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[ 教學文 ] 自己的Arduino車自己造——如何使Arduino車課程回歸生活科技的基本面?

作者/攝影

文、圖作者:永春高中生活科技趙珩宇老師(特此致謝!)

主題圖片背景:starline / Freepik

文字潤飾:CAVEDU 宗諭

文章分類教學技術文
時間

成本

難度

材料表

108課綱講求教師自行依照自己的課程需求發展課程,而筆者是生活科技老師,因此在課程中便希望可依據學生程度,以及生活科技課程所需的內容,設計自己的課程和教具。

 

過去在Arduino車的課程中,教師通常會使用現成的模組,搭配常見的Arduino開發板及模組進行組裝。但就生活科技課程中,這樣的方式少了生活科技中的機構、電子電路等內容,使得實作會專注於程式設計。為讓課程更能符合生活科技所需的內容,所以筆者就製作了可讓學生自行焊接、設計機構、車體及程式撰寫的Arduino車。

 

車體設計

車體設計部分,為符合教學時的學生能力,讓學生可自行焊接,因此首要的要求就是所有的原件皆須使用DIP封裝的元件。因此在車體上即使用了18650電池座,雖然自己不是太喜歡18650電池座,但因現在許多教師都有買這類電池,所以車體部分便依照這顆電池進行設計,另外搭配L9110 H橋IC,以及其他DIP的電容及電阻元件。

 

小知識:什麼是DIP封裝?

DIP是Dual In-Line Package的縮寫,中文名稱是雙列直插封裝,是一種積體電路的封裝方式。DIP是較早期的封裝方法,零件皆具備兩支以上的金屬腳,利用人工方式插入PCB上預留之焊點位孔,再進行點焊或過熔錫爐完成焊接。因插孔需人工進行,較不利於大量生產。然而,筆者在此的目的就是要讓學生可以人工焊接,所以才會要求皆使用DIP封裝的元件。

圖1 18650電池

 

在電路板繪製上,現在其實有許多不同的軟體可搭配。若讀者是處於剛入門時期,可用Frizing這套軟體協助設計,入門門檻會降低許多。若需教學可參考CAVEDU教育團隊不定期安排的課程,亦可參考筆者的教學網站(https://livingtech.education/elec/)所分享的自行洗電路板的方法。

 

課程設計

1.電子電路

本教具設計的目的,在於讓Arduino車的教學重點回歸到生活科技,因此,這台車子需要讓學生自行焊接製作完成,所以在製作時,教師應準備焊接用的工具,如電烙鐵、焊錫、烙鐵架⋯⋯等等,並教導學生正確的焊接操作方式,使學生可以安全地完成焊接。而在焊接中,可逐步介紹每個電子元件的名稱、用途、IC名稱、如何找IC資料⋯⋯等等內容,並自行做一些小實驗示範。

圖2 焊接時應將工具準備齊全

 

圖3 讓學生學習自行焊接

 

2.機構與外觀設計

製作完車體後,則可讓學生設計車體外觀、車體結構⋯⋯等等。在這台車上留有許多雷射切割可用的螺絲孔,或是3D列印件的組裝孔,這些螺絲孔可讓學生將自行製作的車體結構與電路板車體結合。因此,教師可引導學生在「避震」、「轉向結構」⋯⋯等等的教學內容。

圖4

 

圖5

 

圖6

 

結語

在這項教具的設計上,重點就是希望學生可將學習內容拉回生活科技範疇,因此,這篇文章在資訊科技的程式部分就不多加著墨了。對於遙控車的程式撰寫有興趣的讀者,可直接與CAVEDU教育團隊聯繫,他們有許多不同類型的程式實作課程,也歡迎多多關注他們的Facebook粉絲團

 

備註:自製Arduino遙控車課程可參考過去研習課程頁面

 

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