Bots! a Designlabbaktivitet: 16 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:45

Snabbkopplingsmotorer

Ofta när vi underlättar en bot / elektronisk aktivitet i ett klassrum eller ett museum* kan det tyckas att vi använder det mesta av vår tid helt enkelt för att visa våra grupper hur man ansluter motorn till batteriet och arbetar med design med vad som återstår.

Vi utvecklade en snabbkopplingsmotor som lämnar mer utrymme för vår elev att använda designtänkande och lägger mindre tid på att använda tejp och andra röriga förbrukningsmaterial bara för att komma igång.

Den första delen av denna instruktör är tillägnad hur vi tillverkade våra snabbkopplingsmotorer och hur man använder dem i ditt klassrum eller museum.

Om du har kommit till detta svåråtkomliga genom vår blogg i New York Hall of Science, har du redan tittat igenom instruktionerna för att göra våra snabbkopplingsmotorer, så hoppa gärna vidare till botchassit på steg 9

Botchassi

Därefter pratar vi om vårt botchassi, hur man gör dem och vad man ska göra dem av.

Botmaterial

Eftersom det här instruerbara syftar till att betjäna lärare och museipersonal, lägger vi lite tid i detta instruerbara samtal om material som du kan inkludera i din klass för att ta deras botbyggnadsaktivitet till en ny nivå.

Kommer snart: Underlättningstips

Vi kör för närvarande denna aktivitet på vårt museigolv, försöker nya saker och utvecklar underlättande tekniker. Även om det vore jätteroligt att dela med oss av vad vi gör på vårt museum just nu, tänkte vi att vi skulle ge lite tid för oss att tänka över aktiviteten och planera vad som fungerar bäst. Med det sagt, håll utkik efter en uppdaterad instruerbar delning av några ytterligare tips och tricks för att köra denna aktivitet i ditt klassrum.

Tack och njut!

*(På grund av mängden frågor vi fick från pedagoger angående snabbkopplingsmotorn specifikt kommer vi att använda "student" och "pedagog" för att hänvisa till aktivitetsdeltagarna och aktivitetsläraren, men denna aktivitet behöver inte köras in en skola. Den kan också fungera på ett museum eller hemma)

Steg 1: Del 1 Snabbkopplingsmotorer

Den första delen av detta instruerbara handlar om Quick Connect -motorer som används för att animera våra robotar. Dessa är motorer som vi köpte och modifierade för att enkelt kunna koppla och koppla bort från de positiva och negativa sidorna av ett AA -batteri med hjälp av magneter. I denna del kommer vi att:

• Granska material och verktyg som behövs
• Gå igenom hur du ändrar motorfästet
• Förklara hur du ansluter din motor till motorfästet
• Låt dig veta hur du förstärker dina motorer för att göra dem mer motståndskraftiga
• Visa hur du ansluter magneterna till dina motorer
• Ge dig tips, tricks, anpassningar och justeringar för att använda dessa motorer med olika åldersgrupper

Steg 2: Snabbkopplingsmotorer: Material

Material för snabbkopplingsmotorer

• Mini elmotor med fästen, som du kan köpa här.

  Vi valde just dessa motorer eftersom de kom färdiga med ett fäste, vilket sparar lite byggtid för dina elever och låter dem komma direkt i design

• Keramiska ringmagneter som du kan köpa här. Detta är det material vi rekommenderar starkt för yngre barn.

  • Alternativt kanske du vill använda starkare neodymmagneter av "sällsynt jordart" som du kan köpa här.

    Kom ihåg att pedagoger, museipersonal och föräldrar bör vara alla försiktiga när de introducerar barn för aktiviteter med starka magneter och elektricitet. Denna aktivitet inkluderar båda

• Ett vice grepp eller några klämmor
• Värme krymper. Vi experimenterade med flera storlekar från den här uppsättningen.
• En elektrisk borr med en 3/16 eller motsvarande borr
• En het limpistol
• En tändare (eller valfritt en värmepistol)
• Cirka 10-15 minuter per motor, beroende på hur effektiviserad din process är.

När dina material har kommit följer du nästa steg för att göra dem redo för dina elever att använda i sina robotar.

Steg 3: Snabbkopplingsmotorer: Ändra motorfästen

När motorerna har kommit, ta bort de vita plastfästena och förbered dem för modifiering. Du måste borra tre hål för att förbättra dessa fästen och göra dem bättre för eleverna.

Gör klart ett skruvgrepp eller en klämma och en elektrisk borr med en 3/16 tum (eller motsvarande) borr.

Du kommer att borra tre hål i ditt fäste

• Två på vardera sidan av ditt fäste
• En i mitten som anges
• Se bilder som bifogas detta steg för referens.

De två hålen på vardera sidan av fästet är för att de positiva och negativa ledningarna ska komma igenom. Hålet i mitten är för att använda hantverkstråd, rörstädare eller snöre för att fästa din motor på din robot.

Alternativt bör det vara möjligt för dig att dra båda trådarna genom det mellersta hålet, så att de två finns på vardera sidan för dina elever att använda medan du monterar motorn på deras robotchassi. Vi har inte testat den här metoden så meddela oss om du försöker och skicka några bilder till oss!

Steg 4: Snabbkopplingsmotorer: Montering av dina motorer

När du har borrat hålen monterar du din motor enligt bilderna för detta steg och sveper de positiva och negativa linjerna genom de två yttre hålen.

Det är viktigt att du sveper in trådarna för att skydda de relativt svaga lödpunkterna på baksidan av motorn. Om en elev skulle dra i tråden direkt skulle lödpunkten gå sönder och tråden lossna. I denna konfiguration styrs samma dragkraft mot fästet som absorberar kraften och minskar risken för att en motor går sönder.

Mindre reparationstid = mer fantastisk pedagogtid. Oroa dig inte, vi tittar ut!

Steg 5: Snabbkopplingsmotorer: HOT LIM

När du väl har förberett och laddat dina motorfästen rekommenderar vi att du använder varmt lim för att ge det det sista säkerhetsskiktet.

Steg 6: Snabbkopplingsmotorer: Lödning av magneterna

Nu ska du ha en fjädrande, monterbar motor, med två ledningar som kommer ut från baksidan. I det här steget kommer vi att anpassa trådarna med hjälp av ringmagneter för att göra det lättare för barn att prototypa sina idéer. Se våra bilder i följd för att följa tillsammans med dessa punktsteg.

• Använd först trådavlägsnare för att ta av ungefär en och en halv tum isolering från de två trådarna som kommer ut från motorns baksida
• Applicera nu en mantel av värmekrympning på varje tråd. (Nej allvarligt, om du inte gör det här nu kommer du att glömma och ångra det senare).
• När du har värmen krympt, linda tråden runt ringmagneten och vrid den för att säkra.
• Applicera en liten lödpunkt på tråden under din magnet för att säkerställa att den sitter kvar.
• Skjut nu upp värmekrympningen för att täcka den exponerade tråden till magnetens bas. (Så om du inte har glidit den värmen krympt på innan detta steg vet du vad jag menade med "super ångra det senare")

• Vid denna tidpunkt kan du börja rada upp motorerna du gör genom att hänga dem på en metallyta. När du har gjort allt kan du ta en värmepistol och köra den långsamt längs linjen tills all din värmekrympning är tät runt dina trådar. Det är mycket tillfredsställande.

  Om du inte har en värmepistol kan du göra detta sista steget i taget med en tändare. Fortfarande tillfredsställande

Steg 7: Snabbkopplingsmotorer: Tips, tricks, anpassningar och justeringar

Om du har följt stegen hittills bör du ha en motor redo att använda med din klass, bara fästa magneterna på de positiva och negativa terminalerna på ett (n) AA -batteri och se hur det går!

Några tips och tricks:

Du kanske nu undrar vad det där mellersta hålet är till för. Dina elever kan använda detta hål och en piprengörare eller hantverkstråd för att fästa sin motor på en yta

Vissa yngre studenter som gör robotar som rör sig via vibrationer, kanske inte har skicklighet eller tålamod att sätta en excentrisk vingla på sina motorer själva. I det här fallet bör du förmodligen sätta en på varje motor för dem. Vi rekommenderar en bit varmt lim eller en vinkork

För förvaring eller under aktiviteter kan du hänga dessa motorer som chilipeppar genom att hänga dem på en metallyta

Anpassningar och justeringar

Design Lab vet att inte varje klass är densamma, och att varje aktivitet kan och bör justeras av pedagogen för just deras grupp elever. För detta har vi några anpassningar och justeringar. Jag har delat upp detta i sektioner för "äldre" elever (mellanstadiet genom gymnasiet) och yngre elever

Äldre studenter

läs noga

• För äldre studenter kanske du inte behöver slå in trådarna och limma motorn i fästet. Detta kan ge dem större frihet att använda motorn på mer komplicerade sätt, eller att använda det stora vertikala hålet i motorfästet innan du sätter i motorn.

  Varning: Du kan bli frestad att göra detta för att du inte har mycket tid, eller för att dina elever i allmänhet är skonsamma med material. Kom bara ihåg att det tar mycket mer tid att ständigt reparera dessa motorer än att göra dem robusta från början

• Du kanske vill prova att använda de starkare "sällsynta jordartsmagneterna" som jag nämnde i materiallistan för denna aktivitet. Dessa magneter är extremt starka och små, vilket gör dem svåra att koppla bort från batteriet via vibrationer, och därför idealiska för denna aktivitet.

  Varning: All försiktighet bör iakttas när elever utsätts för starka magneter och elektricitet

  Varning: Om dessa magneter sväljs av dina elever finns det en verklig risk för skada och död. Dessa magneter är mycket starka. Utsätt inte dina elever för dem om det finns risk för förtäring

• Prova att införa trådförlängningar! Jag har inkluderat en bild av detta i stegbilderna. Denna anpassning kan ge eleverna större frihet att förnya sig genom att koppla ihop batterier, förlänga botens längd eller till och med slinga in provisoriska omkopplare. (Kanske till och med lägga till riktiga switchar.

  Varning: Om elever kopplar ihop de positiva och negativa polerna på ett batteri med hjälp av trådförlängningar värms batteriet farligt upp. Var alltid försiktig när du inför elektricitet i din klassrumsplan

Yngre studenter

För barn under 5 föreslår vi följande tips för att använda dessa motorer

• Strukturera aktiviteten mer kring att göra batterianslutningen och experimentera med den snurrande motorn

  • Ha mjuka material som hantverksskum för att fästa på de tillgängliga motorstängerna.

    För elever i denna ålder är det mycket givande att låta dem fästa hantverksskum på en motor som de själva anslöt

Låt eleverna montera sina motorer på ytor med lera eller klibbig klibbning (men var försiktig så att den inte täpps till i motorernas rörliga delar)

Steg 8: Snabbkopplingsmotorer: anpassningar och justeringar Forts

Vi hade också mycket kul med samma magnetmetod för att anpassa mer komplexa motorer

Kom bara ihåg att skydda trådarna genom att linda dem på något sätt och använda varmt lim när det behövs för att hålla din motor motståndskraftig mot slitage. Du kommer att uppskatta att du gjorde det.

Bli kreativ med det!

Du kan hitta dessa intressanta motorer på många olika ställen. Vi föreslår att du hittar rabatterade eller begagnade leksaker och gräver i dem för delar. Äldre studenter kanske till och med gillar att ta sig an action! (det är ganska katartiskt, vi lovar)

Steg 9: Del 2: Botchassi

Del 2: Boten behöver en kropp

Delen i denna process är att du bestämmer vad dina elever ska använda för sitt botchassi. I nästa steg delar jag en PDF som vi använde med en laserskärare för att klippa ut anpassade standardiserade bitar för denna aktivitet, men i det här steget skulle jag vilja prata om alternativ som du kan använda om du inte har en laser skärare till hands.

Återvunna material

En klassisk variant av vibrationsrobotar använder återvunna material som skum, plastmuggar och kasserade matbehållare för botchassit. Detta är ett livskraftigt alternativ och är öppet för dig att använda i en nypa, men vi upptäcker att elever tenderar att ha roligare och komma mer in i utmaningen med design, om deras material tål tunga prototyper och lekar.

När vi kom på vår uppfattning om den här aktiviteten ville vi sätta ihop något som skulle vara lågt rörigt och återanvändbart. En av de stora skaparna av röra är klibbiga bindningsmaterial som tejp och varmt lim, och att lägga sax till en aktivitet tar ned materialets återanvändbarhet några pinnar. Tyvärr med återvunnet material är användning av tejp, sax och potentiellt varmt lim nästan oundviklig.

Kort sagt, om du inte har mycket tid kan återvunnet material verka som en bra idé, men i slutändan kommer rengöring och insamling av material att ta mer av din tid än att ha fjädrande och återanvändbara delar.

Hej, kan jag få tag på din butik?

Ett annat alternativ om du inte har tillgång till en laserskärare är att samla in skrot av trä eller akryl och borra hål eller skära i dem för att eleverna ska kunna anpassa, ansluta eller modifiera dem för sina robotar. Medan vi prototyper vår slutliga design slutade vi med det här lite, och det kan vara ganska roligt, bara veta att om du väljer att borra akryl är det benägen att krossas.

De flesta butiker som har stora skärmaskiner kommer att producera udda formade / unika rester som de inte behöver, och skulle gärna vilja att du tar dem ur händerna.

Bli kreativ

Eftersom jag skriver detta instruerbart för föräldrar, lärare och museipersonal behöver jag nästan inte skriva något mer än bara det. Du kanske redan vet vilka resurser som finns tillgängliga för dig för att få slumpmässiga bitar och delar till dina barn, du kanske redan har slutat läsa för att borra hål i en uppsättning pf hårdplastik tigrar för dina barn att använda, och i så fall fantastiskt!

Vet bara att allt kan vara användbart. Vi fann ganska lite användning av gamla / nya träborstborstar och en hink med donerade leksaker.

Om det väcker din fantasi, om du har 100 av det, eller om någon kommer att sakna det, kanske du bara tittar på en potentiell botkropp.

Steg 10: Bot Chassis Forts

PDF

Vi har bifogat en PDF -fil och en Adobe Illustrator -fil till detta steg som du kan använda för att klippa samma bitar som vi har använt för denna aktivitet.

TIPS

Beroende på din laserskärare rekommenderar vi att du använder 1/4 eller 1/8 tum tänk trä eller akryl för dina bitar. Vi valde 1/4 tum tjock akryl. Vi gick med detta material och tjocklek på grund av tillgänglighet och hållbarhet.

Du hittar 1/8 tum tjocka akrylark här

Du kan hitta samma laserskärare som vi använde för prototyper här

Vi valde storlek och form för våra botstycken efter lite prototyper, men du kan använda din egen intuition för att lägga till trianglar, rutor, rektanglar eller vilken annan form du vill till mixen. Var medveten om att dessa motorer bara kommer att "vika" så mycket vikt, så håll dina former små och se vad barnen kan göra!

Prova att variera de material du använder för kroppen också. Ju mer exponering dina elever har för olika material desto bättre. Kanske på dag ett använder de bara trä, medan dag 2 har olika material för olika utmaningar.

Vi valde specifikt hålstorleken i denna lilla bit för att passa två material vi har i överflöd, och som vi visste att vi ville använda:

• 10-24 bultar, muttrar och vingmuttrar.
• Golf T

Dessa material fungerar bra som ben och utgjorde en stor del av vår prototypering så vi designade runt dem. Anpassa din design så att den passar just dina material.

Anpassningar

Vi använde tavlans sprayfärg som du kan hitta här för att belägga våra bitar. Vi kommer att prata mer om detta steg senare i vårt materialavsnitt, men notera att det är helt valfritt att belägga dem med svarta tavlor.

Steg 11: Del 3: Material för Bot Building

I det här sista avsnittet kommer vi att prata om vilka olika material du kan använda för barn för att ändra och bygga sina robotar.

Ta dessa som förslag och inte som regler. Du kan ha material i åtanke som du vill använda för din klass som är mer relevanta för ditt ämnes- eller studenters skicklighetsnivå, och i så fall, gå på det!

Sista noten innan vi fortsätter:

F: Kan botmaterial göra botkroppar?

A: Ja förstås

F: Kan botkroppar användas som botmaterial?

A: Japp japp japp!

Jag delade dem bara i dessa avsnitt eftersom det var mest meningsfullt. Några av mina favoritbots som jag har sett gjorda i denna aktivitet var konstruerade av reservdelar.

Steg 12: Material för Bot Building: Snabba anslutningar

Snabba anslutningar och återanvändbarhet

Medan vi prototyper denna aktivitet var vårt mål att skapa snabba anslutningar så att eleverna fokuserade mer på sin design än att få sina material att fungera. Vi ville också eliminera användningen av tejp för att göra det lättare att rengöra efterord, men också för att vi skulle kunna använda samma material om och om igen. Med dessa mål i åtanke bestämde vi oss för att använda

• Elastiska band utan latex
• Hantverkstråd
• Pärmklämmor

• Rengöringsmedel

  Dessa skär vi till 3 olika, färgkodade storlekar

Steg 13: Material för Bot Building: Strömkälla

Batterier

Dina bots kommer att behöva en strömkälla, som alla bra bots gör.

AA -batterier

Steg 14: Material för botbyggnad: botmodifieringar

Bot Mods

Förmodligen är det bästa med att göra dina bots att modifiera dem för din specifika utmaning. För dessa ändringar (eller för att göra boten i allmänhet) rekommenderar vi att du har gott om coola material tillgängliga för dina barn att arbeta med. Här är några av våra mer rekommenderade artiklar

• Golf Tees

• Bubble Tea Straws

  Möjligen snitt gör olika storlekar

• Tandborstar
• Ätpinnar

Alternativa botmods

På bilderna för det här steget hittar du några ganska unika mods som vi hånade för denna aktivitet som hjul, fötter, borstar, etc. Vi hittade några reservmaterial och unika bitar och fäst dem på en 5/16 -tums gängade skär som vi ihop med 5/16: e bultar. Detta gör att barn kan låta sin fantasi bli vild, men kan också användas för att utöka aktiviteten och göra den tillgänglig för äldre skolgrupper. Prova att para ihop dessa mer avancerade mods med de mer avancerade motorerna och se vad som kan hända!

Steg 15: Material för Bot Building: Paint (Valfritt)

En ganska vanlig förlängning för rysningsbotsaktiviteten är att få dina robotar att måla eller klottra. Det är så vanligt att jag är villig att satsa på att några av er inte har sett den här aktiviteten utan denna förlängning.

Vi prototyperade våra robotar för att göra klotterkonst också, men med en liten tweak: Chalk Paint

Vi gick med kritfärg istället för markörer eller andra flytande färger på grund av hur lätt det är att tvätta och hur lätt det är att göra.

Gör enkel krita färg

Här kan du beställa stora trottoarskrita. När den väl kommer samlar du bara upp krita av samma färg, använder en hammare och krossar de enskilda krita i pulver.

Tillsätt först kalkpulvret i en vätskesäker behållare, tillsätt sedan i små mängder vatten under omrörning tills konsistensen är tjock men inte tjock.

Denna färg fungerar bäst när den appliceras ganska tjockt på penslarna.

Om krita / vattenblandningen torkar ut kan mer vatten tillsättas senare.

Belägga dina robotar med svarta tavlor

För att dekorera våra robotar ytterligare belagde vi de sexkantiga bitarna i tavlfärg, som du hittar här, så att barnen kan måla sina robotar med krita och penslar.

Du kan eventuellt ha robotar "beväpnade" med penslar som kämpar mot varandra. Första botten som markerar sina motståndare vinner. Lagstrider (Red V. Blue) fungerar lika bra.

Steg 16: Material för byggnad: Arena / miljöfaror (valfritt)

Vi fann att att låta barnen bygga sin egen arena och lägga till sina egna faror fungerade mycket bra.

För att göra detta använde vi ett speciellt material "Moon Rocks" som vi redan hade gjort för en separat aktivitet.

Eftersom denna instruerbara inte är dedikerad till hur man gör den här typen av material kommer jag bara att lägga upp processen i punktpunkter

• Träaffärsrester limmade ihop
• Slipad tills de ser ut som stenar
• Syrafärgade intressanta färger

Andra material vi använde längs med månens stenar var:

• Träblock (Kappla fungerar bra)
• Pappershandduksrör (hej, du kan också belägga dessa med svarta tavlor)
• Golfbollar
• Tennis bollar

Dessa material kan göra arenan och utmaningarna, men också hjälpa elevernas fantasi att bestämma sina egna utmaningar.

• "Jag vill göra en bot för att skjuta en tennisboll"
• "Jag vill göra en bot för att slå ner ett block torn"
• "Jag vill göra en bot som bär en månsten"