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2022/3/21第六週週記

廢柴機器人完工圖、名字、介紹

名字:跑跑警車

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因為我的課表都跟實作中心的開放時間衝到我只能用週三跟週五的早上九點到十點的零碎時間去做,所以尚未完工,目前算是焊接了一半然後姑且確實知道了焊接的一些訣竅,會在週一早上去實作中心焊接剩下的部分。


介紹

這台跑跑警車是用兩個6P三段開關分別控制兩個馬達正反轉,其中後輪馬達配合兩個齒輪控制後輪前進或後退;前輪馬達配合特殊簡易的齒輪組來控制前輪向左或向右。
因為整體車身都是塑膠而且也沒有電路板,所以它的重量很輕,前進速度相當快,但因為是廢柴機器人不想浪費多芯線所以控制器接到兩顆馬達的線只有設計約20公分,所以當它啟動不久我手上的線控制器就得跟上才行。前輪的馬達雖然還沒接上搖頭開關,但用電池個別測試他的左右轉靈敏度也很好。

跑跑警車最大的殺傷力在於它的速度以及可以控制前後左右的性能,雖然因為時間關係沒有用木叉強化車頭,但我覺得光是車子的速度具有的動量就足以把對手撞出去了並且左右轉以及停車功能使得它很靈活而不太有機會自己衝出擂台,我認為它在廢柴機器人大賽中有很大的優勢。

製作過程、遇到的困難、如何解決

首先因為是廢柴機器人,所以希望降低需要使用的材料的成本,僅花費約100元購買一個6V電池盒及兩顆6P三段開關。

製作過程

線控板自製

以前的勞作課基本上都是老師要求什麼就照做,這應該算是我第一次構想自己的設計並實作出來(雖然最後的成品簡單到不行)。說真的挺不容易的,像是薄底板要多寬、多厚,搖頭開關要裝在哪裡才比較符合手的控制,不習慣用筆跟尺設計的我,光是構想、畫在板子上、用帶鋸機實際裁切、再繼續構想等等就花了一個多小時。
事實上大多的時間都在猶豫不決,想說如果隨意先切會不會浪費板子;設計用簽字筆畫上去的線若沒畫整齊裁切後會不會留在我的成品上等等諸如此類。

檢討:我在一開始選板子的時候沒有精準計算要用多厚的底板,事實上我的搖頭開關僅能用一定厚度的板子才能在鑽孔後用開關上附的螺帽固定在板子上,這應該要事先用游標尺先測量搖頭開關的厚度在計算板子的厚度才對,所幸我的運氣夠好,最後大致完工的板子厚度剛剛好可以固定上搖頭開關,不然要重新切一個新的木板真的會花很多時間

電路焊接

雖然課堂上有練習過將兩條電線焊接起來,但我這次要焊的是長寬僅約一公分的6P三段搖頭開關,接腳之間的距離真的很短,而且因為沒有經驗,買到的6P開關的接腳是沒有洞可以方便讓電線固定再焊的,焊接難度對我這種新手來說其實很高。
馬達的部分比較簡單,將原先在馬達上的舊電線剪掉再用電烙鐵加熱舊的焊錫使其熔化,將要接的電線插上去,再上點新的焊錫就很穩了。
6P開關的部分考量到有幾個接腳要焊不只一條電線,所以先把中間兩個只需要接上連到馬達的線的接腳先焊好,後面再處理要在單一個接腳焊多條線的問題。

遇到的困難&解決

在整個製作過程中最大的問題就是焊接了,我算是新手,遇到的問題頗多,在不斷請教實作中心的專家後總算是大致經歷也了解到用電烙鐵的各種會遇到的情況及處理方式,可以說我這週唯一能配合實作中心開放的時段的週三及週五早上的各一小時都用在熟悉電烙鐵的使用上面,下週一才要正式完成剩下的焊接,大致遇到的幾個困難如下 :

  • 一開始去實作中心借用電烙鐵時,用的雖然是最好的(應該是功率最高的)電烙鐵,但怎麼樣就是無法熔化焊錫,且我也使用銅細絲團試著刮掉可能導致此情況的電烙鐵上的氧化物,但就是無法,一直以為是電烙鐵溫度不夠高。

解決 : 在請教專家之後,了解到絕大多數無法熔化焊錫的原因確實都是因為氧化物而不是溫度不夠高。氧化物很多是看不見的,且用銅絲團有時也無法解決,需要用沾水的海綿,可以用烙鐵頭抵在焊錫頭處施壓增加烙鐵頭與焊錫的接觸面積使焊錫更快熔化。
🔔🔔最重要的是,烙鐵頭上要隨時保持者一層薄薄的焊錫,如此不僅可以防止氧化物的生成,更能使導熱性增強且增加烙鐵頭的接觸面積

  • 在元件上的舊的(只要不是剛焊上去的)焊錫很難熔化,即使熔化了也不會流動到電線上,使得焊接無法完成

解決 : 先在烙鐵頭上裹一層較厚的焊錫層(增加烙鐵頭表面積),接觸要熔化的舊焊錫,此時因為新的焊錫具有流動性會包覆舊的焊錫並且一併熔化,就可以趁此將電線接上,若舊焊錫太大塊可以直接用吸錫器在熔化狀態時將焊錫去除。也可以考慮用錫油來增加焊錫的流動性。

  • 在一個接腳上焊多條電線,若是依照先後焊上去,在焊第二條線時會讓第一條線的焊錫也跟著熔化而解除焊接狀態,如此永遠都焊不好。

解決 : 先將要焊在同一個接腳上的所有電線用搓捲的方式捲在一起,在上面上一層薄焊錫,一次焊上接腳。
🔔🔔焊電線、馬達或各種元件時可以適當使用輔助固定工具使得在右手拿電烙鐵左手拿焊錫的同時要焊的元件也不會亂跑。

心得

雖然在課堂上老師有一一講解如何使用各種機器而且也看了很多焊接的教學影片,但實際真的要親自用過、練習過才會確實讓手記住各機器的使用流程、怎麼用才順。
像是我確實體會到帶鋸機造成的噪音雖然很大,但是它在切割直線時比線鋸方便太多了。
🔔🔔即使我用文字記錄了這麼多我在焊接過程遇到的各種困難並寫下當下的解決方式,但只有自己親手多練習才會知道何謂在烙鐵頭上一層薄焊錫、如何將多條線捲在一起焊上去、要怎麼控制流動的焊錫到我要焊接的位置等等,我切身體會「實作」這件事就是要讓自己的手跟腦袋記住實際去做的感覺,而不總是紙上談兵。

這次廢柴機器人實作真的學到很多,雖然說我是直接拿現成的廢棄玩具拿來改造而沒有在功能及外觀上實踐自己的創意發想,但我在極有限的時間內確實學到了很多技術上的知識。看似很簡單的線控車對於我一個初次實作的新手來說著實是個難能可貴的經驗。