Ботове! проектна лабораторна дейност: 16 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:53

Двигатели за бързо свързване

Често, когато улесняваме бот / електронна дейност в класна стая или музей*, може да изглежда, че използваме по -голямата част от времето си, като просто показваме на групите си как да свържат двигателя към батерията и работим върху дизайна с това, което остава.

Разработихме двигател за бързо свързване, който оставя повече място на нашите ученици да използват дизайнерско мислене и прекарва по -малко време, използвайки лента и други разхвърляни консумативи, само за да ги стартира.

Първата част на тази инструкция е посветена на това как направихме нашите бързо свързващи двигатели и как да ги използваме във вашата класна стая или музей.

Ако сте стигнали до този неразрешим чрез нашия блог в Нюйоркската научна зала, вече ще сте прегледали инструкциите за направата на нашите двигатели за бързо свързване, така че не се колебайте да преминете към шасито на бота на стъпка 9

Бот шаси

След това ще говорим за нашето бот шаси, как да ги направим и от какво да ги направим.

Бот Материали

Тъй като тази инструкция е предназначена да служи на преподаватели и музейни служители, ние прекарваме известно време в тази инструкция, за да говорим за материали, които можете да включите във вашия клас, за да изведете тяхната дейност по изграждане на ботове на ново ниво.

Очаквайте скоро: Съвети за улесняване

В момента изпълняваме тази дейност на нашия музей, опитвайки нови неща и развивайки улесняващи техники. Макар че би било лошо да споделим какво правим в нашия музей в момента, мислехме, че ще ни даде малко време да обмислим дейността и да планираме кое работи най -добре. Като се има предвид това, очаквайте актуализирани инструкции, споделящи някои допълнителни съвети и трикове за провеждане на тази дейност във вашата класна стая.

Благодаря и се наслаждавайте!

*(Поради многото въпроси, които получаваме от преподавателите по отношение на мотора за бързо свързване, конкретно ще използваме „ученик“и „преподавател“, за да се позовем на участниците в дейността и улеснителя на дейността, но тази дейност не трябва да се изпълнява в училище. Може да работи и в музей или в домашна обстановка)

Стъпка 1: Част 1 Двигатели за бързо свързване

Първата част на тази инструкция е за Quick Connect Motors, използвани за анимиране на нашите ботове. Това са двигатели, които закупихме и модифицирахме, за да прикрепяме и изключваме лесно от положителните и отрицателните страни на батерията тип АА с помощта на магнити. В тази част ще:

• Прегледайте необходимите материали и инструменти
• Прегледайте как да промените стойката на двигателя
• Обяснете как да свържете вашия двигател към стойката на двигателя
• Нека знаете как да подсилите двигателите си, за да ги направите по -устойчиви
• Покажете как да свържете магнитите към вашите двигатели
• Давам ви съвети, трикове, адаптации и корекции за използване на тези двигатели с различни възрастови групи

Стъпка 2: Двигатели за бързо свързване: Материали

Материали за двигатели за бързо свързване

• Мини електрически мотор с опори, които можете да закупите тук.

  Избрахме тези конкретни двигатели, защото те бяха готови с монтаж, което ще спести малко време за изграждане на вашите ученици и ще им позволи да влязат направо в дизайна

• Керамични магнити с пръстени, които можете да закупите тук. Това е материалът, който силно препоръчваме за по -малките деца.

  • Като алтернатива може да пожелаете да използвате по -силни неодимови магнити с "редки земни", които можете да закупите тук.

    Не забравяйте, че преподавателите, музейният персонал и родителите трябва да проявяват разумна предпазливост, когато въвеждат децата в дейности със силни магнити и електричество. Тази дейност включва и двете

• Хватка за хватка или някои скоби
• Термосвиване. Експериментирахме с няколко размера от този набор.
• Електрическа бормашина с 3/16 -та или еквивалентна свредло
• Пистолет за горещо лепило
• Запалка (или по избор топлинен пистолет)
• Около 10-15 минути на мотор, в зависимост от това колко рационализиран е вашият процес.

След като вашите материали пристигнат, изпълнете следващите няколко стъпки, за да ги подготвите за използване от вашите ученици в техните роботи.

Стъпка 3: Бързо свързване на двигатели: Промяна на стойките на двигателя

След като двигателите пристигнат, свалете белите пластмасови стойки и ги подгответе за модификация. Ще трябва да пробиете три дупки, за да подобрите тези стойки и да ги направите по -добри за учениците.

Подгответе хватка за захващане или скоба и електрическа бормашина с свредло 3/16 инча (или еквивалент).

Ще пробиете три дупки в стойката си

• Две от двете страни на вашата стойка
• Един в центъра, както е посочено
• Вижте изображенията, приложени към тази стъпка за справка.

Двата отвора от двете страни на стойката са за преминаване на положителните и отрицателните проводници. Дупката в центъра е за използване на занаятчийска тел, почистващи тръби или връв, за да прикрепите двигателя към тялото на вашия робот.

Като алтернатива би трябвало да можете да издърпате и двата проводника през средния отвор, като оставите двата проводника от двете страни, за да могат вашите ученици да използват, докато монтират двигателя към шасито на робота. Не сме тествали този метод, затова ни уведомете, ако го опитате и ни изпратете няколко снимки!

Стъпка 4: Бързо свързване на двигатели: Монтиране на вашите двигатели

След като пробиете дупките, монтирайте мотора си, както е посочено в изображенията за тази стъпка, и увийте положителните и отрицателните линии през външните два отвора.

Важно е да увиете проводниците, за да защитите относително слабите места на спойка в задната част на двигателя. Ако ученикът дърпаше жицата директно, точката на запояване ще се счупи и жицата ще се разхлаби. В тази конфигурация силата на същото издърпване е насочена към стойката, която абсорбира силата и намалява риска от разпадане на двигателя.

По -малко време за ремонт = по -страхотно време за преподавател. Не се притеснявайте, гледаме!

Стъпка 5: Бързо свързване на двигатели: ГОРЕЩО ЛЕПИЛО

След като подготвите и заредите опорите на двигателя, препоръчваме да използвате горещо лепило, за да му дадете този последен слой сигурност.

Стъпка 6: Двигатели за бързо свързване: запояване на магнитите

Сега трябва да имате издръжлив, монтиран двигател, с два проводника, излизащи отзад. В тази стъпка ще адаптираме проводниците с помощта на пръстенови магнити, за да улесним децата да прототипират идеите си. Вижте нашите изображения последователно, за да следвате заедно с тези стъпки.

• Първо използвайте маша за отстраняване на тел, за да свалите около сантиметър и половина изолация от двата проводника, излизащи от задната част на вашия двигател
• Сега нанесете обвивка от термосвиване на всяка жица. (Не сериозно, ако не направите това сега, ще забравите и ще съжалявате за това по -късно).
• След като включите термичното свиване, увийте жицата около магнита на пръстена и го завъртете, за да се закрепи.
• Нанесете малка точка на спойка върху проводника под вашия магнит, за да сте сигурни, че остава неподвижен.
• Сега плъзнете термосвиващото се покритие, за да покриете открития проводник до основата на магнита. (Така че ако не сте плъзнали това свиване на топлината преди тази стъпка, ще разберете какво имах предвид под „супер съжалявам по -късно“)

• В този момент можете да започнете да подреждате двигателите, които правите, като ги окачите на метална повърхност. След като свършите всичко, можете да вземете топлинен пистолет и да го пуснете бавно надолу по линията, докато цялото ви термосвиване се стегне около проводниците ви. Много е удовлетворяващо.

  Ако нямате топлинен пистолет, можете да направите тази последна стъпка една по една с запалка. Все още удовлетворяващо

Стъпка 7: Двигатели за бързо свързване: Съвети, трикове, адаптации и корекции

Ако сте следвали стъпките досега, трябва да имате готов двигател за използване с вашия клас, просто прикрепете магнитите към положителните и отрицателните клеми на (n) AA батерия и гледайте как работи!

Някои съвети и трикове:

Може би в този момент се чудите за какво е тази средна дупка. Вашите ученици могат да използват тази дупка и почистващ препарат за тръби или занаятчийска тел, за да прикрепят двигателя си към повърхността

Някои по -млади ученици, които правят ботове, които се движат чрез вибрации, може да нямат умения или търпение да поставят ексцентрично клатене върху двигателите си сами. В този случай вероятно трябва да поставите по един на всеки двигател вместо тях. Препоръчваме парче горещо лепило или тапа за вино

За съхранение или по време на дейности можете да окачите тези двигатели като люти чушки, като ги окачите на метална повърхност

Адаптации и корекции

Design Lab знае, че не всеки клас е еднакъв и че всяка дейност може и трябва да бъде коригирана от преподавателя за тяхната конкретна група ученици. За това имаме някои адаптации и корекции. Разделих това на раздели за „по -големи“ученици (средно училище до гимназия) и по -млади ученици

По -големи ученици

моля, прочетете внимателно

• За по -големите ученици може да не се наложи да увиете проводниците и да залепите двигателя в стойката. Това би могло да им даде повече свобода да използват двигателя по по -сложни начини или да използват големия вертикален отвор в стойката на двигателя преди да поставят двигателя.

  Предупреждение: Може да се изкушите да направите това, защото нямате много време, или защото вашите ученици обикновено са нежни с материалите. Само не забравяйте, че отнема много повече време за постоянен ремонт на тези двигатели, отколкото за да ги направите здрави от самото начало

• Може да опитате да използвате по -силните магнити от „редки земни“, които споменах в списъка с материали за тази дейност. Тези магнити са изключително здрави и малки, което ги прави трудни за изключване от батерията чрез вибрации и затова са идеални за тази дейност.

  Предупреждение: Трябва да се спазва цялата дължима предпазливост при излагане на учениците на силни магнити и електричество

  Внимание: Ако тези магнити бъдат погълнати от вашите ученици, съществува реална възможност за нараняване и смърт. Тези магнити са много силни. Не излагайте учениците си на тях, ако съществува риск от поглъщане

• Опитайте да въведете удължители на проводници! Включих снимка на това в стъпковите изображения. Тази адаптация би могла да позволи на учениците по -голяма свобода да правят иновации чрез свързване на батериите чрез маргаритка, удължаване дължината на техния бот или дори включване в импровизирани ключове. (Може би дори добавяне на истински превключватели.

  Предупреждение: Ако учениците свързват положителните и отрицателните изводи на батерията заедно с помощта на удължители на проводника, батерията ще се нагрее опасно. Винаги бъдете внимателни, когато въвеждате електричество в учебната си програма в класната стая

Млади ученици

За деца под 5 години предлагаме следните съвети за използване на тези двигатели

• Структурирайте дейността повече около свързването на батерията и експериментирането с въртящия се двигател

  • Имайте на разположение меки материали като занаятчийска пяна, които да се прикрепят към моторните пръти.

    За учениците на тази възраст да им прикачат занаятчийска пяна към мотор, който сами са свързали, е много полезно

Накарайте учениците да монтират своите двигатели към повърхности с помощта на глина или лепкав нож (но внимавайте да не се запуши в движещите се части на двигателя)

Стъпка 8: Двигатели за бързо свързване: Адаптации и настройки Продължаване

Също така се забавлявахме, използвайки същия метод с магнит, за да адаптираме по -сложни двигатели

Само не забравяйте да защитите проводниците, като ги обвиете по някакъв начин, и да използвате горещо лепило, когато е необходимо, за да поддържате двигателя си устойчив на износване. Ще оцените, че сте го направили.

Бъдете креативни с него!

Можете да намерите тези интересни двигатели на много различни места. Предлагаме да намерите отстъпка или употребявани играчки и да се ровите в тях за части. Възрастните ученици може дори да харесат да участват в действието! (доста е катарзисно, обещаваме)

Стъпка 9: Част 2: Бот шаси

Част 2: Ботът се нуждае от тяло

Частта в този процес е за вас да решите какво ще използват вашите ученици за своите бот шасита. В следващата стъпка ще споделя PDF, който използвахме с лазерен нож, за да изрежем персонализирани стандартизирани парчета за тази дейност, но в тази стъпка бих искал да поговоря за опции, които да използвате, ако нямате лазер фреза под ръка.

Рециклирани материали

Класически вариант на вибрационни ботове използва рециклирани материали като пяна, пластмасови чаши и изхвърлени контейнери за храна за шасито на бота. Това е жизнеспособна опция и е отворена за използване в краен случай, но откриваме, че учениците са склонни да се забавляват повече и да се впускат повече в предизвикателството на дизайна, ако техните материали могат да издържат на тежки прототипи и игра.

Когато измисляхме нашето отношение към тази активност, искахме да съберем нещо, което би било с ниска бъркотия и за многократна употреба. Един от големите създатели на бъркотия са лепкавите свързващи материали като лента и горещо лепило, а добавянето на ножици към дейност намалява повторната употреба на материалите с няколко колчета. За съжаление с рециклирани материали използването на лента, ножици и потенциално горещо лепило е почти неизбежно.

Накратко, ако нямате много време, рециклираните материали може да изглеждат като добра идея, но в крайна сметка почистването и събирането на материали ще отнеме повече време, отколкото да имате еластични части за многократна употреба.

Хей, мога ли да взема остатъците от магазина ви?

Друг вариант, ако нямате достъп до лазерен нож, е събирането на дървени или акрилни отпадъци от магазини и пробиване на дупки или изрязване на прорези в тях, за да могат учениците да ги адаптират, свързват или променят за своите ботове. Докато прототипирахме окончателния си дизайн, направихме това малко и това може да бъде доста забавно, просто знайте, че ако решите да пробиете акрила, той е склонен да се разбие.

Повечето магазини, които разполагат с големи машини за рязане, ще произвеждат уникални / уникални отпадъци, от които нямат нужда, и биха били щастливи да ги накарате да ги свалите от ръцете им.

Бъдете креативни

Тъй като пиша тази инструкция за родители, учители и музейни служители, почти не се налага да пиша нещо повече от това. Може би вече знаете какви ресурси имате на разположение, за да получите произволни парчета и части за вашите деца, може би вече сте спрели да четете, за да пробиете дупки в набор от твърди пластмасови играчки тигри, които децата ви да могат да използват, и ако е така, фантастично!

Просто знайте, че всичко и всичко може да бъде полезно. Открихме доста полза от стари / нови дървени четки за измиване и кофа с дарени играчки.

Ако разпалва въображението ви, ако имате 100 от тях или ако някой ще го пропусне, може би просто гледате потенциален бот.

Стъпка 10: Bot Chassis Cont

PDF

Към тази стъпка сме приложили PDF и Adobe Illustrator файл, които да използвате за изрязване на същите парчета, които използвахме за тази дейност.

СЪВЕТИ

В зависимост от вашия лазерен нож препоръчваме да използвате 1/4 или 1/8 инчово дърво или акрил за вашите парчета. Избрахме акрил с дебелина 1/4 инча. Отидохме с този материал и дебелина поради наличността и издръжливостта.

Тук можете да намерите акрилни листове с дебелина 1/8 инча

Тук можете да намерите същото дърво за лазерно рязане, което използвахме за прототипи

Избрахме размера и формата на нашите бот парчета след известно прототипиране, но можете да използвате собствената си интуиция, за да добавите триъгълници, квадрати, правоъгълници или каквато и да е друга форма към сместа. Имайте предвид, че тези двигатели само ще "карат" толкова много тегло, така че поддържайте формите си малки и вижте какво могат да направят децата!

Опитайте да промените и материалите, които използвате за тялото. Колкото по -голяма е експозицията на вашите ученици към различни материали, толкова по -добре. Може би в първия ден те използват само дърво, докато ден 2 има различни материали за различни предизвикателства.

Ние специално избрахме размера на дупката в това малко парче, за да пасне на два материала, които имаме в изобилие, и които знаехме, че искаме да използваме:

• 10-24 болта, гайки и крилни гайки.
• Голф Т

Тези материали работят добре като крака и съставляват голяма част от нашите прототипи, така че ние проектирахме около тях. Чувствайте се свободни да адаптирате дизайна си, за да пасне на вашите конкретни материали.

Адаптации

Използвахме спрей боя за дъски, която можете да намерите тук, за да покриете нашите парчета. Ще поговорим повече за тази стъпка по -късно в нашия раздел за материали, но имайте предвид, че покриването им с боя за дъски е изцяло по избор.

Стъпка 11: Част 3: Материали за изграждане на ботове

В този последен раздел ще говорим за това какви различни материали можете да използвате за деца, за да модифицирате и изграждате своите ботове.

Моля, приемете това като предложения, а не като правила. Може да имате предвид материали, които искате да използвате за вашия клас, които са по -подходящи за вашия предмет или ниво на умения на учениците, и ако да, продължете!

Последна бележка, преди да продължим:

Въпрос: Могат ли материалите за ботове да правят тела на ботове?

О: Да, разбира се

В: Могат ли бот тела да се използват като материали за ботове?

О: Да, да, да!

Просто ги разделих на тези раздели, защото това имаше най -голям смисъл. Някои от любимите ми ботове, които съм виждал направени в тази дейност, са конструирани от резервни части.

Стъпка 12: Материали за изграждане на ботове: Бързи връзки

Бързи връзки и повторна употреба

Докато създавахме прототипи за тази дейност, целта ни беше да създадем бързи връзки, така че учениците да се съсредоточат повече върху дизайна си, отколкото върху това да накарат материалите си да работят. Искахме също така да премахнем използването на лента, за да улесним почистването на следсловията, но и за да можем да използваме едни и същи материали отново и отново. Имайки предвид тези цели, ние се спряхме на използването

• Еластични ленти без латекс
• Занаятчийска тел
• Свързващи клипове

• Почистващи средства за тръби

  Нарязваме ги на 3 различни, цветно кодирани размера

Стъпка 13: Материали за изграждане на ботове: Източник на енергия

Батерии

Вашите ботове ще се нуждаят от източник на захранване, както правят всички добри ботове.

АА батерии

Стъпка 14: Материали за изграждане на ботове: Модификации на ботове

Бот модове

Вероятно най -добрата част от създаването на вашите ботове ще бъде модифицирането им за вашето специфично предизвикателство. За тези модификации (или за да направите бота като цяло) препоръчваме да имате на разположение много готини материали, с които да работят вашите деца. Ето някои от нашите по -препоръчителни артикули

• Голф тройници

• Мехурчета сладки чай

  Възможно е да се режат различни размери

• Четки за зъби
• Клечки

Алтернативни бот модове

В изображенията за тази стъпка ще намерите някои доста уникални модификации, които сме измислили за тази дейност, като колела, крака, четки и т.н. сдвоени с 5/16 болта. Това позволява на децата да развихрят въображението си, но също така може да се използва за разширяване на дейността и да я направи достъпна за по -големите училищни групи. Опитайте да сдвоите тези по -усъвършенствани модове с по -напредналите двигатели и вижте какво може да се случи!

Стъпка 15: Материали за изграждане на ботове: Боя (по избор)

Доста често срещано разширение за дейността на треперещите ботове е да рисувате или драскате вашите роботи. Толкова е често срещано, че съм готов да се обзаложа, че няколко от вас не са виждали тази дейност без това разширение.

Ние прототипирахме нашите ботове, за да направим и драскане, но с малка настройка: Chalk Paint

Ходихме с боя с тебешир вместо маркери или други течни бои поради това колко лесно се измива и колко лесно се прави.

Изработка на обикновена боя с тебешир

Тук можете да поръчате голяма тротоарна тебешир. След като пристигне, просто съберете креда от същия цвят, използвайте чук и натрошете отделните пръчици тебешир на прах.

В безопасен за течности контейнер първо добавете креда на прах, след това добавете малко количество вода, като разбърквате, докато консистенцията стане гъста, но не натрошена.

Тази боя работи най -добре, когато се нанася доста дебело върху четките.

Ако сместа от тебешир / вода изсъхне, по -късно може да се добави още вода.

Покриване на вашите ботове с боя за табла

За да украсим допълнително нашите ботове, ние покрихме шестоъгълните парчета с боя за дъска, която можете да намерите тук, позволявайки на децата да рисуват ботовете си с боя за креда и четки.

Потенциално бихте могли да имате ботове „въоръжени“с четки за боя, които се бият помежду си. Печели първият бот, отбелязал противника си. Екипните битки (Red V. Blue) работят също толкова добре.

Стъпка 16: Материали за изграждане: Арена / Опасности за околната среда (по избор)

Открихме, че това, че децата изграждат своя собствена арена, и добавянето на собствени опасности работи много добре.

За целта използвахме специален материал „Лунни скали“, който вече бяхме направили за отделна дейност.

Тъй като тази инструкция не е посветена на това как да се направи този тип материали, просто ще изложа процеса в точки

• Дървени отпадъци от магазини, залепени заедно
• Шлифовани, докато приличат на скали
• Интересни цветове, боядисани с киселина

Други материали, които използвахме покрай лунните скали, бяха:

• Дървени блокове (Kappla работи добре)
• Тръби от хартиени кърпи (хей, можете да ги покриете и със спрей боя за дъски)
• Топки за голф
• Топки за тенис

Тези материали могат да създадат арена и предизвикателства, но и да помогнат на въображението на учениците при определяне на техните собствени предизвикателства.

• "Искам да направя бот, който да натисне топка за тенис"
• "Искам да направя бот, който да събори блокова кула"
• "Искам да направя бот, който носи лунен камък"