كيف تبني طاحونة هواء مع Circuit Cubes: مشروع خطوة بخطوة

إجابة سريعة

قم ببناء البرج أولاً، ثم ثبت المحرك بالقرب من القمة، واضغط الشفرات على عمود المحرك، ثم قم بتوصيل المحرك بـ بلوتوث مكعب البطارية وشغّله على وضع التشغيل. اختبر الشفرات والبرج مستلقٍ قبل رفعه، لأن معظم أعطال الطاحونة تكون بسبب شفرات فضفاضة أو برج مائل، وليس محركًا معطلاً.

طاحونة الهواء هي واحدة من أفضل أولى المشاريع الآلية لأن الفكرة واضحة: تدور الشفرات، ويمكنك رؤية السبب بالضبط. كما أنها تعلم المهارتين اللتين تنتقلان إلى كل مشروع آخر، وهما هيكل صلب وجزء دوار متوازن.

يستخدم هذا البرنامج التعليمي مكعب البطارية بتقنية Bluetooth، لذا يمكنك تشغيل الطاحونة من المفتاح أو إقرانها بتطبيق Circuit Cubes ومشاهدة الشفرات تستجيب. لا تحتاج إلى عدة طاحونة خاصة. تحتاج إلى مكعب البطارية، ومحرك، وبعض الطوب الهيكلي، وسطح عمل مستوٍ.

ما تحتاجه قبل البدء

اجمع مكعب البطارية بتقنية Bluetooth، ومحركًا واحدًا، وطوب البناء الخاص بك، ولوحة قاعدة أو قطعة أساس عريضة. الطاولة المسطحة أهم مما يبدو. إذا كان سطح عملك متمايلًا، فسيميل برجك وستحتك الشفرات بالإطار مهما بنيت بحرص.

خطط لارتفاع البرج قبل أن تثبت أي قطعة معًا. البرج الأطول يبدو أفضل لكنه ينحني أكثر، والبرج المنحني يخل بتوازن الشفرات. للبناء الأول، اجعل ارتفاع البرج بقدر طول يدك تقريبًا ووسّع القاعدة في الأسفل.

• اشحن أو تأكد من مكعب البطارية البلوتوث قبل البناء حتى لا تتعامل مع مشاكل الطاقة والهيكل في نفس الوقت.
• افرز القطع حسب الطول أولاً. البحث عن قطعة واحدة في منتصف البناء هو سبب انتهاء الأبراج بجوانب غير متطابقة.

كيف تعمل طاحونة الهواء فعليًا

يوفر مكعب البلوتوث الطاقة ويحولها المحرك إلى دوران. الشفرات هي مجرد ذراع كبير متصل بهذا الدوران، لذا فإن أي خلل في الشفرات يصبح تذبذبًا مرئيًا. هذه هي الآلية بأكملها، وهي تشرح لماذا التوازن أهم من الزخرفة.

هذه أيضًا أبسط محادثة عن الطاقة المتجددة يمكنك إجراؤها مع طفل. تلتقط توربينات الرياح الحقيقية الهواء المتحرك وتحوله إلى كهرباء. نموذجك يعكس هذا الترتيب، باستخدام الكهرباء المخزنة لتدوير الشفرات، لكن الأجزاء الميكانيكية، الدوار والعمود وهيكل الدعم، هي نفس الفكرة.

• حافظ على ارتخاء أسلاك المحرك بالقرب من أعلى البرج. الأسلاك المشدودة تسحب المحرك وتميله.

قم ببناء البرج وتركيب المحرك

قم ببناء البرج إلى نصفين متطابقين ثم اربطهما معًا، بدلاً من تكديس الطوب واحدًا تلو الآخر. يحافظ النصفان المتماثلان على استقامة البرج، والبرج المستقيم يحافظ على استواء عمود المحرك. قم بتركيب المحرك بالقرب من القمة مع نقطتي اتصال على الأقل حتى لا يدور في مقبسه عند دوران الشفرات.

قبل إضافة الشفرات، تأكد من أن عمود المحرك يشير إلى الخارج بشكل مستقيم ويظل بعيدًا عن البرج. إذا كان العمود مدفونًا داخل الإطار، فستصطدم الشفرات بالطوب عند أول دورة. هذه هي أرخص لحظة لإصلاح ذلك.

• اضغط على المحرك بقوة في حاملته. المحرك الذي يتحرك تحت الحمل سيبدو وكأنه مشكلة طاقة بينما هي مشكلة تركيب.
• اترك مسافة بمقدار نتوء واحد حول العمود من جميع الجوانب.

قم بتوصيل الطاقة واختبر الدوران

قم بتوصيل المحرك بمكعب البطارية Bluetooth، ثم حرك المفتاح إلى وضع التشغيل (ON). يتحول مؤشر LED في الأعلى إلى اللون الأخضر، ويكون المكعب جاهزًا لتشغيل بنيتك. إذا كنت تريد التحكم عبر التطبيق، فحرك المفتاح بدلاً من ذلك إلى وضع BLUETOOTH، حيث يومض مؤشر LED باللون الأزرق في انتظار الاقتران، ثم قم بتشغيل تطبيق Circuit Cubes وافتح شاشة Bluetooth بالنقر على الأيقونة في الزاوية اليمنى العليا.

قم بتشغيل المحرك لبضع ثوانٍ دون تركيب الشفرات. أنت تتحقق من أمرين: أن المحرك يدور، وأنه لا يوجد شيء يصدر صوتًا في البرج. محرك هادئ ومستقر يعني أن حامل التثبيت قوي.

• إذا لم يحدث شيء، ادفع المفتاح بالكامل إلى وضع التشغيل (ON). يمكن للمفتاح ثلاثي المواضع أن يستقر بين الإعدادات ويبدو وكأنه في وضع التشغيل بينما هو ليس كذلك.

اصنع شفرات تبقى متوازنة

قم بقص أو تجميع ثلاث أو أربع شفرات متطابقة في الحجم والوزن، ثم اربطها بزوايا متساوية حول محور. ثلاث شفرات هي الأسهل في التوازن يدويًا، ولهذا تستخدمها معظم التوربينات الحقيقية. التماثل هنا ليس تجميليًا. شفرة ثقيلة واحدة تحول الدوران السلس إلى اهتزاز.

اختبار التوازن: أمسك مجموعة الشفرات من مركزها على طرف قلم رصاص واتركها تستقر. إذا سقطت شفرة دائمًا، أضف أو أزل لبنة صغيرة على الجانب المقابل حتى تعلق بشكل متساوٍ تقريبًا.

• حافظ على خفة الشفرات خفيفة. الشفرات الطويلة والثقيلة تنثني وتصطدم بالبرج.
• حدد المحور بحيث يمكنك إعادة تثبيت الشفرات في نفس المواضع بعد إعادة البناء.

استكشاف أخطاء طاحونة الهواء التي لا تدور

إذا كان المحرك يصدر طنينًا لكن الشفرات لا تدور، فعادةً ما تكون الشفرات مشدودة جدًا على البرج أو أن المحور ينزلق على العمود. اسحب مجموعة الشفرات للخارج قليلًا وأعد الاختبار. إذا كان المحرك صامتًا، فارجع إلى المفتاح ومكعب البطارية أولًا، ثم تحقق من توصيل السلك بالمحرك.

غالبًا ما تكون الطاحونة التي تدور ببطء مشكلة احتكاك وليست مشكلة طاقة. اضغط على كل مفصل في البرج بإحكام، لأن الطوب غير المحكم يسمح للإطار بالالتواء تحت عزم الدوران ويستهلك طاقة المحرك.

• اختبر البرج وهو مستلقٍ على جانبه. يتم إزالة الجاذبية، لذا فإن أي توقف متبقي يكون ميكانيكيًا.

خطوات بناء الطاحونة الهوائية في لمحة

1. 1. قم بتسوية سطح نظيف ورتب القطع: افصل القطع حسب الطول وتأكد من شحن بطارية Bluetooth Battery Cube قبل البدء. نقطة تفتيش: لا تتزعزع الطاولة عند الضغط على زاوية.
2. 2. قم ببناء البرج في نصفين متطابقين: قم بضم النصفين بحيث يظل البرج مستقيمًا، ووسّع القاعدة باستخدام لوح أو طوب إضافي. خطأ يجب تجنبه: تكديس جانب واحد أعلى من الآخر، مما يؤدي إلى إمالة المحرك.
3. 3. قم بتركيب المحرك بالقرب من الأعلى: استخدم نقطتي اتصال على الأقل واترك مسافة نتوء واحدة حول العمود. نقطة التفتيش: العمود يتجه مباشرة إلى الخارج ويتجاوز الإطار.
4. 4. قم بتوصيل المحرك بمكعب البطارية: قم بتوصيل المحرك، ثم حرك المفتاح بالكامل إلى وضع التشغيل ON للحصول على LED أخضر، أو إلى BLUETOOTH للتحكم عبر التطبيق. خطأ يجب تجنبه: ترك المفتاح في وضع بين الوضعين.
5. 5. اختبار الدوران بدون شفرات: شغّل المحرك لبضع ثوانٍ واستمع ولاحظ أي خشخشة في البرج. نقطة تفتيش: دوران ثابت وإطار هادئ قبل تركيب الشفرات.
6. 6. قم بتركيب ثلاث شفرات متوازنة: طابق حجم الشفرة ووزنها، ووزعها بالتساوي، ووازن المحور على طرف قلم رصاص. خطأ يجب تجنبه: شفرة ثقيلة واحدة، تظهر على شكل اهتزاز عنيف.
7. 7. اختبر الطاحونة مسطحة أولاً، ثم قم بتثبيتها عمودياً: شغّلها وهي مستلقية على جانبها أولاً، ثم قم بتشغيلها وهي واقفة مرة أخرى بسرعة منخفضة. نقطة تفتيش: يجب أن تستمر في الدوران عمودياً دون أن تحتك بالبرج.

قطع Circuit Cubes المناسبة لهذا البناء

• بطارية Bluetooth Cube: المفتاح له ثلاثة أوضاع: تشغيل (ON)، إيقاف (OFF)، وبلوتوث (BLUETOOTH). في وضع التشغيل، يتحول مؤشر LED العلوي إلى اللون الأخضر ويُشغّل مشروعك؛ وفي وضع البلوتوث، يومض مؤشر LED باللون الأزرق في انتظار الاقتران بتطبيق Circuit Cubes. يمكنك تشغيل الطاحونة الهوائية من المفتاح أو إقرانها والتحكم في الشفرات من التطبيق، مما يسهل عرض الدوران البطيء مقابل السريع.
• سير تشوبس-أ-لوت: تأتي مجموعة Sir Chops-o-lot مع جميع الأجزاء الموضحة، وتتوفر تعليمات التجميع عبر الإنترنت لتقليل سعر اللعبة وهدر الورق. إنها طريقة منخفضة التكلفة لإضافة نموذج مزود بمحرك ثانٍ إلى مجموعة قطع الغيار الخاصة بك، وتعني التعليمات عبر الإنترنت أنك لا تدفع ثمن كتيب مطبوع.
• AT Walker: AT Walker هي لعبة STEM تعيد الحياة إلى مكعبات البناء الخاصة بك، مع تعليمات البناء المتاحة عبر الإنترنت. إذا كان بناء طاحونة الهواء الخاصة بك يترك لك قطعًا إضافية وبعد ظهر حر، فهذا مشروع تالي مثبت باستخدام نفس المحرك ومكعب البطارية.

قم ببناء البرج بشكل مستقيم، وثبت المحرك بقوة، ووازن الشفرات، وستدور طاحونة الهواء من Circuit Cubes من المحاولة الأولى. إذا لم تدور، اختبرها على طاولة مسطحة قبل تغيير أي شيء آخر، لأن هذه العادة الواحدة تحل معظم مشاكل طاحونة الهواء في أقل من دقيقة.