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2021年6月26日星期六

[8年級動力] linkage 模擬仿生獸設計

也是停課不停學

我擔心學生在家裡操作銲接所以暫停了課程回到模擬的方法讓一些觀念清楚一點

首先我先分享給學生迪士尼的機構模擬

https://www.youtube.com/watch?v=DfznnKUwywQ

而課程的出發點也是希望這方面的創作應用動力的條件就是馬達

接著就是四連桿課程八年級我會增加用GeoGebar 說明旋轉半徑跟連桿的關係

https://www.geogebra.org/classic/bxyq527z

然後用泰奧陽森的仿生獸練習試著把腳連接起來以及造型連動與齒輪傳動

大概是這樣的步驟

但我覺得似乎不僅仿生獸可以用這個畫連桿跟傳動的設計應該都可以辦得到

如果我要把課程做國高中的連結

我會依照設計所需的技術脈絡再繼續把課程完備一點

在努力看看

[七年級機構] linkage 給PC用的連桿模擬軟體七年級夾子創作

linkage軟體

https://blog.rectorsquid.com/linkage-mechanism-designer-and-simulator/

作者是DAVE

面對停課不停學的狀況

我尚未完成七年級的日常生活的機構課程和八年級的電f動馬達應用課程(還有沒做完的綠能燈)

所以就開始讓學生學這個 (問題來了如果學生沒有PC 那就沒辦法操作了所以有些學生就用GGB)

七年級的活動就做夾子連桿

八年級的活動就做動力仿生模擬 (下篇介紹)

本來以為很簡單學生可以理解但事實上學生對於連桿是陌生的

所以模擬的階段本來就要讓學生練習很多次才有模擬的特性而不是一直把材料做壞

首先我從範例的四連桿開始使用obs studio 錄製

接著示範夾子怎麼繪製還有支點與抗力點的位置跟對應的關係

在做出成品來

這個勞作活動想讓學生透過電腦輔助設計來規劃
但電腦操作太快了學生還不是很了解原理的部分

所以我還用圓規分析連桿位置的教學

PDF:

https://drive.google.com/file/d/19JZNK1HGGMAomAWhfX5TEIiVWqc1X2U9/view?usp=sharing

陸陸續續有學生繳交作業

但我覺得這樣對能力弱的學生幫助不大我可能得再思考看看

2021年3月21日星期日

［ 8年級能源動力 ] 電力任我行教具分享綠能手電筒

八年級康軒版教科書的電力任我行活動的教具

簡報：https://docs.google.com/presentation/d/1TYnCvSyruQ50UhVvttOWgNa_79xZwPmuFoAe81s-Hm0/edit?usp=sharing

一份審定的教材都跟專題一樣有個方向然後有討論有草稿有美編有活動最後送審查

讓服用這份教材的學生能對於能源轉換的概念知識與技術能夠符合課綱的學習表現

(編寫教材的故事很曲折緣分就是很難說....好朋友有機會再說)

暑假開始有自造中心與業務邀請針對教材的內容活動安排共備研習

基隆銘傳蔡依帆老師辦理的非專長教師研習中的綠能盒就有多重發電配置方法

相同的想法我是將課本的手搖發電裝置與行動電源以及介紹的幾種發電方法集合在一起

這個教具能夠展示手搖發電行動電源充電太陽能充電還有 USB 5V放電強光手電筒功能

microUSB 插座也能提供給風力電機水輪發電機等能產出4-8V的直流供電裝置

讓學生了解能源透過發電機並且儲存在電池的技術方法對於能源結構能有實務上的接觸與吸收

壓克力蓋子雷切檔案下載密集板木盒子下載

希望能夠作為能源課程的參考

但是課程的方法需要老師重新設計不應該直接照著教具做

這樣培養不出學生科技問題解決的習慣與能力

請給學生一個待解決的情境並且應用這些模組讓學生練習創造出恰當的方案

但對於特殊需求學生是可以提供較低層的鷹架讓他能夠學習到基本的能力

製作步驟與參考教學安排如下:

1.講解充電板功能並銲接電池盒,參考課本內容講解原理,教學上先確認學生具備有銲接技術,可提供洞洞板練習,針對線接在洞洞板線對線的銲接端子點銲接熱縮套管使用等進行技術教學

2. 三用電表教學測量電壓調整放電電壓為5.0V 這片電路板能夠調整輸出直流電壓要確認18650電池在3.7V 以上才能調整精準的電壓調整可變電阻的工具使用眼鏡的起子並測量發電元件產生的電壓值決定元件的串並聯調整好電壓將電池先移除

3. 銲接發電輸入元件的導線太陽能板馬達(1:120) microUSB插座並組裝在面板上

太陽能板以熱熔膠或泡棉膠黏合在底板電線從孔中穿過

馬達以螺絲固定在側板 microUSB 先固定在端面板在銲接導線長約3/4的盒長

4. 銲接輸出COB LED燈珠跟USB type A 插座 COB LED 零件小於5V電壓規格較容易設計

示範作品以串聯兩個1N4004就可以降壓到3.6V 或直接接5V燈串

另外在銲接usb 插座之後再固定到側板

5. 將板子組合起來組合手搖桿並裝上二段開關擺放好電池盒位置以熱熔膠固定並將輸入元件的負極接在一起後銲接到IN- 的端子輸入元件的正極都先串上二極體(請注意方向), 將二極體的負極都接在一起之後銲接到 IN+ 這樣能確保插充電線時候馬達不會轉動用二極體把電流擋住了轉動測試充電指示燈是否亮起(大於4V) 電池請用一顆就好若內阻不同串並聯可能會有危險問題

6.將輸出元件的負極接在一起之後接到VOUT-

vOUT+ 接出一條導線道二段開關中間的com腳兩側分別接usb與cobled的+極導線

用開關來切換

7.確認所有線路正確完成之後再放進電池送電測試如果有功能異常如短路發燙就立即將電池電線剪斷並拆下電池重新檢查每一個製作步驟如果測試都正常請蓋上壓克力蓋使用透明膠帶纏繞前後作為可觀察與拆裝的教具

學生的活動可設計製作行動電源應用由於可調整電壓高低可用來驅動較高電壓的馬達與燈具或是音響功放板可自行設計使用若僅以usb供電設計可選擇特定的充放電板會比較省錢

然而教材前端重點還是在能源議題的教學活動

不仿參考課本指示讓學生設計分散式獨立發電系統的模型然後再接續國家能源議題的討論

希望培養我們的學生具備有理性論述的能力並且能培養實驗實作的習慣

成為領導國家未來的知識公民 (希望啦~小朋友是我們的未來)

材料表連結

1.充電板 :

https://www.ruten.com.tw/item/show?22138240086679

https://m.intl.taobao.com/detail/detail.html?spm=a1z0d.7625083.1998302264.5.5c5f4e69L6F8w9&id=603696105375

2.18650 : https://www.ruten.com.tw/item/show?21527989628986

3.單節電池座:https://www.ruten.com.tw/item/show?21650755336148

4.二段開關(G):https://www.ruten.com.tw/item/show?21452120149506

5.1w燈珠: https://www.ruten.com.tw/item/show?21929100249166

6. USB 插座:https://www.ruten.com.tw/item/show?21817951398587

7.microUSB 插座: https://www.ruten.com.tw/item/show?21535519326541

8.TT馬達 (1:120):https://www.ruten.com.tw/item/show?21529152332926

9.太陽能板:https://www.ruten.com.tw/item/show?21904711675801

10紅黑導線:https://www.ruten.com.tw/item/show?21309262594913

11 1N4004 二極體: https://www.ruten.com.tw/item/show?21302226259037

12 6MM木釘 : https://www.ruten.com.tw/item/show?21302192965178

13. M3 X 25 螺絲釘: https://www.ruten.com.tw/item/show?21828345388271

14 M3 螺帽 :https://www.ruten.com.tw/item/show?21811757603157

材料導線跟二極體木釘(當手搖柄) 都是整批買的就請依照需求數量參考購買

網址就參考我只是找規格請自行比價購買或是把清單請材料商幫忙準備

謝謝學校邀請

高雄市大樹自造教育與科技中心

桃園市私立振聲高級中學國中部

高雄市阿蓮自造教育與科技中心

2020年11月5日星期四

[8年級能源與動力] 電刷恐龍燈

延續著發光電火球的想法

讓馬達轉動與發光照明同時表現

讓作品更能像花燈般的繽紛

在國慶假期時間重新複習了電動機的組裝把銅箔電刷的技術應用在這個恐龍燈

集電環是用銅箔膠帶纏完之後用錫銲的方法再補上

但這個方法通常會把集電環補成"凸輪集電環"

忽明忽暗的感覺適合製作效果 (後來才有中正國中做萬聖節燈)

電刷一開始使用學生製作電磁鐵的鋼片但強度高又靠鐵絲彈性做成勾住的電刷

恐龍燈的帶動用了之前摩天輪的棉線當作皮帶帶動但電刷容易勾住集電環不穩定

後來參加過游志偉老師分享的金工銅戒指課程

我就重新思考把珠寶金工的技術應用進來
把銅箔包覆成集電環再用銅箔片做成電刷 (銅片非常的容易錫銲)
非常可行!!

為了讓5V1A的行動電源供電順利我先用電表串聯測量燈的電流消耗以及馬達的電流消耗
以兩者並聯的電流量相加小於 1000mA 為依據進行設計

材料清單:

1. SMD 5050 暖白燈 https://www.ruten.com.tw/item/show?21904699014207

2. 減速馬達(短軸或長軸) https://www.ruten.com.tw/item/show?21652889498956

3. USB type A male

4. 二段開關 https://www.ruten.com.tw/item/show?21401264422255

5.二極體1N4007

6 電腦排線

7. HDPE塑膠紙

8.密集板或木板結構略

9.銅箔膠帶 https://www.ruten.com.tw/item/show?22025700306074

10銅箔片 https://www.ruten.com.tw/item/show?21815881304371

電路跟電火球一樣 https://techshop150.blogspot.com/2020/03/8.html

2020年9月27日星期日

[七年級]機構創作教學

除了校內的木藝傳動大師之外

我還會參考的資料有

https://www.timberkits.com/

http://cabaret.co.uk/

https://www.facebook.com/modelshopartoy/

機構分析的軟體

SAM 7.0 可以分析凸輪

linkage

Geogebra

至於選擇哪一個我自己還不確定國七學生能否接受這些介面

以跨域的想法首選Geogebra 但他沒有機構的名稱

或許從linkage下手會比較合適

SAM就留給老師開發教材~~

機構結構應該是最基本的技能但是它的難度很深

我是建議從國七手作紮馬步國八配合動力打基礎國九配合控制練功夫

以電阻串並的方法設計分壓電路

周六9/26參加了一場觀課 (課程非常精彩引發我許多思考有機會再寫心得)

在座位旁的紙類回收區 我撈到一張疑似

重慶南路女中的科學班試題  這題目跟多年前南海路某高中的題目有點像 因為是電學題目 所以我就多看了一下 然後就把這張回收紙夾帶回來了 剛剛才想到來解一下

題目是這樣的:

[給1個9V電池 電池扣 10個50歐姆的電阻 1個30歐姆的馬達, 

若欲使馬達電壓=3V,請設計合理的電路圖於方格紙上]

其實我當下就先解答了 因為這種分壓電路跟算LED限流電阻基本上是一樣的 然後我就弄了個1:2的串聯 在把1的那段跟馬達並聯就OK了

認知上那個30歐姆我以為是個幌子

後來  擺在桌上我又看了兩眼 覺得怪怪的 

題目是說 "若欲使馬達電壓" 

跟我們經驗上的馬達工作電壓 是不一樣的

後來我估算完串並聯之後 可以用9個50歐姆電阻完成這樣的分壓
以下用tinkercad 顯示

但在tinkercad中所顯示的30歐姆的電壓值是2.95Ｖ

如果理想上來看９Ｖ電池跨接於９０歐姆的阻抗產生的電流應該是０．１Ａ
而對於３０歐姆則會有３Ｖ的理想電壓

後來想起來那天精彩觀課老師分享的PｈeＴ網站

找到裏頭的直流電分析　剛好可以幫燈泡設定電阻為３０歐姆
當作題目的馬達　應該就有符合題目的要求　

我也不知道這樣解對不對
不過有一件事情我是確定的
我已經把化學都還給老師了