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选题原因
通用技术课有一单元内容是“控制与设计”。课本为该单元提供的例子只能看和想,却不能操作,学生得不到亲自的体验,特别是自动闭环控制,对学生来说是一个难点。利用这个教具,学生可以进行安装和拆解操作,这样就能有一个直观的认识和体验,可以更好地理解知识。
太阳能作为低碳能源的代表,具有广阔的应用前景,利用这个作品,还可对学生进行太阳能应用方面的科普宣传。
主要组成部分及功能
◇光传感器(3个),可以感受上下、左右光线的强度。把信息传给控制器。
◇控制器(RCX),编好程序,接收来自传感器的信号,输出命令来控制电动机的运行。
◇电动机(2个),控制太阳能板左右旋转及上下倾斜。
制作过程
我先利用机器人元件进行巧妙设计,组装了1个模型(见图1),在组装、编程后,模型能够达到设计要求,为了提高演示效果和进行太阳能知识普及,我又设计制作了1个大型的装置。
首先利用我们的作品向同学介绍太阳能的应用知识:当太阳光照到太阳能电池板上时,能够产生约24V直流电,为了电压的稳定和保存,一般要配置相应的蓄电池,让蓄电池给用电器供电,为了防止过度充电,还需要加1个太阳能控制器。
经过比较实验,我们发现,当太阳能板与光线垂直时,板的输出电压最大。但人工调节太阳能板使之处于最佳角度,过于费力、费时、费事,我们运用所学的知识和拥有的器材,设计了一个自动跟光的太阳能应用装置。
跟光装置主要组成部分及功能支架底部采用1.2m×1.2m大芯板,它起到了固定作用,同时也增大受力面积,让轮子可在上面移动。
转轴是把椅子的旋转部分卸下来固定在底面上,外面套上1根粗铁管。为了防止铁管底部与转轴直按摩擦,在铁管下端加了1根螺栓。为了防止螺栓与转轴直接作用,在螺栓和转轴间又加了1根短铁管。在粗铁管下部焊接1根铁管,中间锯开,放1块三角铁,用螺丝连接,三角铁另一端固定1个12V的电机,电机上安装1个轮子。三角铁可上下自由运动,左右运动就会带动粗铁管左右旋转。
粗铁管上部焊接1根铁管,与铁管垂直,再在粗铁管上焊按1块三角铁,一端固定另一电机,电机轮上缠上渔线,渔线另一端与太阳能板上端中间相连。
在太阳能板中间位置打孔,固定1块三角铁,三角铁中间焊接1根铁管,让它能与粗铁管上的铁管对按,太阳能板另一端同样有1块三角铁,只是要后安装。
在太阳能板的上部中央,我们安装了3个光传感器并利用计算机进行编程,利用RCX进行按收信号和发出命令,先判断水平方向2个光传感器处光的强弱,根据结果使电动机驱动底座处的轮子左右移动,调整到最佳水平方向。然后以同样方式,根据上下2个光传感器的信息,驱动支架上的马达拉动绳子,调节到最佳仰角。
完成后的装置见图2。
使用方法
打开控制器电源,运行程序,装置会让太阳能板自动与光线保持垂直。
展望
这个装置可以用作教具,进行自动控制与闭环控制演示讲解,同时经过这种结构设计,用这种方法可以实现太阳能板的最大利用,减少了劳动量,减小了误差,实现了智能化。
该项目获得第26届全国青少年科技创新大赛科技辅导员创新成果科教制作类一等奖。
专家评语
本项目是基于目前高中通用皮术课程教学中的具体问题而提出,具有明确的教育指向。作品设计得当,科学和技术原理依据充分。完成人基于作品安排设计了有针对性的教学内容,使作品良好的功能作用体现出了更好的教育价值。
通用技术课有一单元内容是“控制与设计”。课本为该单元提供的例子只能看和想,却不能操作,学生得不到亲自的体验,特别是自动闭环控制,对学生来说是一个难点。利用这个教具,学生可以进行安装和拆解操作,这样就能有一个直观的认识和体验,可以更好地理解知识。
太阳能作为低碳能源的代表,具有广阔的应用前景,利用这个作品,还可对学生进行太阳能应用方面的科普宣传。
主要组成部分及功能
◇光传感器(3个),可以感受上下、左右光线的强度。把信息传给控制器。
◇控制器(RCX),编好程序,接收来自传感器的信号,输出命令来控制电动机的运行。
◇电动机(2个),控制太阳能板左右旋转及上下倾斜。
制作过程
我先利用机器人元件进行巧妙设计,组装了1个模型(见图1),在组装、编程后,模型能够达到设计要求,为了提高演示效果和进行太阳能知识普及,我又设计制作了1个大型的装置。
首先利用我们的作品向同学介绍太阳能的应用知识:当太阳光照到太阳能电池板上时,能够产生约24V直流电,为了电压的稳定和保存,一般要配置相应的蓄电池,让蓄电池给用电器供电,为了防止过度充电,还需要加1个太阳能控制器。
经过比较实验,我们发现,当太阳能板与光线垂直时,板的输出电压最大。但人工调节太阳能板使之处于最佳角度,过于费力、费时、费事,我们运用所学的知识和拥有的器材,设计了一个自动跟光的太阳能应用装置。
跟光装置主要组成部分及功能支架底部采用1.2m×1.2m大芯板,它起到了固定作用,同时也增大受力面积,让轮子可在上面移动。
转轴是把椅子的旋转部分卸下来固定在底面上,外面套上1根粗铁管。为了防止铁管底部与转轴直按摩擦,在铁管下端加了1根螺栓。为了防止螺栓与转轴直接作用,在螺栓和转轴间又加了1根短铁管。在粗铁管下部焊接1根铁管,中间锯开,放1块三角铁,用螺丝连接,三角铁另一端固定1个12V的电机,电机上安装1个轮子。三角铁可上下自由运动,左右运动就会带动粗铁管左右旋转。
粗铁管上部焊接1根铁管,与铁管垂直,再在粗铁管上焊按1块三角铁,一端固定另一电机,电机轮上缠上渔线,渔线另一端与太阳能板上端中间相连。
在太阳能板中间位置打孔,固定1块三角铁,三角铁中间焊接1根铁管,让它能与粗铁管上的铁管对按,太阳能板另一端同样有1块三角铁,只是要后安装。
在太阳能板的上部中央,我们安装了3个光传感器并利用计算机进行编程,利用RCX进行按收信号和发出命令,先判断水平方向2个光传感器处光的强弱,根据结果使电动机驱动底座处的轮子左右移动,调整到最佳水平方向。然后以同样方式,根据上下2个光传感器的信息,驱动支架上的马达拉动绳子,调节到最佳仰角。
完成后的装置见图2。
使用方法
打开控制器电源,运行程序,装置会让太阳能板自动与光线保持垂直。
展望
这个装置可以用作教具,进行自动控制与闭环控制演示讲解,同时经过这种结构设计,用这种方法可以实现太阳能板的最大利用,减少了劳动量,减小了误差,实现了智能化。
该项目获得第26届全国青少年科技创新大赛科技辅导员创新成果科教制作类一等奖。
专家评语
本项目是基于目前高中通用皮术课程教学中的具体问题而提出,具有明确的教育指向。作品设计得当,科学和技术原理依据充分。完成人基于作品安排设计了有针对性的教学内容,使作品良好的功能作用体现出了更好的教育价值。