科技領域教學系列十三:認識工程積木模型套件 - 數位感應器【行程開關】

科技領域教學系列十三:認識工程積木模型套件 - 數位感應器【行程開關】

▲(圖/翻攝自智慧機器人網,下同)

文 / 楊晴心

教育部宣布自108年起課綱將從原由的七大領域增加為八大領域,也就是增開了「科技領域」這個新領域,以因應未來科技主導的時代。但很多家長會問什麼是科技領域?學生們又該學什麼?師資足不足夠?這一連串的問題已普遍在國內教育圈彌漫起來。

108年課綱中改變最大的是國中及高中職新增了程式設計這門課程,而國小則著重於生活科技的認識,為深入探討這個新領域,智慧機器人網與從事科技領域教學二十多年的宋德震老師合作,將從簡易的模型套件、基礎程式設計,甚至即將面臨的工業4.0時代的相關資訊,智慧機器人網將有系統的完整報導,讓學生們充分理解他們所要面臨的科技時代。

慧魚工程積木於1964年誕生於德國,是目前歐美日普遍運用於國中小淺易入門的基礎程式設計課程教具,是技術性很高的工程技術類積木。

慧魚工程積木的主要部件採優質尼龍塑膠製造,尺寸精確,不易磨損,可以保證反覆拆裝的同時不影響模型結合的精確度;構件的工業燕尾槽專利設計使六面都可併接,獨特的設計可實現隨心所欲的組合與擴充。

利用工業標準的基本構件(機械元件、電氣元件與氣動元件),輔以控制器和編程軟體,運用設計構思和實驗分析,可以實現任何技術過程的還原。

慧魚工程積木更涵蓋了機械、電子、控制、氣動、汽車技術,能原技術和機器人等多層技術領域。

認識慧魚工程積木套件:

《數位感應器:行程開關》

數位信號是指某些感應器提供兩種不同狀態的信號:高電平或低電平,開或關,邏輯1或邏輯0。 數位信號是程式設計中最容易處理的信號類型。

行程開關是通過關閉或打開一組觸點來工作的。 一般來說,當開關閉合時會產生一個高電平,當開關打開時會產生一個低電平。

•    實驗設備:

•    實驗流程:

行程/接觸開關安裝在電路中以控制電子的流動。

執行機構是使開關打開和關閉的機械方法,常見的類型包括暫態、撥動、滑動、搖杆等。

一個常開開關是指一個電路在其初始狀態下是打開的,而執行器觸發後,電路關閉從而允許電流通過;常閉開關是指初始狀態下電流可以流過,除非觸發執行器使開關打開,從而阻擋電流流動。

•    下圖是一個常見的單刀單擲開關原理圖:

而慧魚的行程開關是一種單刀雙擲開關,一個輸入和兩個不同的輸出路徑,示意圖如下:

下圖是實物照片。 這是一個接觸開關,這意味壓下紅色按鈕(執行器)會臨時性地改變路徑,而鬆開後它便恢復到原來的位置。

拆開零件會看到其內部結構。 預設情況下,中間的觸點1和觸點2是接通的,也就是常閉狀態;觸點1和觸點3是斷開的,是常開狀態。

當按鈕被按下時,觸點1與2斷開,而觸點1和3之間接通,但這是一個臨時性的接通,因為當鬆開按鈕釋放壓力時,彈簧將使中間的簧片彈回到其預設的位置上。

現在,將開關的觸點1和觸點3上連接到TX控制器的I1輸入端:

•    將LED燈(帶燈座)連接到TX控制器上的M1端子上,示意圖如下:

•    在RoboPro創建一個新檔。 設置環境為TX/TXT控制器,使用級別為初學者,在【COM / USB】設置視窗中設置為USB連接、TX控制器類型。

•    之後,在ROBO Pro軟體的介面測試視窗中進行正確的感應器輸入類型設置,本實驗中,我們將I1輸入埠的類型設置為「Digital 5kOhm(Switch)」,如下圖所示:

之後,將下面的這些模組拖拽至程式設計視窗中:

複製一組Moto output(馬達輸出)模組和Time delay(時間延遲)模組。

右鍵點擊Moto output(馬達輸出)模組,在其屬性面板上,設置其圖示顯示為Lamp(燈),一個設置為On(開),一個設置為Off(關)。

編寫成以下簡單的程式來測試行程開關:

現在運行程式,觀察開關觸發後LED燈的點亮效果。

科技領域教學系列:

科技領域教學系列一:認識工程積木模型套件

科技領域教學系列二:認識工程積木模型套件

科技領域教學系列三:認識工程積木模型套件

科技領域教學系列四:認識工程積木模型套件-組裝範例

科技領域教學系列五:認識工程積木模型套件-變速器

科技領域教學系列六 :認識工程積木模型套件 - 模擬感測器【 NTC 熱敏電阻】

科技領域教學系列七:認識工程積木模型套件 - 模擬傳感器【超聲波傳感器】

科技領域教學系列八:認識工程積木模型套件 - 模擬傳感器【電位器】

科技領域教學系列九:認識工程積木模型套件 - 數字傳感器【乾簧管】

科技領域教學系列十:認識工程積木模型套件 - 數字傳感器【光電晶體管】

科技領域教學系列十一:認識工程積木模型套件 - 數字傳感器【光敏電阻】

科技領域教學系列十二:認識工程積木模型套件 - 數位感應器【軌跡感應器】

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