模型上手難易度比較

1. 燈塔

建構模型: ★★★

編程模型: ★

(1★為最易, 5★為最難)

非常建議你起手的模型,主要認識fischertechnik(簡稱ft)的零件、利用編程來控制燈以及 BBC micro:bit 的接駁方法。

建構整個模型大約用20-30分鐘,如果想縮短建構時間,你可以簡化燈塔的結構。(例如3個 紅色 30mm building block 加上兩盞燈)

主要編程兩盞燈閃燈的速度,繼而控制2盞燈都有不同的閃燈速度。

進階可以利用BBC micro:bit 的light sensor 做智能燈。( 晚上時開燈, 早上時關燈 )

2. 旋轉木馬

建構模型: ★★★★

編程模型: ★

(1★為最易, 5★為最難)

旋轉木馬是作為控制馬達轉動的起手模型,主要認識馬達轉動和按鈕(Switch button)的使用。

建構模型大約用30分鐘-45分鐘。

主要編程為按下按鈕後,馬達會轉動數秒後停止,繼而控制馬達順時針和逆時針轉動。

進階可利用BBC micro:bit 的水平儀控制馬達轉動,或用radio 遠距離遙控旋轉木馬。( 使用兩個micro:bit)

3. 自動乾手機

建構模型: ★★

編程模型: ★★

(1★為最易, 5★為最難)

增加了光欄感應,注意光欄感應要使用灰色座的燈。這個模型會令學生容易掌握IF THEN ELSE 的概念 。

建構模型大約用15-20分鐘,如果想縮短建構時間,可以不用做外框部份。

主要編程為如果遮擋光欄感應,馬達就會開啟。(注意馬達順時針和逆時針的分別,吹風和抽風)

進階可使用兩個光欄感應(2套STEM II) 作安全裝置。

4. 智能雪櫃門

建構模型: ★★★

編程模型: ★★★

(1★為最易, 5★為最難)

令學生認識門鉸的結構,從而建構一道普通門。認識按鈕(Switch button) 另一種用法,在編程上要用上逆向思維。

建構模型大約用30分鐘,結構上要注意關門時是否可以按下按鈕。

主要編程為 IF NOT,THEN ELSE 和重覆 WHILE 。如果不按下按鈕(開門),就會開燈。5秒後仍然不按下按鈕,警告燈就會重覆閃著,直至按下按鈕(關門)。

進階可使用蜂鳴器/Speaker(另外購買) 做警告裝置。

 

5. 紅綠燈

建構模型: ★

編程模型: ★★★★

(1★為最易, 5★為最難)

模擬生活中的紅綠燈,按下按鈕就會開始倒數10秒,倒數後就會由綠燈轉為紅燈,行人有12秒時間過馬路,倒數後轉回紅燈。

建構模型大約用10-15分鐘,結構上是燈塔的簡單版,只是多了一個按鈕。

編程上要處理IF THEN ELSE, WHILE, FOR LOOP倒數 , 所以較為複雜。建議使用function ver 簡化程式的複雜性, 你可以使用 function ver 把做好的編程儲存和命名(例如: 命名為開紅燈和開綠燈), 然後要求學生把開綠燈和開紅燈放在合適的位置。

進階可以嘗試編程一個倒數3秒時紅燈會閃的版本,亦可使用2套STEM II 做一套行人過路燈和汽車交通燈的交匯系統。

 

6. 洗衣機

建構模型: ★★★

編程模型: ★★★

(1★為最易, 5★為最難)

模擬洗衣機門需要正確地關上才可以啟動洗衣程序。

建構模型大約用30分鐘,結構上與智能雪櫃門相似,一樣有門鉸的結構,認識按鈕(Switch button) 另一種用法,在編程上要用上逆向思維,結構上要注意關門時是否可以按下按鈕。

編程上要處理IF THEN ELSE, AND, WHILE, REPEAT。如果 switch A AND switch B 同時被按下,馬達跟指示燈會開啟 ,馬達洗衣的轉動程序和指示橙閃燈可自己設計。

進階可以嘗試以現實的洗衣機為參考,以編程模擬不同的洗衣程序。

 

7. 自動門

建構模型: ★★★★★

編程模型: ★★★★★

(1★為最易, 5★為最難)

此為STEM II 中 複雜的模型之一,需用到2個switch 、1個馬達、1組光欄。

建構模型大約用45分鐘-1小時,結構上因為是趟門的原理,注意馬達的齒輪與軌道是否對上,趟門開關時會否碰到switch。

編程上要處理多層IF THEN ELSE, AND, WHILE。如果 光欄 檢測到有人, 馬達順時針轉(開門), 直到碰到switch B 停止(門開到最大位置), 過5秒後, 馬達逆時針轉(關門), 直到碰到switch A 停止(門完全關上)。

因運作方法和編程與自動電閘相似,所以老師教導自動門後可以給學生自行做自動電閘。

8. 自動電閘

建構模型: ★★★★

編程模型: ★★★★★

(1★為最易, 5★為最難)

此為STEM II 中 複雜的模型之一,運作方法與編程方法與自動門相似,需用到2個switch 、1個馬達、1組光欄。

建構模型大約用45分鐘-1小時,結構上要注意馬達的齒輪跟電閘的齒輪是否對上,電閘開關時會否碰到switch。

編程上要處理多層IF THEN ELSE, AND, WHILE。如果 光欄 檢測到有人, 馬達逆時針轉(開閘), 直到碰到switch B 停止(閘開到最高點), 過5秒後, 馬達順時針轉(關閘), 直到碰到switch A 停止(閘門完全關上)。

因運作方法和編程與自動門相似,所以老師教導自動電閘後可以給學生自行做自動門。

進階可利用2個 micro:bit , 1個micro:bit 負責控制自動電閘, 另1個micro:bit 負責統計車的數目, 然後把數據傳到互聯網, 另1個micro:bit 控制自動電閘。

詳細:http://etchk.screenstepslive.com/s/etcsup/m/86471/l/1074543-iot

9. 擋風玻璃水撥

建構模型: ★★★★★

編程模型: ★★★★★

(1★為最易, 5★為最難)

此為STEM II 中 複雜的模型之一,需用到2個switch 、1個馬達、1組光欄。

建構模型大約用1小時,結構上需要製作一個調節器,用來控制水撥的速度。調節器分為 0,1,2,3 度,
注意調節器的每個度數需要觸碰到正確的switch。
0度時沒有碰到任何switch , 1 度時碰到switch A , 2 度時碰到switch A AND switch B , 3度時碰到 switch B。
另外注意馬達的齒輪跟水撥的齒輪是否對上。

1度的時候會開啟光欄,光欄的作用是進一步減慢水撥的速度,水撥每次經過光欄都會停頓數秒再運作。

編程上要處理多層IF THEN ELSE, Variables , NOT, AND, WHILE。
逐一編程調節器的 0,1,2,3 度, 可利用 variables 設定為 調節器 0,1,2,3 度的情況(Pos=0/1/2/3)
第1層IF THEN ELSE 的作用是把上面4種觸碰 switch 的情況 , 配對 調節器 0,1,2,3 度(if not switch A AND not switch B then Pos=0)
然後利用第2層IF THEN ELSE 把調節器(Pos=0/1/2/3) 時,馬達會以4種不同速度運作。

10. 梯間照明燈

建構模型: ★

編程模型: ★★★★★

(1★為最易, 5★為最難)

此為STEM II 中 編程難度最高,不過建構模型上非常簡單,需用到2個switch 、1盞燈、1組光欄。
這個模型是模擬多層獨立屋的樓梯間,當進門時觸動光欄開啟樓梯燈,到1/2樓可以按switch 關閉燈。
如果從1/2樓落到樓下, 可以利用switch 開燈,然後到樓下開門出走觸動光欄關燈。
而1樓到2樓或2樓到1樓只需用樓層上的switch 把燈開關。

建構模型大約用15分鐘,結構上要注意先把燈安裝在門框頂部,然後把門框組合。

編程上要處理多層WHILE, Variable, IF THEN ELSE , OR 。利用WHILE 分成2種情況,1種是已開燈的情況,另一種是關燈的情況,然後再跟據不同情況

因運作方法和編程與自動門相似,所以老師教導自動電閘後可以給學生自行做自動門。

進階可利用2個 micro:bit , 1個micro:bit 負責控制自動電閘, 另1個micro:bit 負責統計車的數目, 然後把數據傳到互聯網, 另1個micro:bit 控制自動電閘。

詳細:http://etchk.screenstepslive.com/s/etcsup/m/86471/l/1074543-iot

11. 安全打壓機

建構模型: ★★★★

編程模型: ★★★

(1★為最易, 5★為最難)

此模型需用到2個switch、1個馬達、1組光欄。此為模擬工廠的打壓機,負責把物件壓平。
使用打壓機時,如果稍有不慎就會有意外發生。所以此模型使用2個switch ,需要同時按下才可以啟動,
只按1邊switch 是不能啟動的,防止使用者雙手被壓。
另外當同時按下2個switch 的時候,如果有第三方把手伸入打壓機,會觸動光欄,把機器強制停止,
作為最後的安全措施。

建構模型大約用30分鐘,結構上要注意馬達齒輪與打壓機齒輪是否對上。

編程上簡單利用 IF THEN ELSE, AND 。利用IF THEN ELSE 處理馬達啟動的情況(switch A and B and 光欄沒遮擋)
和馬達關閉的情況(else)。