Latar belakang

Unit Pengenalan Bangunan VEX GO akan memperkenalkan Anda dan siswa Anda dengan Kit VEX GO. Para siswa akan bekerja untuk mempersiapkan perjalanan ilmiah untuk menjelajahi Mars! Mereka akan bereksperimen dengan komponen VEX GO dan mengeksplorasi bagaimana komponen tersebut berfungsi dalam sebuah "bangunan" STEM untuk memperoleh penalaran spasial dan keterampilan membangun dasar.

Komponen dalam VEX GO Kit

Anak-anak sangat tertarik dengan kegiatan membangun dan membongkar sesuatu. VEX GO builds adalah struktur fisik kreatif buatan siswa untuk investigasi STEM. Siswa akan diperkenalkan dengan bagian-bagian dari VEX GO Kit sepanjang Unit Pengantar Membangun.

Poster VEX GO Kit mencantumkan kategori utama komponen: pin, penahan, poros, roda gigi, puli, cakram, konektor, roda, balok, balok sudut, balok besar, pelat, dan elektronik. Poster itu juga menyebutkan Pin Tool dan bagian-bagian lain yang termasuk dalam kit tersebut.

Memahami

Berikut adalah dasar-dasar membangun, yang berlaku hampir di semua hal yang berkaitan dengan VEX, serta di dunia nyata.

Orientasi

Cobalah sendiri, dan juga mintalah siswa Anda, untuk menemukan sebuah bagian yang ditunjukkan pada poster dan posisikan di tangan Anda dengan cara yang sama seperti yang ditunjukkan. Mempelajari cara melakukan ini sambil membangun memastikan bahwa bagian-bagian terhubung di lokasi yang tepat, serta meningkatkan penalaran spasial Anda untuk pembangunan di masa mendatang. Kemampuan untuk memvisualisasikan suatu bagian dalam "kotak kaca" adalah konsep yang sangat penting dalam bidang teknik karena bergantung pada citra yang Anda ciptakan dalam pikiran Anda. Instruksi Perakitan VEX dibuat dengan mempertimbangkan tampilan-tampilan ini, jadi tantang diri Anda dan ubah orientasi bagian di tangan Anda untuk melihat tampilan optimal terbaik saat membuat robot Anda.

Kategori Bagian

VEX Robotics menggunakan empat kategori utama komponen. Dimulai di Laboratorium STEM, instruksi terarah digunakan untuk memfasilitasi penalaran spasial Anda sebelum Anda mulai membangun secara bebas, atau membangun tanpa instruksi terarah untuk menyesuaikan dengan kebutuhan Anda. Yang perlu Anda ingat saat ini adalah bahwa setiap konstruksi yang dapat Anda bayangkan benar-benar mungkin, karena konstruksi tersebut hanya terdiri dari urutan kategori-kategori tertentu. Cobalah mengatur ulang urutan ini di masa mendatang, dan Anda sekarang dapat membangun secara bebas seperti para profesional!

• Elektronik: memberikan kehidupan dan kecerdasan pada robot Anda.
• Komponen Struktural: digunakan untuk mengikat bagian-bagian bersama, dan membentuk keseluruhan bentuk bangunan.
• Pengencang: digunakan untuk menghubungkan komponen struktural.
• Komponen Gerak: memberikan gerakan dan kemampuan tambahan pada robot Anda.

Bisakah Anda dan siswa Anda menentukan bagian mana yang termasuk dalam setiap kategori?

Bangunan

Membangun dengan VEX GO dirancang dengan mengutamakan kesederhanaan. Cara menghubungkan komponen-komponen tersebut dapat diibaratkan seperti menghubungkan ponsel Anda ke pengisi daya. Anda tidak perlu memberikan tekanan yang berlebihan, tetapi Anda tidak bisa begitu saja meletakkannya di bagian lain tanpa alasan yang jelas. Cobalah sendiri! Gunakan peniti dan hubungkan ke balok mana pun. Anda seharusnya dapat merasakan atau mendengar bunyi klik yang jelas ketika bagian tersebut terpasang sepenuhnya. Kegagalan menyambungkan bagian-bagian secara sempurna dapat mengakibatkan kegagalan struktural di kemudian hari, sesuatu yang sebisa mungkin dihindari oleh para insinyur.

Pin dan Penyangga

Karena pin dan penahan menghubungkan bagian-bagian lain, siswa mungkin bingung dengan kegunaannya. Penyangga menghubungkan dua bagian tetapi menyisakan ruang di antaranya. Setiap jenis penahan jarak memiliki celah lebar yang berbeda yang akan tercipta akibat penggunaannya.

Pin menghubungkan dua atau lebih bagian sehingga saling menempel rata. Pin Merah dapat terhubung dengan satu bagian di setiap sisinya. Sebaliknya, Green Pin dapat menghubungkan satu bagian di satu sisi dan dengan dua bagian di sisi lainnya.

	Keuntungan menggunakan penahan dibandingkan dengan pin sepenuhnya bergantung pada situasi. Pada gambar pertama di sebelah kiri, penyangga yang disorot menawarkan integritas struktural yang jauh lebih besar daripada yang akan diberikan oleh sebuah pin dalam situasi ini.
	Berikut adalah contoh di mana pin merah akan berfungsi lebih baik daripada penahan. Digunakan untuk mengamankan balok dengan kuat tanpa celah di antaranya dengan balok lainnya.
	Berikut adalah contoh pin hijau yang mengencangkan tiga balok menjadi satu. Teknik pembangunan ini dapat dimanfaatkan ketika ruang terbatas.

Konektor

Pin dan penahan menciptakan sambungan antara bagian-bagian yang sejajar satu sama lain. Namun, konektor menciptakan sambungan pada sudut siku-siku 90 derajat. Konektor Hijau dan Konektor Oranye memungkinkan koneksi sudut siku-siku serta koneksi paralel.

Berikut contoh penggunaan konektor, yang dilingkari merah. Konektor ini mengikat dua balok menjadi satu. Konektor sangat penting ketika mencoba membangun sumbu yang berbeda.

Balok dan Pelat

Balok dan pelat digunakan untuk membuat dasar struktural sebagian besar bangunan. Ini adalah potongan-potongan datar dengan lebar dan panjang yang bervariasi. Lebar dan panjang balok atau pelat dapat diukur berdasarkan jumlah lubang pada benda tersebut. Siswa akan belajar saat mereka mulai membangun bahwa balok (dengan satu lubang) tidak sestabil balok besar (dengan 2 lubang) atau pelat (dengan 3 lubang atau lebih).

Roda Gigi dan Roda

Siswa juga akan belajar menggunakan kombinasi roda gigi dan roda melalui Unit ini. Roda gigi digunakan untuk mentransfer gaya dari satu posisi ke posisi lain. Hal ini dapat dilakukan dengan menggunakan roda gigi berukuran sama untuk mentransfer gaya yang sama, atau dengan menggunakan roda gigi berukuran berbeda untuk menciptakan keunggulan kecepatan atau daya saat gaya ditransfer. Pin berwarna merah muda dapat digunakan untuk menghubungkan roda gigi ke balok atau pelat sambil tetap memungkinkan roda gigi berputar bebas.

Tiga contoh penggunaan roda gigi dapat dilihat dalam pembuatan mobil super bermotor. Di Laboratorium STEM yang menyertainya, siswa akan mempelajari perbedaan yang dapat ditimbulkan oleh ukuran roda gigi.

Alat Pin

Saat siswa mulai terbiasa dengan VEX GO Kit, mereka pasti akan membutuhkan bantuan untuk memisahkan bagian-bagiannya. Alat Pin membantu siswa memisahkan bagian-bagian melalui tiga fungsi berbeda: Penarik, Tuas, dan Pendorong. Alat pelepas ini paling cocok untuk melepaskan pin yang salah satu ujungnya bebas.

Untuk menggunakan alat pelepas pin, masukkan pin ke dalam slot di bagian ujung, tekan alat pelepas pin, dan tarik ke belakang. Pin tersebut harus mudah dilepas dari lubang. Jika pin tidak sebagian terbuka, alat pendorong dapat digunakan untuk mendorong sebagian pin hingga terlepas. Tuas paling tepat digunakan saat mencoba memisahkan dua balok atau pelat yang sejajar satu sama lain. Tuas dapat dimasukkan di antara kedua bagian dan digunakan untuk memisahkan bagian-bagian yang terhubung. Tonton video di bawah ini untuk melihat contoh setiap penggunaan alat pin.

Misi ke Mars

Bagaimana para ilmuwan dan insinyur mengumpulkan informasi dari tempat-tempat di tata surya yang jauh dan sulit dijangkau?

Tidak mungkin mengirim manusia ke Bulan atau Mars tanpa teknologi yang dibutuhkan untuk melakukan perjalanan, menyelidiki, dan mempertahankan kehidupan di luar angkasa. Luar angkasa dan permukaan Mars adalah lingkungan yang keras bagi manusia. Para insinyur harus merancang dan membangun peralatan untuk melindungi para astronot dan memfasilitasi penyelidikan ilmiah di atmosfer Mars yang keras.

Fakta menarik tentang Mars yang perlu dipertimbangkan saat mendesain untuk Unit Pengantar Membangun:

• Permukaan Mars sangat dingin dan kering; di sebagian besar tempat, suhu atau kekeringannya terlalu parah untuk memungkinkan pertumbuhan dan reproduksi organisme Bumi.
• Suhu rata-rata di Mars jauh di bawah -60°C (-83°F).
• Tingkat radiasi matahari sangat tinggi, yang dapat merusak jaringan tubuh.
• Suasananya sangat minim atau bahkan tidak ada sama sekali.
• Tidak ada sumber makanan atau air.

Inisiatif Saat Ini

Inisiatif Mars saat ini meliputi Mars 2020 dari NASA dan program Bulan ke Mars dari NASA. Misi Mars 2020 NASA saat ini sedang merencanakan proyek jangka panjang untuk eksplorasi robotik permukaan dan atmosfer Mars. Misi rover Mars 2020 menangani tujuan sains prioritas tinggi untuk eksplorasi Mars, termasuk potensi kehidupan di Mars. Misi ini juga memberikan kesempatan untuk mengumpulkan pengetahuan dan mendemonstrasikan teknologi yang mengatasi tantangan ekspedisi manusia ke Mars di masa depan. Program Bulan ke Mars NASA mengeksplorasi perluasan manusia melalui tata surya melalui mitra komersial dan internasional.

Terobosan baru yang menarik dalam inisiatif luar angkasa terjadi setiap hari. Guru dan siswa dapat terus mengikuti perkembangan terbaru di blog Teachable Moments milik NASA. Teachable Moments adalah sumber daya interaktif yang mencakup wawancara dengan astronot, video dan foto terkini, serta tantangan STEM yang menarik bagi orang dewasa dan anak-anak.

Stabilitas & Keseimbangan

Stabilitas

Di Lab 3, siswa akan diminta untuk membangun landasan peluncuran yang stabil dan seimbang. Struktur yang stabil adalah struktur yang tidak akan roboh, bergeser, atau runtuh ketika dipengaruhi oleh gaya eksternal seperti dorongan atau tarikan. Stabilitas adalah ketahanan suatu struktur terhadap pergerakan yang tidak diinginkan seperti bergeser, miring, atau runtuh. Bentuk dan bahan yang digunakan dalam sebuah bangunan menentukan ketahanannya terhadap gaya-gaya tersebut, dan memengaruhi stabilitasnya. Umumnya, struktur dengan dasar yang lebar lebih stabil.

Keseimbangan

Para insinyur tertarik pada bagaimana objek menyeimbangkan sehingga mereka dapat membangun struktur yang aman (auditorium, kincir ria, dan landasan peluncuran). Struktur yang seimbang memiliki pusat gravitasi yang kuat, dan tidak mudah bergerak. Benda ini dirancang dan dibangun sedemikian rupa untuk menyeimbangkan gaya-gaya yang bekerja padanya, seperti gravitasi. Keseimbangan sangat penting, terutama dalam kasus di mana suatu struktur mungkin terkena dampak beban berat atau fenomena alam yang tidak terduga, seperti perjalanan luar angkasa.

Proses Desain Teknik

Siswa akan menggunakan Proses Desain Teknik (EDP) untuk merancang dan membangun pesawat ruang angkasa dan pangkalan Mars. EDP ​​(Engineering Development Process) adalah serangkaian langkah yang diikuti oleh para insinyur untuk menemukan solusi terhadap suatu masalah. Seringkali, solusinya melibatkan perancangan produk yang memenuhi kriteria tertentu atau menyelesaikan tugas tertentu.

Standar Sains Generasi Berikutnya (Next Generation Science Standards) membagi EDP menjadi langkah-langkah berikut: MENDEFINISIKAN → MENGEMBANGKAN SOLUSI → MENGOPTIMALKAN.

• Mendefinisikan masalah rekayasa melibatkan menyatakan masalah yang akan dipecahkan sejelas mungkin dalam hal kriteria keberhasilan, dan kendala atau batasan.
• Merancang solusi untuk masalah teknik dimulai dengan menghasilkan sejumlah solusi yang berbeda, kemudian mengevaluasi solusi potensial untuk melihat mana yang paling sesuai dengan kriteria dan batasan masalah.
• Mengoptimalkan solusi desain melibatkan suatu proses di mana solusi diuji dan disempurnakan secara sistematis, dan desain akhir ditingkatkan dengan mengorbankan fitur yang kurang penting demi fitur yang lebih penting.

Proses EDP bersifat siklik atau iteratif. Ini adalah proses pembuatan, pengujian dan analisis, serta penyempurnaan suatu produk atau proses. Berdasarkan hasil pengujian, iterasi baru dibuat, dan terus dimodifikasi hingga tim desain merasa puas dengan hasilnya.

Dalam unit ini, siswa akan menggunakan EDP untuk membayangkan, merencanakan, dan membangun pangkalan di Mars. Setelah pembangunan awal, kelompok-kelompok akan menguji dan memperbaiki desain dasar mereka untuk memenuhi kriteria dan batasan desain.