Máquinas de movimento: 10 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:38

As máquinas de movimento fornecem uma introdução divertida ao movimento, mecanismo e robótica. Os kits são compostos de um corpo de compensado cortado a laser e peças simples, como motores de engrenagem de movimento lento, baterias de plástico e interruptores deslizantes. Os alunos podem experimentar mudar o tamanho e a forma dos acessórios das rodas de corte a laser e mudar a direção dos motores para fazer bots que giram, escorregam e balançam.

Este guia é um rascunho! Ainda estamos trabalhando para desenvolver esta ferramenta divertida para exploração. Sinta-se à vontade para remixar os designs e nos contar o que você descobriu ao fazer experiências em seu museu, sala de aula, espaço do maker ou mesa de cozinha.

Etapa 1: Reúna materiais e ferramentas

Compre ou colete os seguintes materiais:

2 baterias 1xAA

2 interruptores DPDT de três posições

2 motoredutores hobby DAGU (ângulo reto)

2 hubs impressos em 3D

Folha de 5mm Lauan de underlayment comum de 2 pés x 4 pés para corpos cortados a laser

4 # 8-32 porcas

4 parafusos de máquina 4 # 8-32 x 1 1/2 pol.

6 parafusos # 2 x 3/8 para interruptores e hubs

Parafusos de madeira 2 # 8 1/8 pol. Para baterias

fio trançado preto e vermelho # 26 AWG

Reúna as seguintes ferramentas:

Cortador de fio

Decapador de Arame

Ferro de solda

Pistola de cola quente

Chave de fenda Philips

Alicate de ponta fina

Você também precisará de acesso a um cortador a laser e uma impressora 3D. Usamos um Prusa i3 MX2 para a impressora 3D e um laser EXLAS da máquina Jinan XYZ (ambos no Ace Monster Toys Makerspace em Oakland.

Etapa 2: corte os corpos com lascas

Use o software ilustrador e cortador a laser para importar o arquivo anexo motionmachinebodies.dxf e corte os corpos de acordo com as configurações do cortador a laser.

Se você não tiver acesso a um cortador a laser, pode cortar dois quadrados de 10 x 10 cm da folha de lauan. Em seguida, faça furos de 3/16 pol. Nos cantos (alinhados nas duas folhas) e dois retângulos de 0,35 pol. X 0,60 no meio (para os interruptores).

Etapa 3: imprimir em 3D os hubs de conexão

Projetamos uma peça especial no Tinkercad para tornar mais fácil para os alunos testar rapidamente cubos de roda com diferentes formatos e aliviar um pouco a pressão no pequeno eixo do motor.

Baixe o arquivo motionmachinehub.stl e abra-o no software da impressora 3D. Ao imprimir os cubos das duas rodas, certifique-se de testar se a parte impressa está bem ajustada no eixo do motor. Pode ser necessário ajustar o tamanho da peça para certificar-se de que ela se encaixa no motor.

Etapa 4: conectar o circuito

Obtenha motores, interruptor, bateria, vermelho e preto (ou quaisquer duas cores de fio). Separe um motor, interruptor e bateria.

Corte um pedaço de fio vermelho e um pedaço de fio preto com aproximadamente 3 polegadas de comprimento. Conecte o fio vermelho ao fio inferior esquerdo e o fio preto ao fio inferior direito do switch.

Pegue a outra extremidade do fio preto e torça junto com a extremidade exposta do fio preto da bateria. Solde as pontas torcidas juntas ao fio superior esquerdo da chave.

Pegue a outra extremidade do fio vermelho e torça junto com a extremidade exposta do fio vermelho da bateria. Solde as pontas torcidas juntas ao fio superior esquerdo da chave.

Conecte um fio preto e um fio vermelho aos dois cabos na parte traseira do motoredutor.

Conecte o fio preto do motor ao fio do meio direito e conecte o fio vermelho do motor ao fio do meio esquerdo.

Coloque uma bateria no suporte e teste para se certificar de que o motor avança, recua e desliga quando o interruptor está na posição central. Se não funcionar, verifique se nenhum dos fios está se tocando no meio do interruptor. Você pode ter que dobrar os cabos para fora.

Repita essas etapas para o outro lado.

Etapa 5: anexar elementos ao quadro

Gire o interruptor de lado e passe-o pela placa. Teste se o motor funciona na direção correta antes de aparafusar as chaves na placa superior com os parafusos # 2 x 3/8.

Cole os motores na placa com cola quente de modo que o eixo fique no centro do corpo. Tente dobrar os fios ordenadamente ou adicione um pouco de cola quente para que eles fiquem no lugar.

Use os parafusos de madeira de 1/8 pol. Para prender as baterias no centro do corpo acima e abaixo das chaves deslizantes.

Prenda os cubos impressos em 3D aos eixos e use os parafusos nº 2 para prender a peça à máquina.

Etapa 6: conectar as camadas superior e inferior

Use as porcas # 8-32 e os parafusos de máquina para conectar as placas superior e inferior juntas. O ajuste deve ser confortável, mas não colocar muita pressão na máquina.

Teste tudo para ter certeza de que está funcionando.

Etapa 7: Corte as rodas

Use o software ilustrador e cortador a laser para importar o arquivo anexo motionmachinewheels.dxf e corte os corpos de acordo com as configurações do cortador a laser.

A forma pode ser um pouco complicada de acertar, dependendo das configurações de seu corta-laser. Teste a primeira roda e, em seguida, ajuste o tamanho para que se encaixe perfeitamente no cubo do motor.

Se você não tiver acesso a um cortador a laser, pode pular a parte impressa em 3D, comprar rodas pré-fabricadas no Sparkfun e colar formas diferentes ou materiais reciclados na base.

Etapa 8: experimente diferentes movimentos

Conecte as rodas à máquina e ligue os motores.

Você consegue fazer a prancha viajar em linha reta?

Você pode fazer círculos pequenos ou grandes?

A máquina pode parecer que está dançando?

Você pode fazer uma máquina que pode atravessar superfícies diferentes?

Pense nas maneiras como os arranjos das rodas mudam a personalidade das máquinas.

Etapa 9: personalize suas máquinas

Se você quiser adicionar um pouco mais de personalidade às suas pranchas, poderá pintar os corpos. Fizemos adesivos de estêncil personalizados usando um cortador de vinil Silhouette e pintamos os corpos com spray.

Sinta-se à vontade para adicionar elementos extras como marcadores, sinos, olhos googley ou braços extensíveis às suas máquinas. Esses remixes e designs de personagens podem adicionar aos elementos de narrativa dessa atividade.

Etapa 10: Ajustar as máquinas de movimento na sala de aula

Projetamos esses elementos para serem um workshop amigável com alunos de uma escola local. Testamos os painéis com alunos do jardim de infância à quinta série, bem como na East Bay Maker Faire. Acreditamos que esta atividade pode ser usada como uma atividade aberta durante o tempo livre, bem como ser integrada em robótica, eletrônica ou currículo de programação como uma primeira etapa.

Ao trabalhar em ambiente de sala de aula, dois alunos podem compartilhar um quadro e colaborar em suas investigações. Incentive os alunos a manter um diário ou um registro dos experimentos que realizam. Esta documentação pode ser usada para semear conversas de reflexão.

Organize uma coleção de 20-30 cubos de formatos diferentes, incluindo círculos, ovais, estrelas e formas irregulares no espaço de trabalho compartilhado. Incentive os alunos a testar diferentes combinações de cubos e direções dos motores.

Você pode criar uma arena para as máquinas se moverem ou uma pista de obstáculos para elas atravessarem. Leve-os para diferentes superfícies em sua escola e veja como eles funcionam em diferentes superfícies.

Essa atividade pode levar a novas experiências de arte, ciência e tecnologia, como máquinas de rabiscar desenvolvidas pela equipe do Tinkering Studio e até mesmo ser um ponto de entrada de baixo limiar para programação com arduino ou micróbio para fazer robôs dançantes ou tartarugas retorcidas.

Informe-nos se você usa Motion Machines em seu ambiente educacional. Estamos ansiosos para ver como essa ideia pode ser adaptada e remixada para diferentes configurações.

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O tempo de prototipagem e P&D com os alunos da Lodestar Charter School para essas máquinas de movimento foi possível graças ao generoso apoio da bolsa Cognizant “Making the Future”.