Проект электромобиля для детей

Электромобиль с вентилятором — это классический проект STEM для детей, потому что легко создать что-то, что быстро движется, и это отличный способ познакомить молодых инженеров с такими понятиями, как электричество, инерция, законы движения Ньютона и многое другое.

Большинство моделей фанатских автомобилей имеют фиксированный пропеллер и колеса, однако лучшая часть этого проекта — экспериментировать с вашим дизайном, чтобы открыть для себя захватывающие модели вождения!

Чтобы получить максимальную отдачу от этого классического проекта, убедитесь, что ваш план действий включает следующие 3 вещи:

1. Электроника, которую детям легко собрать самостоятельно.
2. Материалы, которые прочные и могут быть повторно прикреплены в различных конфигурациях.
3. Сделайте так, чтобы детям было легко тестировать, изменять дизайн и размышлять, чтобы достичь различных моделей вождения.

Я объясню, почему некоторые материалы подходят для этого упражнения лучше, чем другие, и выделю лучшие способы модификации фан-машины, чтобы изменить то, как она движется.

Пренажлежности:

Я сделал некоторые части электроники и ключевые пластиковые детали доступными в комплекте здесь, на Amazon, или вы можете получить их по отдельности:

• Электродвигатель 3 В постоянного тока (альтернативный поставщик) — я рекомендую использовать двигатели с закругленными металлическими корпусами, поскольку они имеют тенденцию быть более мощными. Двигатели с плоским корпусом более слабые, а у таких приземистых двигателей низкая частота вращения. Двигатели с плоскими стенками могут подойти для этого проекта, но не будут производить такую ​​большую тягу.
• Держатель для 2 батареек AA с переключателем — необходимы две батарейки AA для питания двигателя, достаточного для создания быстрой машины. Включение переключателя упрощает схему для детей младшего возраста.
• Штекерные соединители — также называемые соединителями-пулями, они позволяют детям легко собирать свои схемы и реверсировать электрический ток. Для их использования вам понадобится обжимной инструмент или пара тисков.
• Держатель двигателя — важно надежно удерживать двигатель, так как пластиковый пропеллер несколько опасен. Альтернативой этой части является привязка двигателя к 1-дюймовому кубу из пенопласта с помощью клейкой ленты.
• Маленькие пластиковые колеса — Легкие колеса с небольшим диаметром позволяют автомобилю легче преодолевать инерцию и быстро набирать скорость. Минимальная поверхность контакта с землей также позволяет автомобилям кружить в воздухе!
• Деревянный дюбель 1/8 дюйма — для соединения колес.
• Прочные пластиковые соломинки — пластиковые соломинки более эластичны, чем бумажные, и при контакте с деревянным дюбелем они вызывают меньшее трение.
• 12-дюймовая мешалка для краски — для кузова автомобиля. Мешалки для краски легкие, недорогие и обеспечивают большую площадь сборки. Некоторые хозяйственные магазины предоставят вам мешалки для краски бесплатно.
• Резиновые ленты для ткацкого станка — эти крошечные резиновые ленты очень прочные и позволяют детям легко строить, потому что они практически не требуют скручивания / обертывания для создания безопасного соединения.
• Пенный кубик 1 дюйм — поднимает двигатель так, чтобы пропеллер не приближался к земле. Пенные кубики недорогие, красочные и легкие.
• Пластиковый гребной винт — убедитесь, что у вас есть гребной винт с 3 или 4 лопастями с тонкими лопастями и диаметром около 3-4 дюймов. Не используйте гребные винты с короткими выпуклыми лопастями, они предназначены для использования в воде и не будут обеспечивать такое количество воздуха. Если вас беспокоит безопасность, вы также можете поэкспериментировать с предохранительными винтами, хотя я их не тестировал.
• 1-дюймовые клейкие квадраты — предназначены для крепления двигателя. Клей можно использовать повторно, если он прикреплен к антипригарной поверхности (а так и будет!), Что позволяет детям легко менять положение мотора.
• Малярная лента — с ней легче работать, чем с клейкой лентой, и более прочный клей, чем с прозрачной лентой.

Шаг 1. Создайте колеса

Установите колесо на конец дюбеля. Если посадка не очень плотная, оберните конец лентой или резинкой для ткацкого станка.

Наденьте соломинку на дюбель, затем на другой конец еще одно колесо. Повторите, чтобы создать два набора колес.

Не советую обрезать соломинку короче. Более широкое размещение колес приводит к более устойчивому автомобилю, а использование целой соломы сокращает количество ступенек и отходов для этого проекта.

Шаг 2: Прикрепите колеса к палке

Ключ к быстрому автомобилю с вентилятором — сделать его максимально легким, поэтому в этой конструкции используется только одна мешалка для краски в качестве кузова автомобиля.

Используйте резинки для ткацкого станка, чтобы прикрепить колеса к концам мешалки для краски. Этот метод быстрый и простой, но, что более важно, он позволяет колесам поворачиваться в любую сторону, что меняет направление движения автомобиля.

Маленькие дети могут сделать этот шаг самостоятельно, сначала надев резинку на мешалку для краски, а затем установив колеса сверху. Снова натяните резинки на соломинку и на конец мешалки для краски.

Повторите то же самое со вторым комплектом колес, затем переверните машину.

Шаг 3: Нанесите слой ленты

Добавьте слой малярной ленты толщиной 1 дюйм поверх мешалки для краски. Это позволяет повторно использовать клейкий квадрат без потери адгезии. Без ленты клейкий квадрат быстро потеряет свои адгезионные свойства после повторного нанесения несколько раз, потому что Деревянные волокна мешалки для краски отслаиваются и прилипают к ней.

Шаг 4: Подготовьте и соберите электронику

Этот шаг отнимает много времени, но подумайте об этом так: вы обмениваете свое время на подготовку, чтобы у детей было больше времени, чтобы поэкспериментировать и поиграть со своим ботом для рисования. Кроме того, штекерные разъемы позволяют детям легко переключать направление двигателя, что является еще одной переменной, которая меняет рисунок каракулей.

Начните подготовку с обрезки проволоки примерно до 8 см. Короткие провода с меньшей вероятностью запутаются во вращающемся двигателе. Снимите изоляцию толщиной 2,5 см. Убедитесь, что жилы проволоки прямые и плоские. Вставьте его в штекерный разъем, затем плотно обожмите. Потяните за разъем, чтобы убедиться, что он надежно закреплен на проводе.

Отсюда легко собрать схему, просто соедините разъемы вместе! Чтобы изменить направление вращения мотора, поменяйте местами провода.

ВАЖНО: Убедитесь, что гнезда с капюшоном используются для держателя батареи! Это предотвращает соприкосновение проводов друг с другом и образование опасного короткого замыкания.

ВАЖНО: Если вы решите не готовить провода с разъемами, обязательно расскажите детям, как собрать схему, чтобы пропеллер вращался по часовой стрелке, если смотреть на вал двигателя. Важно, чтобы гребной винт создавал тягу в направлении от двигателя, чтобы обеспечить максимальное движение.

Дополнительный шаг: оберните провода двигателя изолентой. Если провода вашего двигателя легко обрываются или вы планируете повторно использовать эти компоненты с несколькими группами детей, я рекомендую обмотать провода к двигателю изолентой. Это предотвращает изгибание клемм проводов вперед и назад и, в конечном итоге, обрыв.

Шаг 5: Установите двигатель

Установите двигатель в опору двигателя. Если он болтается, оберните двигатель лентой. Если он тугой и держатель изгибается, используйте более толстую липкую подушку или используйте два слоя клея.

Нанесите клейкую подушечку из пенопласта на нижнюю часть крепления, затем прикрепите ее к кубу из пенопласта толщиной 1 дюйм.

Используйте другой клейкий квадратик, чтобы прикрепить куб к верхней части автомобиля. Обязательно приклейте его к слою малярного скотча.

Шаг 6: Прикрепите держатель батареи

Батарейный отсек также можно прикрепить с помощью одной резиновой ленты ткацкого станка, используя следующую технику:

• Наденьте резинку на держатель возле переключателя.
• Установите держатель на мешалку для краски, затем протяните резиновую ленту под мешалку для краски.
• Снова оберните резинку вокруг держателя батареи.

Шаг 7: Экспериментируйте!

Эти автомобили могут занимать много места! Лучшие места для тестирования — большие закрытые помещения без препятствий, такие как спортзалы или кафетерии со сложенными сиденьями. Также подойдут открытые теннисные корты и баскетбольные площадки, а также ухоженный асфальт или достаточно ровный бетон. Избегайте ковров, загроможденных помещений или неровных поверхностей.

Важно: вращающийся пластиковый гребной винт может нанести травму! Обязательно наблюдайте за своей машиной с безопасного расстояния. Всегда выключайте автомобиль перед тем, как забрать его. Если он разбился и мотор упал, взрослому, возможно, потребуется безопасно выключить автомобиль. Избегайте вождения в небольших закрытых помещениях. Надевайте обувь и брюки на случай, если автомобиль столкнется с вашей щиколоткой.

Дети могут поэкспериментировать, чтобы изменить стиль вождения, разными способами:

• Отрегулируйте угол наклона колес, соединив соломинку с мешалкой для краски с помощью полоски ленты. Если лента помялась или потеряла сцепление, просто примените новый кусок.
• Попробуйте различные комбинации углов поворота колес, чтобы добиться различных схем вождения, таких как широкие круги, занос, быстрое и прямолинейное движение и многое другое!
• Поэкспериментируйте с направлением вращения вентилятора. Отсоедините кубик поролона от слоя ленты и прикрепите его где-нибудь еще. Попробуйте повернуть его в другую сторону или повернуть в сторону.
• Измените положение держателя батареи. Поскольку батареи такие тяжелые, это влияет на трение передних и задних колес, а также на центр масс автомобиля. Изменение положения держателя аккумулятора может повлиять на то, насколько автомобиль раскручивается или насколько сильно он может двигаться по кругу.
• Измените направление вращения пропеллера, отключив провода и переключив их. Вы можете подумать, что это то же самое, что вращать двигатель на 180˚, но это не так! Часть движущей силы вентилятора может быть заблокирована блоком пенного куба / двигателя, поэтому стоит поэкспериментировать, чтобы найти наилучшее направление выхода силы.

Помимо удовольствия от поиска забавных схем вождения, этот проект можно усложнить, попросив учащихся сохранить небольшую фигурку в безопасности, даже если машина разбится, или предложив им оптимизировать их конструкцию с точки зрения скорости / вращения и т. Д. Продолжайте искать способы сделать автомобиль с электрическим вентилятором более увлекательным и сложным!

Материал переведен для читателей modelist-konstruktor.com