Motion Machines : 10 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:08

Les Motion Machines offrent une introduction ludique au mouvement, aux mécanismes et à la robotique. Les kits sont composés d'un corps en contreplaqué découpé au laser et de pièces en vrac simples telles que des moteurs à engrenages lents, des batteries en plastique et des interrupteurs à glissière. Les apprenants peuvent expérimenter en changeant la taille et la forme des pièces jointes des roues découpées au laser et en changeant la direction des moteurs pour créer des robots qui tournent, se déplacent et se déplacent.

Ce guide est un brouillon ! Nous travaillons toujours au développement de cet outil d'exploration ludique. N'hésitez pas à remixer les designs et faites-nous savoir ce que vous proposez au fur et à mesure que vous expérimentez dans votre musée, votre salle de classe, votre espace de fabrication ou votre table de cuisine.

Étape 1: Rassemblez les matériaux et les outils

Achetez ou récupérez les matériaux suivants:

2 batteries 1xAA

2 interrupteurs à glissière DPDT à trois positions

2 motoréducteurs hobby DAGU (angle droit)

2 moyeux imprimés en 3D

Sous-couche commune de 2 pi x 4 pi Feuille Lauan de 5 mm pour les corps découpés au laser

4 noix #8-32

4 vis à métaux #8-32 x 1 1/2 po

6 vis #2 x 3/8 pour interrupteurs et moyeux

2 vis à bois #8 1/8 po pour blocs-piles

fil toronné noir et rouge #26 AWG

Rassemblez les outils suivants:

Coupe-fil

Pince à dénuder

Fer à souder

Pistolet à colle chaude

Tournevis cruciforme

Pince à bec effilé

Vous aurez également besoin d'avoir accès à une découpeuse laser et à une imprimante 3D. Nous avons utilisé une Prusa i3 MX2 pour l'imprimante 3D et un laser EXLAS des machines Jinan XYZ (tous deux au Ace Monster Toys Makerspace à Oakland.

Étape 2: Découpez les corps au laser

Utilisez l'illustrateur et le logiciel de découpe laser pour importer le fichier joint motionmachinebodies.dxf et découpez les corps en fonction des paramètres de votre découpeuse laser.

Si vous n'avez pas accès à un cutter laser, vous pouvez découper deux carrés de 4 pouces sur 4 pouces de la feuille de lauan. Percez ensuite des trous de 3/16 po dans les coins (alignés sur les deux feuilles) et deux rectangles de 0,35 po x 0,60 po au milieu (pour les interrupteurs).

Étape 3: Imprimez en 3D les hubs de connecteur

Nous avons conçu une pièce spéciale dans Tinkercad pour permettre aux apprenants de tester rapidement différentes formes de moyeux de roue et de soulager une partie de la pression sur le petit essieu moteur.

Téléchargez le fichier motionmachinehub.stl et ouvrez-le sur le logiciel de votre imprimante 3D. Lorsque vous imprimez les deux moyeux de roue, assurez-vous de vérifier que la partie imprimée est d'abord bien ajustée sur l'axe du moteur. Vous devrez peut-être ajuster la taille de la pièce pour vous assurer qu'elle s'adapte au moteur.

Étape 4: connectez le circuit

Procurez-vous des moteurs, un commutateur, une batterie, du rouge et du noir (ou deux couleurs de fil). Mettez de côté un moteur, un interrupteur et une batterie.

Coupez un morceau de fil rouge et un morceau de fil noir d'environ 3 pouces de long. Connectez le fil rouge au fil inférieur gauche et le fil noir au fil inférieur droit de l'interrupteur.

Prenez l'autre extrémité du fil noir et torsadez-la avec l'extrémité exposée du fil noir de la batterie. Soudez les extrémités torsadées ensemble au fil supérieur gauche de l'interrupteur.

Prenez l'autre extrémité du fil rouge et torsadez-la avec l'extrémité exposée du fil rouge de la batterie. Soudez les extrémités torsadées ensemble au fil supérieur gauche de l'interrupteur.

Attachez un fil noir et un fil rouge aux deux fils à l'arrière du motoréducteur.

Connectez le fil noir du moteur au fil central droit et connectez le fil rouge du moteur au fil central gauche.

Mettez une batterie dans le support et testez pour vous assurer que le moteur avance, recule et s'éteint lorsque l'interrupteur est en position médiane. Si cela ne fonctionne pas, assurez-vous qu'aucun des fils ne se touche au milieu de l'interrupteur. Vous devrez peut-être plier les fils vers l'extérieur.

Répétez ces étapes pour l'autre côté.

Étape 5: Attachez les éléments au tableau

Tournez l'interrupteur sur le côté et faites-le passer à travers la planche. Vérifiez que le moteur tourne dans le bon sens avant de visser les interrupteurs sur la carte supérieure avec les vis #2 x 3/8.

Collez à chaud les moteurs sur la planche de manière à ce que l'axe soit au centre du corps. Essayez de bien ranger les fils ou ajoutez un peu de colle chaude pour qu'ils restent en place.

Utilisez les vis à bois de 1/8 po pour fixer les blocs-piles au centre du corps au-dessus et au-dessous des interrupteurs à glissière.

Fixez les moyeux imprimés en 3D aux essieux et utilisez les vis #2 pour fixer la pièce à la machine.

Étape 6: connectez les couches supérieure et inférieure

Utilisez les écrous #8-32 et les vis à métaux pour connecter les panneaux supérieur et inférieur ensemble. L'ajustement doit être bien ajusté mais ne pas exercer trop de pression sur la machine.

Testez tout pour vous assurer que cela fonctionne.

Étape 7: Couper les meules

Utilisez l'illustrateur et le logiciel de découpe laser pour importer le fichier joint motionmachinewheels.dxf et découpez les corps en fonction des paramètres de votre découpe laser.

La forme peut être un peu difficile à obtenir en fonction des paramètres de votre découpeuse laser. Testez la première roue, puis ajustez la taille pour qu'elle soit bien ajustée sur le moyeu du moteur.

Si vous n'avez pas accès à un découpeur laser, vous pouvez ignorer la pièce imprimée en 3D, acheter des roues préfabriquées sur Sparkfun et coller différentes formes ou matériaux recyclés à la base.

Étape 8: Expérimentez avec différents mouvements

Connectez les roues à la machine et allumez les moteurs.

Pouvez-vous faire voyager la planche en ligne droite ?

Pouvez-vous faire de petits ou de grands cercles ?

La machine peut-elle avoir l'air de danser ?

Pouvez-vous fabriquer une machine qui peut traverser différentes surfaces ?

Réfléchissez à la manière dont la disposition des roues modifie la personnalité des machines.

Étape 9: Personnalisez vos machines

Si vous souhaitez ajouter un peu plus de personnalité à vos planches, vous pouvez peindre les corps. Nous avons fabriqué des autocollants personnalisés au pochoir à l'aide d'un découpeur de vinyle Silhouette et avons peint les corps à la bombe.

N'hésitez pas à ajouter également des éléments supplémentaires comme des marqueurs, des cloches, des yeux googley ou des bras d'extension à vos machines. Ces remixes et conceptions de personnages peuvent ajouter aux éléments de narration de cette activité.

Étape 10: bricoler avec des machines à mouvement en classe

Nous avons conçu ces éléments pour être un atelier convivial avec les élèves d'une école locale. Nous avons testé les planches avec des apprenants de la maternelle à la cinquième année ainsi qu'à East Bay Maker Faire. Nous pensons que cette activité peut être utilisée à la fois comme une activité ouverte pendant le temps libre et être intégrée dans un premier temps dans un programme plus large de robotique, d'électronique ou de programmation.

Lorsqu'ils travaillent dans l'environnement de la classe, deux élèves peuvent partager un tableau et collaborer sur leurs enquêtes. Encouragez les apprenants à tenir un journal ou un journal des expériences qu'ils essaient. Cette documentation peut être utilisée pour amorcer des conversations de réflexion.

Disposez une collection de 20 à 30 moyeux de formes différentes, y compris des cercles, des ovales, des étoiles et des formes irrégulières sur l'espace de travail partagé. Encouragez les élèves à tester différentes combinaisons de moyeux et de directions des moteurs.

Vous pouvez créer une arène dans laquelle les machines se déplaceront ou un parcours d'obstacles à parcourir. Emmenez-les sur différentes surfaces autour de votre école et voyez comment ils fonctionnent sur différentes surfaces.

Cette activité peut conduire à d'autres expériences artistiques, scientifiques et technologiques telles que des machines à écrire développées par l'équipe du Tinkering Studio et même être un point d'entrée à faible seuil pour la programmation avec arduino ou microbit pour créer des robots dansants ou des tortues tordues.

Faites-nous savoir si vous utilisez les Motion Machines dans votre environnement éducatif. Nous sommes impatients de voir comment cette idée peut être adaptée et remixée pour différents paramètres.

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Le temps de prototypage et la R&D avec les étudiants de la Lodestar Charter School pour ces Motion Machines ont été rendus possibles grâce au généreux soutien de la subvention « Making the Future » de Cognizant.