Botten! een Design Lab-activiteit: 16 stappen

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:18

Snel aansluitende motoren

Bij het faciliteren van een bot / elektronische activiteit in een klaslokaal of een museum* kan het lijken alsof we het grootste deel van onze tijd gebruiken om onze groepen simpelweg te laten zien hoe ze de motor op de batterij kunnen aansluiten en aan het ontwerp te werken met de resterende tijd.

We hebben een snelkoppelingsmotor ontwikkeld die onze student meer ruimte geeft om design thinking te gebruiken, en die minder tijd besteedt aan het gebruik van tape en andere rommelige verbruiksartikelen om ze op weg te helpen.

Het eerste deel van dit instructable is gewijd aan hoe we onze snel aansluitende motoren hebben gemaakt en hoe ze te gebruiken in uw klas of museum.

Als je via onze blog in de New York Hall of Science tot dit hardnekkige probleem bent gekomen, heb je de instructies voor het maken van onze snelkoppelingsmotoren al bekeken, dus ga gerust verder naar het botchassis bij stap 9

Bot-chassis

Vervolgens zullen we het hebben over ons botchassis, hoe je ze kunt maken en waar je ze van kunt maken.

Botmaterialen

Omdat deze instructable bedoeld is om docenten en museumpersoneel te dienen, besteden we wat tijd in deze instructable om te praten over materialen die je in je klas kunt opnemen om hun botbouwactiviteit naar een nieuw niveau te brengen.

Binnenkort: Faciliteringstips

We doen deze activiteit momenteel op onze museumvloer, proberen nieuwe dingen uit en ontwikkelen faciliteringstechnieken. Hoewel het een kwelling zou zijn om te delen wat we nu in ons museum doen, dachten we dat we wat tijd zouden geven om over de activiteit na te denken en te bedenken wat het beste werkt. Dat gezegd hebbende, blijf op de hoogte voor een bijgewerkte instructable met enkele aanvullende tips en trucs voor het uitvoeren van deze activiteit in uw klaslokaal.

Bedankt en geniet ervan!

*(Vanwege de hoeveelheid vragen die we van docenten hebben gekregen met betrekking tot de quick connect-motor, gaan we "student" en "educator" gebruiken om te verwijzen naar de deelnemers aan de activiteit en de activiteitbegeleider, maar deze activiteit hoeft niet te worden uitgevoerd in een school. Het kan ook in een museum of thuis werken)

Stap 1: Deel 1 Quick Connect-motoren

Het eerste deel van deze instructable gaat helemaal over de Quick Connect-motoren die worden gebruikt om onze bots te animeren. Dit zijn motoren die we hebben gekocht en aangepast om eenvoudig te bevestigen en los te koppelen van de positieve en negatieve kanten van een AA-batterij met behulp van magneten. In dit deel zullen we:

• Benodigd materiaal en gereedschap beoordelen
• Bekijk hoe u de motorsteun kunt wijzigen
• Leg uit hoe u uw motor op de motorsteun aansluit
• Laat u weten hoe u uw motoren kunt versterken om ze veerkrachtiger te maken
• Laat zien hoe u de magneten op uw motoren aansluit
• Je tips, trucs, aanpassingen en aanpassingen geven voor het gebruik van deze motoren met verschillende leeftijdsgroepen

Stap 2: Quick Connect-motoren: materialen

Materialen voor Quick Connect-motoren

• Mini-elektromotor met steunen, die u hier kunt kopen.

  We hebben voor deze specifieke motoren gekozen omdat ze kant-en-klaar zijn geleverd met een montagesteun, waardoor je leerlingen wat bouwtijd kunnen besparen en ze meteen aan de slag kunnen met het ontwerp

• Keramische ringmagneten die u hier kunt kopen. Dit is het materiaal dat we sterk aanbevelen voor jongere kinderen.

  • Als alternatief kunt u kiezen voor sterkere "zeldzame aarde" neodymiummagneten die u hier kunt kopen.

    Denk eraan dat onderwijzers, museumpersoneel en ouders alle redelijke voorzichtigheid moeten betrachten wanneer ze kinderen kennis laten maken met activiteiten met sterke magneten en elektriciteit. Deze activiteit omvat beide

• Een bankschroef of wat klemmen
• Krimpkous. We hebben geëxperimenteerd met verschillende maten uit deze set.
• Een elektrische boor met een 3/16e of gelijkwaardige boor
• Een heet lijmpistool
• Een aansteker (of optioneel een heteluchtpistool)
• Ongeveer 10-15 minuten per motor, afhankelijk van hoe gestroomlijnd uw proces is.

Zodra uw materialen zijn aangekomen, volgt u de volgende paar stappen om ze klaar te maken voor gebruik door uw leerlingen in hun robots.

Stap 3: Quick Connect-motoren: de motorsteunen wijzigen

Zodra de motoren zijn aangekomen, verwijdert u de witte plastic steunen en bereidt u ze voor op modificatie. Je moet drie gaten boren om deze steunen te verbeteren en ze beter te maken voor de studenten.

Houd een bankschroef of klem klaar en een elektrische boormachine met een boor van 3/16 inch (of gelijkwaardig).

Je boort drie gaten in je houder

• Twee aan weerszijden van je rijdier
• Een in het midden zoals aangegeven
• Zie afbeeldingen die bij deze stap zijn gevoegd ter referentie.

De twee gaten aan weerszijden van de houder zijn voor de positieve en negatieve draden om door te komen. Het gat in het midden is voor het gebruik van draad, pijpenragers of touw om je motor aan het lichaam van je robot te bevestigen.

Als alternatief zou het voor u mogelijk moeten zijn om beide draden door het middelste gat te trekken, zodat de twee aan weerszijden voor uw leerlingen kunnen worden gebruikt terwijl ze de motor op hun robotchassis monteren. We hebben deze methode niet getest, dus laat het ons weten als je het probeert en stuur ons wat foto's!

Stap 4: Quick Connect-motoren: uw motoren monteren

Nadat u de gaten hebt geboord, monteert u uw motor zoals aangegeven in de afbeeldingen voor deze stap en wikkelt u de positieve en negatieve lijnen door de buitenste twee gaten.

Het is belangrijk dat u de draden omwikkelt om de relatief zwakke soldeerpunten aan de achterkant van de motor te beschermen. Als een leerling direct aan de draad zou trekken, zou het soldeerpunt breken en zou de draad loskomen. In deze configuratie is de kracht van diezelfde trekkracht gericht op de houder die de kracht absorbeert en het risico dat een motor uit elkaar valt, verkleint.

Minder reparatietijd = meer geweldige tijd voor docenten. Geen zorgen, we kijken uit!

Stap 5: Quick Connect-motoren: HETE LIJM

Zodra je je motorsteunen hebt voorbereid en geladen, raden we aan om hete lijm te gebruiken om het die laatste beveiligingslaag te geven.

Stap 6: Quick Connect-motoren: de magneten solderen

Nu zou je een veerkrachtige, monteerbare motor moeten hebben, met twee draden die uit de achterkant komen. In deze stap passen we de draden aan met behulp van ringmagneten, zodat kinderen gemakkelijker een prototype van hun ideeën kunnen maken. Bekijk onze afbeeldingen in volgorde om samen met deze bulletpoint-stappen te volgen.

• Gebruik eerst draadstrippers om ongeveer anderhalve centimeter isolatie te verwijderen van de twee draden die uit de achterkant van uw motor komen
• Breng nu een omhulsel van krimpkous aan op elke draad. (Nee serieus, als je dit nu niet doet, vergeet je het en heb je er later super spijt van).
• Zodra u de krimpkous hebt aangebracht, wikkelt u de draad om de ringmagneet en draait u deze om hem vast te zetten.
• Breng een klein soldeerpuntje aan op de draad onder je magneet, om ervoor te zorgen dat deze blijft zitten.
• Schuif nu de krimpkous omhoog om de blootliggende draad naar de basis van de magneet te bedekken. (Dus als je die krimpkous voor deze stap nog niet hebt aangebracht, weet je wat ik bedoelde met "hier later super spijt van")

• Op dit punt kun je beginnen met het uitlijnen van de motoren die je maakt door ze op een metalen oppervlak te hangen. Als je ze allemaal hebt gedaan, kun je een heteluchtpistool nemen en het langzaam langs de lijn laten lopen totdat al je krimpkous strak om je draden zit. Het geeft veel voldoening.

  Als je geen heteluchtpistool hebt, kun je deze laatste stap één voor één doen met een aansteker. Nog steeds bevredigend

Stap 7: Quick Connect-motoren: tips, trucs, aanpassingen en aanpassingen

Als je de stappen tot nu toe hebt gevolgd, zou je een motor klaar moeten hebben voor gebruik met je klas, bevestig de magneten gewoon aan de positieve en negatieve polen van een (n) AA-batterij en kijk hoe hij gaat!

Enkele tips en trucs:

Op dit moment vraag je je misschien af waar dat middelste gat voor is. Je leerlingen kunnen dit gat en een pijpenrager of knutseldraad gebruiken om hun motor aan een oppervlak te bevestigen

Sommige jongere studenten die bots maken die via trillingen bewegen, hebben misschien niet de vaardigheid of het geduld om zelf een excentrieke trilling op hun motor te zetten. In dit geval moet u er waarschijnlijk een op elke motor voor hen plaatsen. We raden een stuk hete lijm of een wijnkurk aan

Voor opslag of tijdens activiteiten kun je deze motoren als chilipepers ophangen door ze aan een metalen oppervlak te hangen

Aanpassingen en aanpassingen

Design Lab weet dat niet elke klas hetzelfde is en dat elke activiteit door de docent kan en moet worden aangepast aan hun specifieke groep studenten. Hiervoor hebben we enkele Aanpassingen en Aanpassingen. Ik heb dit opgedeeld in secties voor "oudere" studenten (middelbare school tot middelbare school) en jongere studenten

oudere studenten

lees alsjeblieft grondig

• Voor oudere studenten is het misschien niet nodig om de draden te wikkelen en de motor in de houder te lijmen. Dit zou hen meer vrijheid kunnen geven om de motor op meer gecompliceerde manieren te gebruiken, of om het grote verticale gat in de motorbevestiging te gebruiken voordat de motor wordt geplaatst.

  Waarschuwing: je komt misschien in de verleiding om dit te doen omdat je niet veel tijd hebt, of omdat je leerlingen over het algemeen voorzichtig zijn met materiaal. Houd er rekening mee dat het veel meer tijd kost om deze motoren constant te repareren dan om ze vanaf het begin stevig te maken

• Misschien wilt u proberen de sterkere "zeldzame aarde"-magneten te gebruiken die ik in de materialenlijst voor deze activiteit heb genoemd. Deze magneten zijn extreem sterk en klein, waardoor ze moeilijk los te koppelen zijn van de batterij via trillingen, en daarom ideaal voor deze activiteit.

  Waarschuwing: Wees voorzichtig bij het blootstellen van leerlingen aan sterke magneten en elektriciteit

  Waarschuwing: als deze magneten door uw leerlingen worden ingeslikt, bestaat er een reële kans op letsel en overlijden. Deze magneten zijn erg sterk. Stel uw leerlingen er niet aan bloot als er een risico op inslikken bestaat

• Probeer draadverlengingen te introduceren! Ik heb een foto hiervan opgenomen in de stapafbeeldingen. Deze aanpassing zou studenten meer vrijheid kunnen geven om te innoveren door batterijen aan elkaar te koppelen, de lengte van hun bot te verlengen of zelfs geïmproviseerde schakelaars in een lus te plaatsen. (Misschien zelfs echte schakelaars toevoegen.

  Waarschuwing: Als leerlingen de positieve en negatieve polen van een batterij met elkaar verbinden met behulp van draadverlengingen, zal de batterij gevaarlijk opwarmen. Wees altijd voorzichtig bij het introduceren van elektriciteit in uw lesprogramma

jongere studenten

Voor kinderen onder de 5 jaar raden we de volgende tips aan voor het gebruik van deze motoren:

• Structureer de activiteit meer rond het maken van de batterijverbinding en het experimenteren met de draaiende motor

  • Zorg voor zachte materialen zoals ambachtelijk schuim om aan de beschikbare motorstaven te bevestigen.

    Voor leerlingen van deze leeftijd is het zeer de moeite waard om ze ambachtelijk schuim te laten bevestigen op een motor die ze zelf hebben aangesloten

Laat de leerlingen hun motoren op oppervlakken monteren met behulp van klei of plakkerige tack (maar pas op dat ze niet verstopt raken in de bewegende delen van de motoren)

Stap 8: Quick Connect-motoren: aanpassingen en aanpassingen Vervolg

We hadden ook veel plezier met het gebruik van dezelfde magneetmethode om complexere motoren aan te passen

Vergeet niet om de draden te beschermen door ze op de een of andere manier te wikkelen en om indien nodig hete lijm te gebruiken om uw motor slijtvast te houden. Je zult waarderen dat je het deed.

Wees er creatief mee!

Je kunt deze interessante motoren op veel verschillende plaatsen vinden. We raden aan om korting of gebruikt speelgoed te zoeken en in die voor onderdelen te graven. Oudere studenten vinden het misschien zelfs leuk om mee te doen! (het is behoorlijk louterend, dat beloven we)

Stap 9: Deel 2: Bot-chassis

Deel 2: De bot heeft een lichaam nodig

Het deel in dit proces is voor jou om te beslissen wat je studenten gaan gebruiken voor hun botchassis. In de volgende stap zal ik een PDF delen die we met een lasersnijder hebben gebruikt om aangepaste gestandaardiseerde stukken voor deze activiteit uit te snijden, maar in deze stap wil ik het hebben over opties die je kunt gebruiken als je geen laser hebt snijder bij de hand.

Gerecyclede materialen

Een klassieke variant van vibratiebots maakt gebruik van gerecyclede materialen zoals schuim, plastic bekers en afgedankte voedselcontainers voor het botchassis. Dit is een haalbare optie en staat open voor u om in een mum van tijd te gebruiken, maar we merken dat studenten meer plezier hebben en meer de uitdaging van ontwerpen aangaan, als hun materialen bestand zijn tegen zware prototyping en spel.

Bij het bedenken van onze kijk op deze activiteit, wilden we iets samenstellen dat weinig rommel en herbruikbaar zou zijn. Een van de grote veroorzakers van rotzooi zijn kleverige bindmaterialen zoals plakband en hete lijm, en het toevoegen van een schaar aan een activiteit haalt de herbruikbaarheid van materialen een paar pinnen naar beneden. Helaas is bij gerecyclede materialen het gebruik van tape, schaar en mogelijk hete lijm bijna onvermijdelijk.

Kortom, als je niet veel tijd hebt, lijkt het misschien een goed idee om gerecyclede materialen te gebruiken, maar uiteindelijk kost het schoonmaken en verzamelen van materialen meer tijd dan het hebben van veerkrachtige en herbruikbare onderdelen.

Hé, mag ik je winkelresten?

Een andere optie als je geen lasersnijder hebt, is het verzamelen van houten of acryl winkelresten en het boren van gaten of inkepingen erin zodat studenten ze kunnen aanpassen, verbinden of aanpassen voor hun bots. Tijdens het maken van een prototype van ons definitieve ontwerp hebben we dit nogal eens gedaan, en het kan best leuk zijn, weet alleen dat als je ervoor kiest om in het acryl te boren, het vatbaar is voor versplintering.

De meeste winkels die grote snijmachines hebben, zullen vreemd gevormde / unieke restjes produceren die ze niet nodig hebben, en zouden graag hebben dat u ze uit handen neemt.

Wees creatief

Aangezien ik dit instructable voor ouders, leraren en museumpersoneel schrijf, hoef ik bijna niets meer te schrijven dan alleen dat. Je weet misschien al welke middelen er voor je beschikbaar zijn om willekeurige stukjes en onderdelen voor je kinderen te krijgen, je bent misschien al gestopt met lezen om gaten te boren in een set van hard plastic speelgoedtijgers die je kinderen kunnen gebruiken, en zo ja, fantastisch!

Weet gewoon dat alles en nog wat nuttig kan zijn. We hebben behoorlijk wat nut gevonden van oude / nieuwe houten schrobborstels en een emmer met gedoneerd speelgoed.

Als het tot je verbeelding spreekt, als je er 100 hebt, of als je het mist, dan kijk je misschien naar een potentiële botbody.

Stap 10: Bot Chassis Cont

PDF

We hebben een PDF- en een Adobe Illustrator-bestand bij deze stap gevoegd die u kunt gebruiken bij het knippen van dezelfde stukken die we voor deze activiteit hebben gebruikt.

TIPS

Afhankelijk van je lasersnijder raden we aan 1/4e of 1/8e inch denk hout of acryl te gebruiken voor je stukken. We kozen voor acryl van 1/4 inch dik. We zijn voor dit materiaal en deze dikte gegaan vanwege de beschikbaarheid en duurzaamheid.

U vindt hier 1/8 inch dikke acrylplaten

Je kunt hier hetzelfde lasersnijderhout vinden dat we voor prototypes hebben gebruikt

We kozen de grootte en vorm voor onze botstukken na wat prototyping, maar je kunt je eigen intuïtie gebruiken om driehoeken, vierkanten, rechthoeken of welke andere vorm dan ook aan de mix toe te voegen. Houd er rekening mee dat deze motoren slechts zoveel gewicht "dragen", dus houd je vormen klein en kijk wat de kinderen kunnen doen!

Probeer ook de materialen die je voor het lichaam gebruikt te variëren. Hoe meer blootstelling uw leerlingen aan verschillende materialen hebben, hoe beter. Misschien gebruiken ze op dag één alleen hout, terwijl dag 2 verschillende materialen heeft voor verschillende uitdagingen.

We hebben specifiek de gatgrootte in dit kleine stuk gekozen om te passen bij twee materialen die we in overvloed hebben, en waarvan we wisten dat we ze wilden gebruiken:

• 10-24 bouten, moeren en vleugelmoeren.
• Golf T's

Deze materialen werken goed als poten en vormden een groot deel van onze prototyping, dus hebben we eromheen ontworpen. Voel je vrij om je ontwerp aan te passen aan je specifieke materialen.

Aanpassingen

We gebruikten schoolbordspuitverf die je hier kunt vinden om onze stukken te coaten. We zullen later meer over deze stap praten in onze materialensectie, maar houd er rekening mee dat het volledig optioneel is om ze te coaten met schoolbordverf.

Stap 11: Deel 3: Materialen voor Bot Building

In dit laatste gedeelte zullen we het hebben over de verschillende materialen die u voor kinderen kunt gebruiken om hun bots aan te passen en te bouwen.

Beschouw deze alsjeblieft als suggesties en niet als regels. Je hebt misschien materialen in gedachten die je voor je klas wilt gebruiken die relevanter zijn voor je onderwerp of het vaardigheidsniveau van de student, en zo ja, ga ervoor!

Laatste opmerking voordat we verder gaan:

Vraag: Kunnen botmaterialen botlichamen maken?

A: Ja natuurlijk

V: Kunnen botlichamen als botmateriaal worden gebruikt?

A: Ja, ja, ja!

Ik heb ze gewoon opgedeeld in deze secties omdat dit het meest logisch was. Sommige van mijn favoriete bots die ik bij deze activiteit heb gezien, zijn gemaakt van reserveonderdelen.

Stap 12: Materialen voor het bouwen van bots: snelle verbindingen

Snelle verbindingen en herbruikbaarheid

Bij het maken van een prototype van deze activiteit was ons doel snelle verbindingen te maken, zodat studenten zich meer op hun ontwerp konden concentreren dan op het aan het werk krijgen van hun materialen. We wilden ook het gebruik van tape afschaffen om het schoonmaken achteraf te vergemakkelijken, maar ook zodat we steeds dezelfde materialen konden gebruiken. Met deze doelen in gedachten hebben we besloten om

• Niet-latex elastische banden
• Ambachtelijke draad
• Bindclips

• Pijp schoonmakers

  Deze snijden we in 3 verschillende, kleurgecodeerde maten

Stap 13: Materialen voor Bot Building: Power Source

Batterijen

Je bots hebben een stroombron nodig, zoals alle goede bots.

AA-batterijen

Stap 14: Materialen voor Bot Building: Bot Modificaties

Bot-mods

Het beste deel van het maken van je bots is ongetwijfeld het aanpassen ervan voor jouw specifieke uitdaging. Voor deze aanpassingen (of om de bot in het algemeen te maken) raden we aan om voldoende coole materialen beschikbaar te hebben voor je kinderen om mee te werken. Hier zijn enkele van onze meer sterk aanbevolen items

• Golf Tees

• Bubble Tea Rietjes

  Eventueel knippen doe verschillende maten

• Tandenborstels
• Chopsticks

Alternatieve Bot Mods

In de afbeeldingen voor deze stap vind je een aantal behoorlijk unieke mods die we voor deze activiteit hebben gemaakt, zoals wielen, voeten, borstels, enz. We hebben wat reservematerialen en unieke stukjes gevonden en deze bevestigd aan een 5/16e inch schroefdraadinzet die we gecombineerd met 5/16e bouten. Hiermee kunnen kinderen hun fantasie de vrije loop laten, maar kan het ook worden gebruikt om de activiteit uit te breiden en toegankelijk te maken voor oudere schoolgroepen. Probeer deze meer geavanceerde mods te combineren met de meer geavanceerde motoren en kijk wat er kan gebeuren!

Stap 15: Materialen voor Bot Building: Verf (Optioneel)

Een vrij veel voorkomende uitbreiding voor de activiteit van huiverende bots is dat uw robots schilderen of krabbelen. Het is zo gewoon dat ik durf te wedden dat een paar van jullie deze activiteit niet hebben gezien zonder deze extensie.

We hebben onze bots geprototypeerd om ook krabbelkunst te maken, maar met een kleine aanpassing: Chalk Paint

We gingen met krijtverf in plaats van stiften of andere vloeibare verven vanwege hoe gemakkelijk het is om te wassen en hoe gemakkelijk het is om te maken.

Eenvoudige krijtverf maken

Hier kunt u groot stoepkrijt bestellen. Zodra het arriveert, verzamel je gewoon krijt van dezelfde kleur, gebruik je een hamer en sla je de afzonderlijke krijtstokken tot poeder.

Voeg in een vloeistofveilige container eerst het krijtpoeder toe en voeg dan kleine hoeveelheden water toe, roer tot de consistentie dik maar niet klonterig is.

Deze verf werkt het beste als hij vrij dik op de penselen wordt aangebracht.

Als het krijt/water mengsel uitdroogt kan er later nog water bij.

Je bots coaten met schoolbordverf

Om onze bots verder te versieren, hebben we de zeshoekige stukken gecoat met schoolbordverf, die je hier kunt vinden, zodat kinderen hun bots kunnen schilderen met krijtverf en verfborstels.

Het kan zijn dat bots "bewapend" zijn met penselen die met elkaar vechten. De eerste bot die een stempel drukt op zijn tegenstander, wint. Teamgevechten (Rood V. Blauw) werken net zo goed.

Stap 16: Bouwmaterialen: Arena / Milieugevaren (optioneel)

We ontdekten dat het heel goed werkte om de kinderen hun eigen arena te laten bouwen en hun eigen gevaren toe te voegen.

Hiervoor hebben we een speciaal materiaal "Moon Rocks" gebruikt dat we al voor een aparte activiteit hadden gemaakt.

Omdat deze instructable niet is gewijd aan het maken van dit soort materiaal, zal ik het proces gewoon in opsommingstekens uitleggen

• Houten winkel kladjes aan elkaar gelijmd
• Opgeschuurd tot ze op rotsen lijken
• Met zuur geverfde interessante kleuren

Andere materialen die we naast de maanstenen gebruikten waren:

• Houten blokken (Kappla werkt goed)
• Papieren handdoekbuizen (hey, je kunt deze ook in schoolbordspuitverf coaten)
• Golfballen
• Tennisballen

Deze materialen kunnen de arena en uitdagingen maken, maar ook de verbeelding van studenten helpen bij het bepalen van hun eigen uitdagingen.

• "Ik wil een bot maken om een tennisbal te duwen"
• "Ik wil een bot maken om een bloktoren neer te halen"
• "Ik wil een bot maken die een maansteen draagt"