Bots! a Design Lab -aktivitet: 16 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:28

Hurtige forbindelsesmotorer

Ofte, når vi faciliterer en bot / elektronisk aktivitet i et klasseværelse eller et museum*, kan det virke som om, at vi bruger det meste af vores tid på blot at vise vores grupper, hvordan man forbinder motoren til batteriet og arbejder på design med den tid, der er tilbage.

Vi udviklede en hurtigforbindelsesmotor, der efterlader mere plads til vores studerende til at bruge designtænkning og bruger mindre tid på at bruge tape og andre rodede forbrugsvarer bare for at komme i gang.

Den første del af denne instruktive er dedikeret til, hvordan vi lavede vores hurtige forbindelsesmotorer, og hvordan de bruges i dit klasseværelse eller museum.

Hvis du er kommet til dette umulige ved hjælp af vores blog i New York Hall of Science, har du allerede set instruktionerne igennem for at lave vores hurtigkoblede motorer, så spring gerne videre til botchassiset på trin 9

Bot chassis

Dernæst vil vi tale om vores botchassis, hvordan man laver dem, og hvad man skal lave dem ud af.

Bot materialer

Fordi denne instruktive er beregnet til at betjene pædagoger og museumspersonale, bruger vi lidt tid på denne instruktive tale om materialer, du kan inkludere i din klasse for at bringe deres botbygningsaktivitet til et nyt niveau.

Kommer snart: Faciliteringstip

Vi kører i øjeblikket denne aktivitet på vores museumsgulv, prøver nye ting og udvikler faciliteringsteknikker. Selvom det ville være en bast at dele, hvad vi laver i vores museum lige nu, tænkte vi, at vi ville give lidt tid til at tænke over aktiviteten og planlægge, hvad der fungerer bedst. Når det er sagt, skal du holde øje med en opdateret instruerbar deling af nogle ekstra tips og tricks til at køre denne aktivitet i dit klasseværelse.

Tak og nyd det!

*(På grund af mængden af spørgsmål, vi fik fra pædagoger vedrørende hurtigforbindelsesmotoren specifikt, vil vi bruge "elev" og "pædagog" til at henvise til aktivitetsdeltagerne og aktivitetsfacilitatoren, men denne aktivitet skal ikke køres i en skole. Den kan også fungere på et museum eller i hjemmet)

Trin 1: Del 1 Quick Connect -motorer

Den første del af denne instruktør handler om Quick Connect Motors, der bruges til at animere vores bots. Dette er motorer, som vi købte og modificerede for let at kunne tilslutte og afbryde forbindelsen til de positive og negative sider af et AA -batteri ved hjælp af magneter. I denne del vil vi:

• Gennemgå nødvendige materialer og værktøjer
• Gå over, hvordan du ændrer motorophænget
• Forklar, hvordan du tilslutter din motor til motorophænget
• Lad dig vide, hvordan du forstærker dine motorer for at gøre dem mere modstandsdygtige
• Vis dig, hvordan du tilslutter magneterne til dine motorer
• Giv dig tips, tricks, tilpasninger og justeringer til brug af disse motorer med forskellige aldersgrupper

Trin 2: Quick Connect Motors: Materialer

Materialer til Quick Connect -motorer

• Mini elmotor med beslag, som du kan købe her.

  Vi valgte netop disse motorer, fordi de kom færdiglavede med et beslag, hvilket vil spare lidt byggetid for dine elever og lade dem komme direkte i design

• Keramiske ringmagneter, som du kan købe her. Dette er det materiale, vi stærkt anbefaler til yngre børn.

  • Alternativt kan du vælge stærkere neodymmagneter af "sjælden jord", som du kan købe her.

    Husk, at pædagoger, museumspersonale og forældre bør udvise al rimelig forsigtighed, når børn introduceres til aktiviteter med stærke magneter og elektricitet. Denne aktivitet omfatter begge dele

• Et vice grip eller nogle klemmer
• Varme krympe. Vi eksperimenterede med flere størrelser fra dette sæt.
• En elektrisk boremaskine med en 3/16 eller tilsvarende bor
• En varm limpistol
• En lighter (eller eventuelt en varmepistol)
• Cirka 10-15 minutter pr. Motor, afhængigt af hvor strømlinet din proces er.

Når dine materialer ankommer, skal du følge de næste par trin for at gøre dem klar til, at dine elever kan bruge i deres robotter.

Trin 3: Hurtige forbindelsesmotorer: Ændring af motorophængene

Når motorerne er ankommet, fjernes de hvide plastikbeslag og klargøres til ændring. Du skal bore tre huller for at forbedre disse beslag og gøre dem bedre for eleverne.

Hav et skruegreb eller klemme klar, og en elektrisk boremaskine med en 3/16 tommer (eller tilsvarende) bor.

Du vil bore tre huller i dit beslag

• To på hver side af dit mount
• En i midten som angivet
• Se billeder vedhæftet dette trin for reference.

De to huller på hver side af holderen er til, at de positive og negative ledninger kommer igennem. Hullet i midten er til brug af håndværkstråd, rørrensere eller snor til at fastgøre din motor til din robot.

Alternativt burde det være muligt for dig at trække begge ledninger gennem det midterste hul og efterlade de to på hver side, som dine elever kan bruge, mens de monterer motoren på deres robotchassis. Vi har ikke testet denne metode, så lad os vide, hvis du prøver det og sender os nogle billeder!

Trin 4: Hurtige forbindelsesmotorer: Montering af dine motorer

Når du har boret hullerne, skal du montere din motor som angivet på billederne til dette trin, og vikle de positive og negative linjer gennem de to yderste huller.

Det er vigtigt, at du pakker ledningerne ind for at beskytte de relativt svage loddepunkter på bagsiden af motoren. Hvis en elev skulle trække i ledningen direkte, ville loddepunktet gå i stykker, og ledningen ville løsne. I denne konfiguration er kraften ved det samme træk rettet mod holderen, som absorberer kraften og reducerer risikoen for, at en motor falder fra hinanden.

Mindre reparationstid = mere fantastisk undervisningstid. Bare rolig, vi kigger ud!

Trin 5: Hurtige forbindelsesmotorer: VARMT LIM

Når du har klargjort og indlæst dine motorophæng, anbefaler vi, at du bruger varm lim til at give det et sidste sikkerhedslag.

Trin 6: Hurtige forbindelsesmotorer: Lodning af magneterne

Nu skal du have en elastisk, monterbar motor, med to ledninger, der kommer ud af bagsiden. I dette trin vil vi tilpasse ledningerne ved hjælp af ringmagneter for at gøre det lettere for børn at prototype deres ideer. Se vores billeder i rækkefølge for at følge sammen med disse punkttegn.

• Brug først wire strippere til at fjerne omkring en tomme og en halv isolering fra de to ledninger, der kommer ud fra bagsiden af din motor
• Påfør nu en kappe af varmekrympning på hver ledning. (Nej seriøst, hvis du ikke gør dette nu, glemmer du det og fortryder det senere).
• Når du har krympet varmen, skal du vikle tråden rundt om ringmagneten og vride den for at sikre.
• Påfør et lille loddepunkt på tråden under din magnet for at sikre, at det forbliver på plads.
• Skub nu varmekrympningen op for at dække den eksponerede ledning til magnetens bund. (Så hvis du ikke har skubbet den varme krympe på før dette trin, ved du hvad jeg mente med "super fortryde det senere")

• På dette tidspunkt kan du begynde at stille de motorer, du laver, op ved at hænge dem på en metaloverflade. Når du har gjort dem alle færdige, kan du tage en varmepistol og køre den langsomt ned ad linjen, indtil al din varmekrympning er tæt omkring dine ledninger. Det er meget tilfredsstillende.

  Hvis du ikke har en varmepistol, kan du gøre dette sidste trin et ad gangen med en lighter. Stadig tilfredsstillende

Trin 7: Quick Connect -motorer: Tips, tricks, tilpasninger og justeringer

Hvis du har fulgt trinene indtil nu, skal du have en motor klar til brug med din klasse, bare fastgør magneterne til de positive og negative terminaler på et (n) AA -batteri og se det gå!

Nogle tips og tricks:

På dette tidspunkt undrer du dig måske over, hvad det midterste hul er til. Dine elever kan bruge dette hul og en rørrens til at fastgøre deres motor til en overflade

Nogle yngre studerende, der laver bots, der bevæger sig via vibrationer, har muligvis ikke evnen eller tålmodigheden til selv at sætte en excentrisk wobble på deres motorer. I dette tilfælde skal du sandsynligvis sætte en på hver motor til dem. Vi anbefaler et stykke varm lim eller en vinkork

Til opbevaring eller under aktiviteter kan du hænge disse motorer som chili peber ved at hænge dem på en metaloverflade

Tilpasninger og justeringer

Design Lab ved, at ikke alle klasser er de samme, og at hver aktivitet kan og bør tilpasses af pædagogen til deres særlige elevgruppe. Til dette har vi nogle tilpasninger og justeringer. Jeg har opdelt dette i sektioner for "ældre" elever (mellemskole gennem gymnasiet) og yngre elever

Ældre studerende

læs venligst grundigt

• For ældre studerende behøver du muligvis ikke at vikle ledningerne og lime motoren ind i holderen. Dette kan give dem mere frihed til at bruge motoren på mere komplicerede måder eller til at bruge det store lodrette hul i motorholderen, inden motoren indsættes.

  Advarsel: Du kan blive fristet til at gøre dette, fordi du ikke har meget tid, eller fordi dine elever generelt er skånsomme med materialer. Bare husk, at det tager meget mere tid at konstant reparere disse motorer, end det gør for at gøre dem robuste fra starten

• Du vil måske prøve at bruge de stærkere "sjældne jordartsmagneter", jeg nævnte i materialelisten til denne aktivitet. Disse magneter er ekstremt stærke og små, hvilket gør dem svære at afbryde fra batteriet via vibrationer, og derfor ideelle til denne aktivitet.

  Advarsel: Al forsigtighed bør iagttages, når elever udsættes for stærke magneter og elektricitet

  Advarsel: Hvis dine magneter sluges af dine elever, er der en reel risiko for personskade og død. Disse magneter er meget stærke. Udsæt ikke dine elever for dem, hvis der er risiko for indtagelse

• Prøv at introducere trådforlængere! Jeg har inkluderet et billede af dette i trinbillederne. Denne tilpasning kan give eleverne større frihed til at innovere ved at daisy kæde batterier sammen, forlænge deres bots længde eller endda sløjfe i provisoriske kontakter. (Måske endda tilføje reelle switches.

  Advarsel: Hvis eleverne forbinder de positive og negative terminaler på et batteri sammen ved hjælp af trådforlængere, vil batteriet blive farligt. Vær altid forsigtig, når du indfører elektricitet i din undervisningsplan

Yngre studerende

For børn under 5 år foreslår vi følgende tip til brug af disse motorer

• Strukturér aktiviteten mere omkring at oprette batteriforbindelsen og eksperimentere med den roterende motor

  • Hav bløde materialer som håndværksskum til at fastgøre til motorstængerne.

    For elever i denne alder er det meget givende at få dem til at fastgøre håndværksskum til en motor, de selv har forbundet

Lad eleverne montere deres motorer på overflader ved hjælp af ler eller klæbrige klæber (men pas på ikke at få det tilstoppet i motorernes bevægelige dele)

Trin 8: Quick Connect -motorer: Tilpasninger og justeringer Forts

Vi havde også meget sjov ved at bruge den samme magnetmetode til at tilpasse mere komplekse motorer

Husk bare at beskytte ledningerne ved at pakke dem ind på en eller anden måde og bruge varm lim, når det er nødvendigt for at holde din motor modstandsdygtig over for slid. Du vil sætte pris på, at du gjorde.

Vær kreativ med det!

Du kan finde disse interessante motorer mange forskellige steder. Vi foreslår at finde rabat eller brugt legetøj og grave i dem til dele. Ældre studerende kan endda lide at deltage i handlingen! (det er ret katartisk, vi lover)

Trin 9: Del 2: Botchassis

Del 2: Botten har brug for en krop

Delen i denne proces er, at du beslutter, hvad dine elever skal bruge til deres botchassis. I det næste trin deler jeg en PDF, vi brugte med en laserskærer til at skære tilpassede standardiserede stykker til denne aktivitet, men i dette trin vil jeg gerne tale om muligheder, du kan bruge, hvis du ikke har en laser fræser ved hånden.

Genbrugsmaterialer

En klassisk variation af vibrationsbots bruger genbrugsmaterialer som skum, plastikskåle og kasserede madbeholdere til botchassiset. Dette er en levedygtig mulighed og er åben for dig at bruge i klemme, men vi oplever, at eleverne har en tendens til at have det sjovere og komme mere ind på udfordringen med design, hvis deres materialer kan modstå tunge prototyper og leg.

Da vi kom med vores opfattelse af denne aktivitet, ville vi sammensætte noget, der ville være lavt rod og genanvendeligt. En af de store skabere af rod er klæbrige bindematerialer som tape og varm lim, og tilføjelse af saks til en aktivitet tager materialernes genanvendelighed ned et par pinde. Desværre med genbrugsmaterialer er brug af tape, saks og potentielt varm lim næsten uundgåelig.

Kort sagt, hvis du ikke har meget tid, kan genbrugsmaterialer virke som en god idé, men i sidste ende vil rengøring og indsamling af materialer tage mere af din tid, end det ville have elastiske og genanvendelige dele.

Hej, kan jeg få dine butiksrester?

En anden mulighed, hvis du ikke har adgang til en laserskærer, er at samle træ- eller akrylbutikskrot og bore huller eller skære hak i dem, så eleverne kan tilpasse, forbinde eller ændre dem til deres robotter. Mens vi prototyper vores endelige design, stoppede vi dette lidt, og det kan være ret sjovt, bare ved, at hvis du vælger at bore akryl, er det tilbøjeligt til at knuse.

De fleste butikker, der har store skæremaskiner, vil producere ulige formede / unikke rester, som de ikke har brug for, og ville være glade for at få dig til at tage dem af hænderne.

Bliv kreativ

Da jeg skriver dette instruerbare til forældre, lærere og museumspersonale, behøver jeg næsten ikke at skrive noget mere end bare det. Du ved måske allerede, hvilke ressourcer der er til rådighed for dig for at få tilfældige stykker og dele til dine børn, du har muligvis allerede holdt op med at læse for at bore huller i et sæt pf hård legetøjstigre, som dine børn kan bruge, og i så fald fantastisk!

Bare ved, at alt og alt kan være nyttigt. Vi fandt en del brug af gamle / nye træbørster og en spand doneret legetøj.

Hvis det gnister din fantasi, hvis du har 100 af det, eller hvis en vil savne det, så kigger du måske bare på en potentiel botkrop.

Trin 10: Bot Chassis Forts

PDF

Vi har vedhæftet en PDF og en Adobe Illustrator -fil til dette trin, som du kan bruge til at skære de samme stykker, som vi har brugt til denne aktivitet.

TIPS

Afhængigt af din laserskærer anbefaler vi at bruge 1/4 eller 1/8 tommer tænk træ eller akryl til dine stykker. Vi valgte 1/4 tommer tyk akryl. Vi gik med dette materiale og tykkelse på grund af tilgængelighed og holdbarhed.

Du kan finde 1/8 tommer tykke akrylplader her

Du kan finde det samme laserskæretræ, som vi brugte til prototyper her

Vi valgte størrelsen og formen til vores botstykker efter nogle prototyper, men du kan bruge din egen intuition til at tilføje trekanter, firkanter, rektangler eller hvilken som helst anden form du ønsker til blandingen. Vær opmærksom på, at disse motorer kun vil "bære" så meget vægt, så hold dine former små og se, hvad børnene kan!

Prøv også at variere de materialer, du bruger til kroppen. Jo mere eksponering dine elever har for forskellige materialer, jo bedre. Måske på dag ét bruger de kun træ, hvorimod dag 2 har forskellige materialer til forskellige udfordringer.

Vi valgte specifikt hulstørrelsen i dette lille stykke til at passe til to materialer, vi har i overflod, og som vi vidste, at vi ville bruge:

• 10-24 bolte, møtrikker og vingemøtrikker.
• Golf T'er

Disse materialer fungerer godt som ben og udgjorde en stor del af vores prototyper, så vi designede omkring dem. Tilpas gerne dit design, så det passer til netop dine materialer.

Tilpasninger

Vi brugte tavle spraymaling, som du kan finde her, til at belægge vores stykker. Vi vil tale mere om dette trin senere i vores materialeafsnit, men vær opmærksom på, at belægning med tavlemaling er helt valgfri.

Trin 11: Del 3: Materialer til Bot Building

I dette sidste afsnit vil vi tale om, hvilke forskellige materialer du kan bruge til børn til at ændre og bygge deres bots.

Tag disse som forslag og ikke som regler. Du har muligvis materialer i tankerne, som du vil bruge til din klasse, der er mere relevante for dit fag- eller elevniveau, og i så fald gå efter det!

Sidste note inden vi fortsætter:

Sp.: Kan botmaterialer lave botlegemer?

A: Ja selvfølgelig

Sp.: Kan botlegemer bruges som botmaterialer?

A: Yup yup yup!

Jeg har lige opdelt dem i disse sektioner, fordi det gav mest mening. Nogle af mine yndlingsbots, jeg har set lavet i denne aktivitet, var konstrueret af reservedele.

Trin 12: Materialer til Bot Building: Hurtige forbindelser

Hurtige forbindelser og genanvendelighed

Mens vi prototyper denne aktivitet, var vores mål at skabe hurtige forbindelser, så eleverne fokuserede mere på deres design end at få deres materialer til at fungere. Vi ville også fjerne brugen af tape for at gøre det lettere at rengøre efterord, men også for at vi kunne bruge de samme materialer igen og igen. Med disse mål for øje besluttede vi os for at bruge

• Elastiske bånd uden latex
• Håndværkstråd
• Binder klip

• Rørrensere

  Disse klipper vi til 3 forskellige, farvekodede størrelser

Trin 13: Materialer til Bot Building: Strømkilde

Batterier

Dine bots skal bruge en strømkilde, som alle gode bots gør.

AA batterier

Trin 14: Materialer til Botbygning: Botmodifikationer

Bot Mods

Den bedste del af at lave dine bots vil uden tvivl være at ændre dem til din specifikke udfordring. Til disse ændringer (eller for at gøre botten generelt) anbefaler vi at have masser af fede materialer til rådighed for dine børn at arbejde med. Her er nogle af vores mere stærkt anbefalede varer

• Golf tees

• Bubble Tea Stråler

  Muligvis skåret i forskellige størrelser

• Tandbørster
• Spisepinde

Alternative botmods

På billederne til dette trin finder du nogle temmelig unikke mods, som vi spottede til denne aktivitet, såsom hjul, fødder, børster osv. Vi fandt nogle ekstra materialer og unikke bits og fastgjorde dem til en 5/16 -tommer gevindindsatser, som vi parret med 5/16. bolte. Dette giver børn mulighed for at lade deres fantasi løbe vild, men kan også bruges til at udvide aktiviteten og gøre den tilgængelig for ældre skolegrupper. Prøv at parre disse mere avancerede mods med de mere avancerede motorer og se, hvad der kan ske!

Trin 15: Materialer til Bot Building: Maling (valgfrit)

En temmelig almindelig udvidelse til gyserbotsaktiviteten er at få dine robotter til at male eller klatre. Det er så almindeligt, at jeg er villig til at satse, at et par af jer ikke har set denne aktivitet uden denne udvidelse.

Vi prototyperede vores bots for også at lave klatrekunst, men med en lille tweak: Chalk Paint

Vi gik med kridtmaling i stedet for tuscher eller andre flydende maling på grund af hvor let det er at vaske, og hvor let det er at lave.

Lav simpel kridtmaling

Du kan bestille stort fortovskridt her. Når den ankommer, skal du blot samle kridt af samme farve, bruge en hammer og smadre de enkelte stave kridt til pulver.

I en flydende sikker beholder tilsættes først kridtpulveret, derefter tilsættes små mængder vand under omrøring, indtil konsistensen er tyk, men ikke tyk.

Denne maling fungerer bedst, når den påføres temmelig tyk på penslerne.

Hvis kridt / vandblandingen tørrer ud, kan der senere tilsættes mere vand.

Belæg dine bots med tavlemaling

For yderligere at dekorere vores robotter har vi belagt de sekskantede stykker med tavlemaling, som du kan finde her, så børn kan male deres robotter ved hjælp af kridtmaling og pensler.

Du kan muligvis have robotter "bevæbnet" med pensler, der kæmper mod hinanden. Første bot der markerer deres modstander vinder. Holdkampe (rød V. Blå) fungerer lige så godt.

Trin 16: Materialer til bygning: Arena / miljøfarer (valgfrit)

Vi fandt ud af, at det har fungeret meget godt at få børnene til at bygge deres egen arena og tilføje deres egne farer.

For at gøre dette brugte vi et specielt materiale "Moon Rocks", som vi allerede havde lavet til en separat aktivitet.

Fordi denne instruktive ikke er dedikeret til, hvordan man laver denne type materiale, vil jeg bare lægge processen op i punkttegn

• Træbutiksrester limet sammen
• Slibes ned, indtil de ligner sten
• Syrefarvede interessante farver

Andre materialer, vi brugte langs månens klipper, var:

• Træklodser (Kappla fungerer godt)
• Papirhåndklæderør (hej, du kan også belægge disse i tavle -spraymaling)
• Golfbolde
• Tennisbolde

Disse materialer kan skabe arena og udfordringer, men også hjælpe en elevers fantasi med at bestemme deres egne udfordringer.

• "Jeg vil lave en bot til at skubbe en tennisbold"
• "Jeg vil lave en bot for at slå et bloktårn ned"
• "Jeg vil lave en bot, der bærer en månesten"