如何用 Circuit Cubes 建造風車：逐步專案

快速解答

先搭建塔架，將馬達安裝在靠近頂部的位置，將葉片壓入馬達軸上，然後將馬達連接到 藍牙 電池方塊 並切換至開啟。在豎起塔架之前，先讓塔架平躺測試葉片，因為大多數風車故障都是葉片鬆動或塔架傾斜，而不是馬達故障。

風車是最適合初次嘗試的馬達驅動組裝作品之一，因為它的原理一目了然：葉片轉動，而且你能清楚看到原因。它還能教你兩個適用於所有其他專案的技能：堅固的框架和平衡的旋轉部件。

本教學使用 Bluetooth 電池方塊，因此你可以透過開關來運轉風車，或將它與 Circuit Cubes App 配對，觀看葉片如何回應。你不需要特殊的風車套件。你需要的是電池方塊、一個馬達、一些結構積木，以及一個平坦的工作檯面。

開始前需要準備的東西

準備好 Bluetooth 電池方塊、一個馬達、你的組裝積木，以及一塊底盤或寬大的底座。平坦的桌子比你想像中更重要。如果你的工作檯面會搖晃，你的塔身就會傾斜，無論你多仔細組裝，葉片都會刮到框架。

在組裝任何零件之前，先規劃塔的高度。較高的塔看起來更好，但更容易彎曲，而彎曲的塔會使葉片失去平衡。對於第一次組裝，請將塔的高度保持在大約手掌的高度，並加寬底部的底座。

• 在組裝前先為藍牙電池方塊充電或確認其狀態，這樣就不必同時排除電源和結構的問題。
• 先依長度分類積木。在組裝中途尋找單一零件，正是塔的兩側最終不對稱的原因。

風車實際運作的原理

藍牙方塊提供電力，馬達將其轉換為旋轉。葉片只是連接到該旋轉的大型槓桿，因此葉片上的任何不平衡都會變成可見的晃動。這就是整個機制，也說明了為什麼平衡比裝飾更重要。

這也是你能與孩子進行的最簡單的可再生能源對話。真正的風力發電機捕捉流動的空氣並將其轉化為電能。你的模型反轉了這個順序，使用儲存的電能來旋轉葉片，但機械部件——轉子、軸和支撐結構——是相同的概念。

• 保持馬達電線在塔頂附近鬆弛。拉緊的電線會拉扯馬達並使其傾斜。

建造塔架並安裝馬達

將塔分成兩半建造，然後再結合，而不是一次堆疊一個積木。對稱的兩半能保持塔身筆直，筆直的塔身則能讓馬達軸保持水平。將馬達安裝在靠近頂部的位置，並至少使用兩個連接點，這樣當葉片旋轉時，馬達就不會在插座內轉動。

在安裝葉片之前，請檢查馬達軸是否筆直朝外且遠離塔身。如果軸心埋入框架內部，葉片在第一次轉動時就會撞到積木。這是最省錢的修正時機。

• 將馬達用力按入其固定座。在負載下移動的馬達看起來像是功率問題，但實際上是安裝問題。
• 在軸心周圍的所有側面留出一個凸點的間隙。

接上電源並測試轉動

將馬達連接到藍牙電池方塊，然後將開關撥到 ON。頂部的 LED 會亮起綠燈，表示方塊已準備好為您的作品供電。如果您想使用應用程式控制，請將開關改撥到 BLUETOOTH，此時 LED 會閃爍藍燈等待配對。接著啟動 Circuit Cubes 應用程式，點擊右上角的圖示開啟藍牙畫面。

在不安裝葉片的情況下讓馬達運轉幾秒鐘。您要檢查兩件事：馬達是否轉動，以及塔內是否有異響。安靜且穩定的馬達代表您的支架安裝穩固。

• 如果沒有任何反應，請將開關完全撥到 ON。三段式開關可能會停留在設定之間，看起來像是已啟動，但實際上並未啟動。

製作保持平衡的葉片

切割或組裝三或四片大小和重量相符的葉片，然後以相等的角度固定在輪轂周圍。三片葉片最容易用手平衡，這也是為什麼大多數真實的渦輪機都使用它們。這裡的對稱性並非裝飾。一片沉重的葉片會將平穩的旋轉變成搖晃。

平衡測試：將葉片組件中心放在鉛筆尖上，讓它靜止。如果某片葉片總是下垂，在對側添加或移除一個小磚塊，直到它大致水平懸掛。

• 保持葉片輕盈。長而重的葉片會彎曲並撞擊塔架。
• 標記輪轂，以便在重建後將葉片重新安裝到相同位置。

風車無法旋轉的故障排除

如果馬達發出嗡嗡聲但葉片不轉動，通常是葉片與塔架之間太緊，或輪轂在軸上滑動。將葉片組稍微向外拉出，然後重新測試。如果馬達沒有聲音，請先檢查開關和電池方塊，然後檢查馬達處的電線連接。

風車轉動緩慢通常是摩擦問題，而非動力問題。將塔架上的每個接頭壓緊，因為磚塊鬆動會讓框架在扭力下扭曲，並消耗馬達的能量。

• 將塔側躺進行測試。重力被移除，因此任何殘留的停滯都是機械性的。

風車組裝步驟一覽

1. 1. 清理出一個平坦的表面並分類積木： 按長度分開積木，並在開始前確認 Bluetooth Battery Cube 已充電。 檢查點：按壓桌子角落時桌子不會搖晃。
2. 2. 將塔樓建成兩個相同的半邊： 將兩個半邊接合，使塔樓保持筆直，並用底板或額外積木加寬底座。 應避免的錯誤：將一側堆疊得比另一側高，這會導致馬達傾斜。
3. 3. 將馬達安裝在靠近頂部的位置： 至少使用兩個連接點，並在軸周圍留出一個凸點的間隙。 檢查點：軸筆直向外伸出，且未接觸框架。
4. 4. 將馬達連接至電池方塊： 連接馬達，然後將開關完全移至 ON（綠色 LED）或 BLUETOOTH（應用程式控制）。 應避免的錯誤：將開關停留在中間位置。
5. 5. 無 blades 旋轉測試： 讓馬達運轉幾秒鐘，聆聽並觀察塔架內是否有嘎嘎聲。 檢查點：在安裝槳葉前，確保旋轉平穩且機架安靜。
6. 6. 安裝三片平衡的槳葉： 匹配槳葉的尺寸和重量，均勻間隔，並將輪轂放在鉛筆尖上平衡。 要避免的錯誤：一片槳葉過重，會表現為劇烈晃動。
7. 7. 先平躺測試風車，再將其豎立： 先讓它側躺運轉，然後豎立起來並以低速再次運轉。 檢查點：豎立時仍能旋轉，且不刮到塔身。

適合此組裝的 Circuit Cubes 零件

• Bluetooth Battery Cube： 開關有三個位置：ON、OFF 和 BLUETOOTH。在 ON 位置時，頂部 LED 會亮起綠色，為您的組裝供電；在 BLUETOOTH 位置時，LED 會閃爍藍色，等待與 Circuit Cubes 應用程式配對。您可以透過開關操作風車，或將其配對並從應用程式控制葉片，從而輕鬆展示慢速與快速旋轉。
• Sir Chops-o-lot: Sir Chops-o-lot 包含所有圖示零件，組裝說明書可在線上取得，以降低玩具價格和減少紙張浪費。這是一種低成本的方式，可以為您的零件箱添加第二個電動模型，而線上說明書意味著您無需為印刷小冊子付費。
• AT 步行者: AT Walker 是一款 STEM 玩具，能讓您的積木動起來，組裝說明可在線上取得。如果您的風車組裝留下了一些多餘的積木和一個空閒的下午，這是一個經過驗證的後續專案，使用相同的馬達和電池方塊。

將塔筆直地建造，穩固地安裝馬達，並平衡 blades，您的 Circuit Cubes 風車就能在第一次嘗試時旋轉。如果沒有旋轉，請先在平坦的桌子上測試，然後再更改其他任何東西，因為這一個習慣就能在一分鐘內解決大多數風車問題。