Latar belakang

Unit Pengantar Membangun VEX GO akan membiasakan Anda dan siswa Anda dengan Kit VEX GO. Siswa akan bekerja untuk mempersiapkan perjalanan ilmiah untuk menjelajahi Mars! Mereka akan bereksperimen dengan bagian-bagian VEX GO dan mengeksplorasi cara kerjanya dalam "pembangunan" STEM untuk memperoleh penalaran spasial dan keterampilan membangun dasar.

Bagian dalam Kit VEX GO

Anak-anak terpesona dengan membangun sesuatu dan membongkarnya. Bangunan VEX GO adalah struktur fisik kreatif buatan siswa untuk investigasi STEM. Siswa akan diperkenalkan pada bagian-bagian VEX GO Kit sepanjang Unit Pengantar Bangunan.

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

Memahami

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

Orientasi

Cobalah sendiri, dan mintalah murid-murid Anda, untuk menemukan bagian yang ditunjukkan dalam poster dan arahkan dengan cara yang sama di tangan Anda seperti yang ditunjukkan. Mempelajari hal ini selagi membangun akan memastikan potongan-potongan terhubung pada lokasi yang tepat, dan juga meningkatkan penalaran spasial Anda untuk bangunan selanjutnya. Mampu memvisualisasikan suatu komponen dalam “kotak kaca” merupakan konsep yang sangat penting dalam bidang teknik karena hal ini bergantung pada gambaran yang Anda ciptakan dalam pikiran Anda. Petunjuk Pembuatan VEX dibuat dengan mempertimbangkan tampilan ini, jadi tantang diri Anda dan ubah orientasi komponen di tangan Anda untuk melihat tampilan optimal terbaik saat membuat robot Anda.

Kategori Bagian

VEX Robotics menggunakan empat kategori utama komponen. Dimulai di Lab STEM, instruksi terpandu digunakan untuk memfasilitasi penalaran spasial Anda sebelum Anda melakukan pembangunan bebas, atau membangun tanpa instruksi terpandu untuk tujuan memenuhi kebutuhan Anda. Yang perlu Anda ingat pada titik ini adalah bahwa setiap bangunan yang dapat Anda bayangkan benar-benar memungkinkan, karena bangunan tersebut hanya terdiri dari urutan tertentu dari kategori-kategori ini. Cobalah mengatur ulang urutan ini di masa mendatang, dan kini Anda dapat membangun bebas seperti para profesional!

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

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

Bangunan

Membangun dengan VEX GO dirancang dengan mempertimbangkan kesederhanaan. Bagian penghubung harus dipikirkan seperti menghubungkan ponsel Anda ke pengisi daya. Anda tidak perlu memberikan tekanan yang berlebihan, tetapi Anda tidak bisa asal meletakkan tekanan pada bagian lain. Cobalah sendiri! Gunakan pin dan hubungkan ke balok mana pun. Anda seharusnya dapat merasakan atau mendengar bunyi klik yang jelas saat komponen tersebut terpasang sepenuhnya. Tidak menyambungkan bagian-bagian secara penuh dapat mengakibatkan kegagalan struktural di kemudian hari, sesuatu yang coba dihindari oleh para insinyur.

Pin dan Standoff

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

Pin menyambungkan dua bagian atau lebih sehingga sejajar satu sama lain. Pin Merah dapat terhubung dengan satu bagian pada setiap sisinya. Sebaliknya, Pin Hijau dapat menghubungkan satu bagian di satu sisi dan dengan dua bagian di sisi lainnya.

	Manfaat menggunakan penahan dibandingkan dengan peniti bergantung sepenuhnya pada situasi. Pada gambar pertama di sebelah kiri, penahan yang disorot menawarkan integritas struktural yang jauh lebih besar daripada pin dalam situasi ini.
	Berikut adalah contoh di mana pin merah akan berfungsi lebih baik daripada penahan. Digunakan untuk mengamankan balok dengan aman tanpa ada ruang di antara balok yang satu dengan balok yang lain.
	Berikut adalah contoh pin hijau yang menahan tiga balok bersama-sama. Teknik membangun ini dapat digunakan saat ruang tidak tersedia.

Konektor

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

Berikut adalah contoh konektor yang digunakan, dilingkari merah. Konektor ini menyatukan dua balok. Konektor sangat penting saat mencoba membangun sumbu yang berbeda.

Balok dan Pelat

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

Roda Gigi dan Roda

Siswa juga akan belajar menggunakan kombinasi roda gigi dan roda melalui Unit. Roda gigi digunakan untuk memindahkan gaya dari satu posisi ke posisi lain. Hal ini dapat dilakukan dengan roda gigi berukuran sama untuk mentransfer gaya yang sama atau dengan menggunakan roda gigi berukuran bervariasi untuk menciptakan keunggulan kecepatan atau daya saat gaya ditransfer. Pin Merah Muda dapat digunakan untuk menyambungkan roda gigi ke balok atau pelat sambil tetap membiarkan roda gigi berputar bebas.

Tiga contoh penggunaan roda gigi dapat dilihat dalam pembuatan mobil super bermotor. Siswa akan belajar di Lab STEM yang menyertainya tentang perbedaan yang dapat dihasilkan oleh ukuran perlengkapan.

Alat Pin

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

Untuk menggunakan Penarik, masukkan pin ke dalam slot di hidung, tekan Alat Pin, dan tarik ke belakang. Pin harus mudah dilepaskan dari lubang. Jika pin tidak terekspos sebagian, Penekan dapat digunakan untuk mendorong sebagian pin hingga terlepas. Tuas paling tepat digunakan saat mencoba melepaskan dua balok atau pelat yang rata satu sama lain. Tuas dapat disisipkan di antara dua bagian dan digunakan untuk memisahkan bagian-bagian yang terhubung. Tonton video di bawah 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 terpikirkan untuk mengirim manusia ke Bulan atau Mars tanpa teknologi yang dibutuhkan untuk bepergian, menyelidiki, dan memelihara kehidupan di luar angkasa. Luar angkasa dan permukaan Mars merupakan lingkungan yang keras bagi manusia. Insinyur harus merancang dan membangun peralatan untuk melindungi Astronot dan memfasilitasi penyelidikan ilmiah di atmosfer Mars yang keras.

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

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

Inisiatif Saat Ini

Inisiatif Mars saat ini meliputi Mars 2020 milik NASA dan program Bulan ke Mars milik NASA. Misi Mars 2020 NASA saat ini sedang merencanakan proyek jangka panjang untuk eksplorasi robotik di permukaan dan atmosfer Mars. Misi penjelajah Mars 2020 membahas tujuan sains berprioritas tinggi untuk eksplorasi Mars, termasuk potensi kehidupan di Mars. Misi ini juga menyediakan kesempatan untuk mengumpulkan pengetahuan dan mendemonstrasikan teknologi yang menjawab tantangan ekspedisi manusia masa depan ke Mars. 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 terkini di blog Teachable Moments milik NASA. Teachable Moments adalah sumber daya interaktif yang mencakup wawancara 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 saat mendapat tekanan dari luar, seperti dorongan atau tarikan. Stabilitas adalah ketahanan suatu struktur terhadap gerakan yang tidak diinginkan seperti bergeser, terbalik atau runtuh. Bentuk dan bahan yang digunakan dalam suatu bangunan menentukan ketahanannya terhadap gaya-gaya ini, dan memengaruhi stabilitasnya. Biasanya, struktur dengan dasar yang lebar lebih stabil.

Keseimbangan

Insinyur tertarik pada bagaimana objek menyeimbangkan sehingga mereka dapat membangun struktur yang aman (auditorium, bianglala, dan landasan peluncuran). Struktur yang seimbang memiliki pusat gravitasi yang kuat, dan tidak mudah bergerak. Ia dirancang dan dibangun sedemikian rupa untuk menyeimbangkan gaya-gaya yang bekerja padanya, seperti gravitasi. Keseimbangan terutama penting dalam kasus di mana suatu struktur mungkin terdampak oleh beban berat atau fenomena alam yang tidak dapat diprediksi, seperti perjalanan luar angkasa.

Proses Desain Rekayasa

Siswa akan menggunakan Proses Desain Rekayasa (EDP) untuk merancang dan membangun pesawat ruang angkasa dan pangkalan Mars. EDP adalah serangkaian langkah yang diikuti para insinyur untuk menghasilkan solusi atas masalah. Seringkali, solusinya melibatkan perancangan produk yang memenuhi kriteria tertentu atau menyelesaikan tugas tertentu.

Standar Sains Generasi Berikutnya membagi EDP ke dalam langkah-langkah berikut: DEFINISI → KEMBANGKAN SOLUSI → OPTIMALKAN.

• Mendefinisikan masalah teknik melibatkan pernyataan masalah yang akan dipecahkan sejelas mungkin dalam hal kriteria keberhasilan, dan kendala atau batasan.
• Merancang solusi untuk masalah teknik dimulai dengan menghasilkan sejumlah kemungkinan solusi yang berbeda, lalu mengevaluasi solusi potensial untuk melihat mana yang paling memenuhi kriteria dan kendala masalah.
• Mengoptimalkan solusi desain melibatkan proses di mana solusi diuji dan disempurnakan secara sistematis dan desain akhir ditingkatkan dengan mempertimbangkan fitur-fitur yang kurang penting untuk fitur-fitur yang lebih penting.

EDP bersifat siklus atau berulang. 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 puas dengan hasilnya.

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