放暑假的第一個假日
富春自造教育中心舉辦了「科學空氣砲及 Arduino 自動靶研習」
今天是我第一次來到富春自造教育中心
看到一樓的廣場
就讓我想起鄭宏吏主任曾在太陽能車研習放過這段影片
課程一開始
富春自造教育中心的成果在Youtube上共有140影片可觀賞
包括記錄揭牌儀式中的機器人打造過程
鄭主任展示今天早上要做的空氣砲樣品
順帶介紹明天要做的自動標靶
裡面使用Arduino板+伺服馬達
空氣砲擊倒後會自動立起
鄭主任先介紹空氣砲原理
接著發下材料帶我們逐步組裝
束帶卡三格後從扭蛋頂端小洞拉出
橡皮筋對穿綁緊
接著對半剪開
前端斜剪才會比較好穿洞
接著發下中型垃圾袋
對折兩次找出中心點做上記號
下個動作像在做晴天娃娃一樣
扭蛋下方用橡皮筋繞10圈綁緊
扭蛋側邊貼上電火布
可避免垃圾袋因過度拉扯而磨破
接著套上大橡皮筋
把垃圾帶做暫時固定
扭彈要盡量往下壓
這樣成品拉彈的空間才會更大
鄭主任親自示範扣上垃圾筒蓋環的眉角
接著要把扭蛋下方的橡皮筋穿洞打結
結要多打幾個
避免未來拉彈時鬆脫
接著把多餘的塑膠袋剪掉(留下約1公分的寬度)
貼上電火布固定
空氣砲把手則是用浴室毛巾架的支撐柱來替代
鄭主任貼心的先幫我們鑽好洞
我們只要把螺絲鎖上即可
鎖時記得要壓住內側螺帽
不然螺絲會空轉鎖不緊
成品完成如下
鄭主任發給每人一個塑膠杯
我把它放在3D列印平台上做空氣砲射擊測試
為了增加趣味
還可分隊(兩人一隊)比賽
各隊要想辦法用空氣砲把對方桌上三個塑膠杯擊落
最快完成那隊便算獲勝
當然也可玩個人任務賽
每個人輪流把桌上三個塑膠杯擊落
如果要讓空氣行進動線看得更清楚
還可用煙霧機製造白色煙霧
加了煙霧可清楚看見射擊的動線是否正確
距離12點用餐還有一點時間
鄭主任就介紹富春國小自造教育創新科技競賽
榮獲國小數位自造組金牌及國小自造任務組銅牌的作品
下午課程鄭主任先帶我們認識Arduino自動靶用到的材料
外殼是用雷射切割的木片組成
側邊有Arduino電源孔
底部則是Arduino擴充板+蜂鳴器+伺服機馬達
底殼裸露的好處是方便讓學生做觀察
Arduino是一個開放硬體
Arduino整合輸入/出元件
上方可疊加擴充板
目的在增加電路
鄭主任請我們先將擴充板拆下
大家先來玩Arduino UNO板
以前要控制Arduino UNO還要下載Arduino IDE
現在則可下載mBlock程式
用拖曳積木方式來做控制
mBlock5採用的是Scratch3的核心程式
mBlock3採用的是Scratch2的核心程式
鄭主任請我們使用舊版的mBlock3來操作
除了「序列埠」要選擇正確外
按下「更新韌體」才能讓Arduino UNO正常運作
我們先練習讓UNO板上的LED燈閃爍
接著將擴充板裝上
伺服馬達VGS接在9號腳位
鄭主任請我們先練習用鍵盤左右鍵控制伺服馬達正反轉(10-160度間)
進階挑戰是讓伺服馬達自動轉動
我使用變數來完成
課程尾聲鄭主任和我們介紹「物聯網四足機器人」
上面使用8顆伺服馬達
透過手機連結wifi來操控
Ｄ
介紹完鄭主任也展示多年前他自製的六足機器人
實在是超級厲害
隔天一早
鄭主任跟我們介紹今天會接多條杜邦線在擴充板上
杜邦線因為價格便宜
有時會因為品質不良而無法導電
此時可用三用電表做檢測
若做電阻測量
當兩條線無法通電時
三用電表數值會呈現1
代表電阻無限大
當探針直接碰觸時
三用電表數值會呈現小於1的數值
代表電阻很小有通電
當探針碰觸杜邦線兩端焊點時
三用電表數值若能呈現小於1的值
代表有電阻但可通電
有時探針表面會氧化
刮一刮可增加導電性
在進行正式組裝前
鄭主任先帶我們回顧Arduino及擴充板上的腳位
Arduino可用傳輸線接電腦(5V)供電
也可用電源線接110V插座(12V)供電
另外今天也會使用到RC 9g伺服機
它接在擴充板數位9號腳位上
鄭主任發下雷射切割板材
裡面加了很多「橋位」(不切斷的連接處)
這材板材才不會散落找不到
鄭主任透過實物投影機帶我們逐步組裝
先把Arduino板鎖上
再用兩根長螺絲固定伺服馬達
伺服馬達轉軸度數要先用mBlocky做歸零
歸零完才把旋臂鎖上
接著要焊接蜂鳴器的杜邦接頭
鄭主任的焊接設備相當齊全
焊接完的成品如下
接著要組裝全彩LED燈
它有兩根腳
如何分辨正負
鄭主任教我們一個口訣-正長(常)
LED兩腳插在杜邦接頭上
另外一端接在擴充板上數位13號LED專屬腳位
這腳位已內含電阻
因為LED無法直接承受5V的電壓
只能承受1.8-3.6V的電壓
此外
因為要用訊號做控制
本來接在G的地線改接在S當訊號線
此外
因為要用訊號做控制
本來接在G的地線改接在S當訊號線
接完伺服馬達及全彩LED燈
可先用mBlock拉積木做測試
蜂鳴器要接在擴充板12號腳位
因為也是要用訊號做控制
本來接在G的地線改接在S當訊號線
本來接在G的地線改接在S當訊號線
接好伺服馬達、全彩LED燈及蜂鳴器
一樣用mBlock拉積木做測試
下午要將一條三線杜邦線焊接一顆10K電阻
剪線時要小心
銅線不能剪斷
焊接時也要格外注意安全
成品如下
兩根6公分長的鋼線在2公分處折成90度
用兩塊木片夾緊上
再用尖嘴鉗夾緊上快乾
比較長的鋼線尾端要折出90度
方便兩根鋼線更容易碰觸通電
好了一樣用mBlock拉積木做測試
看兩根鋼線碰觸是否能帶動伺服馬達轉動
此時還要調校伺服馬達轉動的度數
可以把標靶立起
但又不會卡太緊
太緊會造成馬達齒輪過度磨損
測試沒問題
最後一個步驟就是把全部的程式完成
並上傳至Arduino板上
此時便可離線做控制
因為昨天有製作空氣砲
這個自動標靶要搭配空氣砲才好玩
這兩天的研習
除了可帶回自製的空氣砲
還學會用mBlock寫程式控制Arduino自動靶
本來Arduino自動靶做完是不能帶回
但鄭主任看我們大家都很渴望能帶回成品
最後決定我們自付材料費400元就可如願
這是多麼令人開心的事
看來犧牲兩天假期是相當值得的
此外
在富春自造教育中心裡也看到很多另類創作
#迷宮音箱
#齒輪收納盒
期盼未來還能有機會再到富春自造教育中心參加好玩又有趣的研習
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