• 沒有找到結果。

STEAM原理

在文檔中 編者的話 (頁 83-86)

測試器材與材料 探究過程

零件:

木板 ( 裝置模型板 )、Micro:bit 主控板、減速 電 機、USB 電 壓 計、LED 燈、2A 叉 電 器、 聯 軸器、鎖繩器、魚眼桿、繩子、魔術貼帶、蜂 嗚器

智能裝置設計圖:

智能跳繩發電機使用技術:減速電機、USB 輸 出穩壓器、USB 充電器、LED 燈

發電跳繩及遊戲手環 閉合電路

發電機原理 電流及電壓

減速馬達齒輪組比例 電池充電量及充電時間

裝置尺寸計算

M

電路接駁 馬達運作

E

外觀設計

手環動畫設計

A

編程 Micro:bit Laser cut

T

遊戲手環使用技術:Micro:bit、蜂嗚器

裝置操作概念圖:

製作過程:

決定哪款馬達最適合安裝於跳繩手柄上:

透過測試每款馬達的轉動所帶動的能量。另 外,網上搜集發電機資料:發電機原理是電動 機的相反,當轉動馬達,當中的線圈轉動便會 產生感應電流。發電機愈大愈好,愈能產生高 品質的電量。但過大過重都不適合於這個設計 當中。最合適的尺寸為40mm2內。因此,我 們依所搜集的資料及測試,決定馬達的類型。

(利用USB電壓計測量不同減速電機的出電效能。)

(正在銲接LED燈)

(Rhinoceros 5)

測試如何能讓較細的馬達也能輸出理想的電流:

我們會嘗試在馬達的前端安裝齒輪組,藉此提 升轉動。加裝了齒輪組的馬達稱之為減速電機。

依所搜集的資料:齒輪比愈高,反向輸出的電 流便會愈高,但相對需使用的動力也愈高。

最後,會利用鋼絲繩的轉動來帶動馬達轉動,

並利用組件十轉動馬達進行測試馬達轉動帶動 的動力。結果發現能產生的動力並不算太高,

所以經過比較下,選擇齒輪比太高的減速電機 的方法不太合適。

製作裝置模型:

利 用CAD 圖 設 計 軟 件, 將 裝 置 模 型 用 木 板 laser cut。

裝置外盒完成後,便將所有電子元件一併安裝 在內並可進行不同測試。

利用Micro:bit 編程,測試計算跳繩的下數及 發出提示聲:

除了跳繩發電外,為了讓使用者清楚知道自己 跳繩的下數,我們會利用編程設計通關的提 示,例如利用聲音提示、顏色燈作提示等,讓 跳繩者得知自己跳繩的成績,增加跳繩的趣味 性。

測試跳繩時是否發電:

為了讓使用者清楚知道自己跳繩時繩裝置是否 能發電,我們會在跳繩手柄上加上燈的提示,

例如當發電時,手柄上的燈並會亮起藍燈。因 此,我們會進行多次測試,試驗跳繩發電的穩 定性。

遊戲手環Micro:bit 編程:

應用

小 貼 士

製作作品具創意,並且能運用再生能 源之原理,同學可繼續挑戰研究手柄 之設計,使其能源效益更高。

感想

李顯勳同學:

在這次過程中,我學會了團結,

因此我覺得很開心。這件產品是為了幫助需要 用電的人,原理是借用跳繩的動力轉成電力,

儲在充電池上。還有這是我的第一個作品,都 是因為我們團結和在老師的指導下才完成,所 以我很榮幸參加這次展覽。

李顯熙同學:

通過這次展覽,我領會到團結 的重要性。不過當然整個過程也很開心。本來 我以為這個裝置會很難設計,但經過討論後,

當動手製作時慢慢發現原來很簡單。希望這個 發電機能幫助到有需要的人。

李晉傑同學:

我覺得這個發電機既好玩,

又可以獲得能量。我的工作是把跳繩發電機組 裝好,再把它裝飾好。一開始我遇到了很多困 難,但是經過老師的教導後,我就克服了。我 希望這個產品可以幫到需要用電的人。

參考資料 困難

世界綠色組織(無日期):

關 注 能 源 貧 窮, 取 自 http://thewgo.org/

website/chi/energy-poverty/

因可用的馬達受到很大的限制,因此最終能產 生的電量不算高。但若能連續充電一小時,該 電量足夠讓LED 燈照明一晚時間。

取出的電池能用於其他 地方使用。例如LED燈。

繩子連接發電機 發電機運作時,會帶動 LED燈發亮提示。

裝置末端置有儲電池。能取出 於其他地方使用。

在文檔中 編者的話 (頁 83-86)