2013年2月8日

從科學魔法車改來的網球拍自動揮拍裝置

雖然自己帶的科展專題是生物組的,不過偶爾我也會跑去其組去看看他們作些什麼,有沒有需要協助的。去年我們有個學生王政傑自己發展了一個作品是研究網球擊球的甜蜜點,他自己做了一個網球擊球器,把網球拍和一些機械裝置結合,球拍一放開就會自動揮拍。

實驗的基本設備要能作到球從斜坡滾下來時,球拍能剛好揮拍擊中球,原本他的想法是A負責放球,B負責放開球拍,但是B要能準確判斷何時該放開球拍,這是個大問題。

後來我想起了以前玩過的洛奇機器人DIY科學魔法車,裡面有個電路改一改,應該可以解決這樣的問題。所以我就把第3課 光影及溫度的電路圖和和零件丟給學生自己去組,跟他說一下應該怎麼改,他自己摸了一兩個禮拜,居然也成功組好了。

這個自動控制的電路是這樣的,首先是用電磁鐵通電吸住綁住球拍的金屬架,電磁鐵通電的時候,球拍處於待命狀態,等到電磁鐵一斷電,球拍就會自動揮動。而什麼時候要斷電呢?就靠球滾落的斜坡上架設一個光敏電阻和雷射筆組成的閥門。

光敏電阻持續被雷射光照射的時候,電阻降低,所以電壓高於2.25V(4.5/2),透過反向器4069就會送出0的訊號,使電晶體C1815和繼電器都沒辦法通電。而電磁鐵接在NC上,就會一直被通電,吸住球拍。

當球滾落斜坡時,阻擋雷射光照射光敏電阻,因此電阻會升高,電壓就會降到低於2.25V,透過反向器,就會送出1的訊號,最後會使得繼電器通電,讓電磁鐵斷電,這樣就可以讓球拍揮拍了。

自動控制揮拍

能做到這個自動控制的裝置,真是要感謝發明科學魔法車的曹齊平老師,使用的電子零件簡單易取得的,不像樂高機器人那樣得花上大筆金錢。最棒的是那些講義說明的淺顯易懂,我和學生動點腦筋就能夠讀懂,甚至國小學生也會作。誠心推薦,如果想要入門這塊的,不妨去買來玩玩看,花點巧思也可以想出其他利用。

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