole) i mlađe učenike

Stariji učenici

pažljivo pročitajte

• Za starije studente možda nećete morati omotati žice i zalijepiti motor u držač. To bi im moglo dati više slobode u korištenju motora na složenije načine ili u korištenju velike okomite rupe u nosaču motora prije umetanja motora.

  Upozorenje: Možda ćete doći u napast da to učinite jer nemate puno vremena ili zato što su vaši učenici općenito nježni s materijalima. Sjetite se samo da je potrebno puno više vremena za stalno popravljanje ovih motora nego za njihovo učvršćivanje od samog početka

• Možda biste za ovu aktivnost pokušali koristiti jače magnete "rijetke zemlje" koje sam spomenuo na popisu materijala. Ovi magneti su izuzetno jaki i mali, pa ih je teško odvojiti od baterije putem vibracija, pa su stoga idealni za ovu aktivnost.

  Upozorenje: Prilikom izlaganja učenika jakim magnetima i električnoj energiji potrebno je obratiti svu pozornost

  Upozorenje: Ako vaši učenici progutaju ove magnete, postoji stvarna mogućnost ozljeda i smrti. Ovi magneti su vrlo jaki. Ne izlažite im svoje učenike ako postoji opasnost od gutanja

• Pokušajte uvesti produžne žice! Uključio sam sliku ovoga u slike koraka. Ova bi prilagodba mogla omogućiti učenicima veću slobodu inovacija povezivanjem baterija, povećanjem duljine njihovog bota ili čak uključivanjem improviziranih prekidača. (Možda čak i dodavanje pravih prekidača.

  Upozorenje: Ako učenici spoje pozitivne i negativne kontakte baterije zajedno pomoću produžnih žica, baterija će se opasno zagrijati. Uvijek budite oprezni pri uvođenju električne energije u nastavni plan i program

Mlađi učenici

Za djecu mlađu od 5 godina predlažemo sljedeće savjete za korištenje ovih motora

• Više strukturirajte aktivnost oko povezivanja baterije i eksperimentiranja s motorom za predenje

  • Za pričvršćivanje na šipke motora imajte na raspolaganju mekane materijale poput pjene za zanate.

    Za studente ove dobi, postavljanje zanatske pjene na motor koji su sami povezali vrlo je korisno

Neka učenici montiraju svoje motore na površine pomoću gline ili ljepljive trake (ali pripazite da se ne začepi u pokretnim dijelovima motora)

Korak 8: Brzo povezivanje motora: prilagodbe i podešavanja Nastavak

Također smo se jako zabavili koristeći istu magnetsku metodu za prilagodbu složenijih motora

Ne zaboravite zaštititi žice tako da ih na neki način omotate i po potrebi upotrijebite vruće ljepilo kako bi vaš motor bio otporan na habanje. Cijenit ćete da jeste.

Budite kreativni s njim!

Ove zanimljive motore možete pronaći na mnogo različitih mjesta. Predlažemo pronalaženje sniženih ili rabljenih igračaka i kopanje po dijelovima. Stariji učenici možda će se čak svidjeti ući u akciju! (prilično je katarzičan, obećavamo)

Korak 9: Dio 2: Bot šasija

2. dio: Botu je potrebno tijelo

Dio u ovom procesu je na vama da odlučite što će vaši učenici koristiti za svoju botsku šasiju. U sljedećem koraku podijelit ću PDF koji smo koristili laserskim rezačem za izrezivanje prilagođenih standardiziranih dijelova za ovu aktivnost, ali u ovom bih koraku želio govoriti o opcijama koje možete koristiti ako nemate laser rezač pri ruci.

Reciklirani materijali

Klasična varijacija vibracijskih robota koristi podloge od recikliranih materijala poput pjene, plastičnih čaša i odbačenih posuda za hranu. Ovo je održiva opcija i otvorena vam je za korištenje, ali otkrivamo da se studenti više zabavljaju i više ulaze u izazov dizajna, ako njihovi materijali izdrže teške prototipiranje i igru.

Kad smo smislili svoj stav o ovoj aktivnosti, htjeli smo sastaviti nešto što bi bilo neuredno i za višekratnu upotrebu. Jedan od velikih stvaratelja nereda su ljepljivi vezni materijali poput trake i vrućeg ljepila, a dodavanje škara u aktivnost smanjuje ponovnu upotrebu materijala za nekoliko klinova. Nažalost, s recikliranim materijalima upotreba trake, škara i potencijalno vrućeg ljepila gotovo je neizbježna.

Ukratko, ako nemate puno vremena, reciklirani materijali mogu se činiti dobrom idejom, ali u konačnici za čišćenje i skupljanje materijala oduzet će vam se više vremena nego za izdržljive dijelove za višekratnu uporabu.

Hej, mogu li dobiti bilješke iz vaše trgovine?

Druga mogućnost, ako nemate pristup laserskom rezaču, je prikupljanje drvenih ili akrilnih ostataka iz trgovina te bušenje rupa ili rezanje zareza u njima kako bi ih studenti prilagodili, spojili ili preinačili za svoje robote. Dok smo izrađivali prototip našeg konačnog dizajna, malo smo ovo učinili i moglo bi biti prilično zabavno, samo znajte da ako se odlučite za bušenje akrila, on će se slomiti.

Većina trgovina koje imaju velike strojeve za rezanje proizvodit će neobične / jedinstvene komadiće za koje nemaju potrebe i bili bi sretni da ih uzmete iz ruku.

Budite kreativni

Budući da pišem ovo uputstvo za roditelje, učitelje i muzejsko osoblje, gotovo da ne moram napisati ništa više od toga. Možda već znate koji su vam resursi na raspolaganju za nabavljanje nasumičnih komada i dijelova za vaše dijete, možda ste već prestali čitati kako biste izbušili rupe u setu od tigrova od tvrdih plastičnih igračaka koje će vaša djeca koristiti, a ako jesu, fantastično!

Samo znajte da sve i svašta može biti korisno. Našli smo dosta koristi od starih / novih drvenih četki za ribanje i kante doniranih igračaka.

Ako potakne vašu maštu, ako ih imate 100 ili ako će vam netko nedostajati, možda samo gledate u potencijalno tijelo bot.

Korak 10: Bot Chassis Cont

PDF

Ovom smo koraku priložili PDF i Adobe Illustrator datoteku koju možete koristiti za rezanje istih komada koje smo koristili za ovu aktivnost.

SAVJETI

Ovisno o vašem laserskom rezaču, preporučujemo da za svoje komade koristite drvo od 1/4 ili 1/8 inča ili akril. Odabrali smo akril debljine 1/4 inča. Otišli smo s ovim materijalom i debljinom zbog dostupnosti i trajnosti.

Ovdje možete pronaći akrilne ploče debljine 1/8 inča

Ovdje možete pronaći isto drvo za laserske rezače koje smo koristili za prototipove

Odabrali smo veličinu i oblik za naše botove nakon nekog prototipiranja, ali možete upotrijebiti vlastitu intuiciju za dodavanje trokuta, kvadrata, pravokutnika ili bilo kojeg drugog oblika koji želite u mješavinu. Imajte na umu da će ti motori samo "podnijeti" toliku težinu, pa neka vam oblici budu mali i pogledajte što djeca mogu učiniti!

Pokušajte promijeniti materijale koje koristite i za tijelo. Što su učenici izloženiji različitim materijalima to bolje. Možda prvog dana koriste samo drvo, dok drugi dan ima različite materijale za različite izazove.

Posebno smo odabrali veličinu rupa u ovom malom komadu kako bi odgovarali dvama materijala kojih imamo u izobilju i za koje smo znali da ih želimo koristiti:

• 10-24 vijka, matica i krilnih matica.
• Golf T

Ovi materijali dobro funkcioniraju kao noge i činili su veliki dio naših prototipova pa smo ih osmislili. Slobodno prilagodite svoj dizajn svojim materijalima.

Prilagodbe

Za premazivanje naših komada koristili smo boju za raspršivanje na ploči koju možete pronaći ovdje. Više ćemo o ovom koraku govoriti kasnije u odjeljku o materijalima, ali imajte na umu da je premazivanje bojom na ploči posve neobavezno.

Korak 11: Dio 3: Materijali za izgradnju botova

U ovom posljednjem odjeljku govorit ćemo o tome koje različite materijale možete koristiti za djecu da mijenjaju i izrađuju svoje botove.

Molimo vas da ovo shvatite kao prijedloge, a ne kao pravila. Možda imate na umu materijale koje želite koristiti za svoj razred, a koji su relevantniji za vaš predmet ili stupanj vještine učenika, pa ako jeste, nastavite!

Zadnja napomena prije nego nastavimo:

P: Mogu li materijali botova napraviti tijela botova?

O: Da, naravno

P: Mogu li se tijela bot koristiti kao materijali za botove?

O: Da, da, da!

Samo sam ih podijelio na ove dijelove jer je to imalo najviše smisla. Neki od mojih omiljenih robota koje sam vidio napravljene u ovoj aktivnosti napravljeni su od rezervnih dijelova.

Korak 12: Materijali za izgradnju botova: brze veze

Brze veze i ponovna upotreba

Prilikom izrade prototipa ove aktivnosti cilj nam je bio uspostaviti brze veze kako bi se studenti više fokusirali na svoj dizajn, nego na dobivanje materijala za rad. Također smo htjeli eliminirati uporabu trake kako bismo olakšali čišćenje poslijegovora, ali i kako bismo mogli koristiti iste materijale uvijek iznova. S tim ciljevima na umu smo se odlučili za korištenje

• Elastične trake od lateksa
• Zanatska žica
• Veziva isječci

• Čistači cijevi

  Ove smo izrezali na 3 različite veličine označene bojama

Korak 13: Materijali za izgradnju botova: izvor energije

Baterije

Vaši roboti će trebati izvor napajanja, kao i svi dobri roboti.

AA baterije

Korak 14: Materijali za izgradnju botova: izmjene bota

Bot modovi

Vjerojatno će najbolji dio izrade vaših botova biti njihova izmjena za vaš specifični izazov. Za ove izmjene (ili za izradu robota općenito) preporučujemo da vaša djeca imaju na raspolaganju mnogo cool materijala za rad. Evo nekih naših visoko preporučenih artikala

• Majice za golf
• Slamke od čaja s mjehurićima

  Moguće rezati do različitih veličina

• Četkice za zube
• Sjeckati štapiće

Alternativni Bot načini

Na slikama za ovaj korak pronaći ćete neke prilično jedinstvene modove koje smo izmislili za ovu aktivnost, poput kotača, nogu, četki itd. Pronašli smo neke rezervne materijale i jedinstvene komade te ih pričvrstili na umetke s navojem od 5/16 inča koje smo uparen s 5/16 vijcima. To omogućuje djeci da puste mašti na volju, ali se također može koristiti za proširenje aktivnosti i njihovu pristupačnost starijim školskim skupinama. Pokušajte upariti ove naprednije modove s naprednijim motorima i vidjeti što se može dogoditi!

Korak 15: Materijali za izgradnju botova: Boja (izborno)

Prilično uobičajeno proširenje za aktivnost drhtavih robota je da vaši roboti slikaju ili škrabaju. Toliko je uobičajeno da sam spreman kladiti se da neki od vas nisu vidjeli ovu aktivnost bez ovog proširenja.

Prototipirali smo svoje botove kako bismo napravili i umjetnost piskarenja, ali s malim potezom: Chalk Paint

Išli smo s bojom za kredu umjesto markera ili drugih tekućih boja zbog toga koliko se lako pere i koliko je lako napraviti.

Izrada jednostavne boje kredom

Ovdje možete naručiti veliku kredu po pločniku. Nakon što stigne, jednostavno skupite kredu iste boje, upotrijebite čekić i razbijte pojedinačne štapiće krede u prah.

U spremnik za tekućinu najprije dodajte prah krede, zatim dodajte male količine vode, miješajući dok konzistencija ne postane gusta, ali ne i zrnasta.

Ova boja najbolje djeluje kada se nanese prilično gusto na četke.

Ako se mješavina krede / vode osuši, kasnije se može dodati još vode.

Premazivanje botova bojom za tablu

Kako bismo dodatno ukrasili naše botove, šesterokutne smo dijelove premazali bojom s ploče, koju možete pronaći ovdje, dopuštajući djeci da slikaju svoje botove pomoću krede i kistovima.

Potencijalno biste mogli imati botove "naoružane" kistovima koji se međusobno bore. Prvi bot koji označi protivnika pobjeđuje. Timske bitke (crvena V. plava) jednako dobro funkcioniraju.

Korak 16: Materijali za gradnju: Arena / Opasnosti po okoliš (izborno)

Utvrdili smo da je to što su djeca izgradila vlastitu arenu i dodavanje vlastitih opasnosti vrlo dobro funkcioniralo.

Za to smo upotrijebili poseban materijal "Mjesečeve stijene" koji smo već izradili za zasebnu aktivnost.

Budući da ova instrukcija nije posvećena tome kako napraviti ovu vrstu materijala, samo ću izložiti proces u točkama

• Ostaci drvene trgovine zalijepljeni zajedno
• Brušeni dok ne izgledaju poput stijena
• Zanimljive boje obojene kiselinom

Ostali materijali koje smo koristili uz mjesečeve stijene bili su:

• Drveni blokovi (Kappla dobro radi)
• Cijevi od papirnatih ručnika (hej, i ove možete premazati bojom u spreju za tablu)
• Loptice za golf
• Teniske loptice

Ovi materijali mogu učiniti arenu i izazove, ali i pomoći mašti učenika u određivanju vlastitih izazova.

• "Želim napraviti bota da gurne tenisku loptu"
• "Želim napraviti bot koji će srušiti blok kulu"
• "Želim napraviti bot koji nosi mjesečevu stijenu"