Latar belakang

Desainer dan Insinyur menciptakan solusi yang memecahkan masalah setiap hari. Dalam Unit ini, siswa akan menggunakan Proses Desain Rekayasa untuk membangun, menguji, dan memodifikasi Pendulum di Lab 1. Di Lab 2, siswa akan menggunakan Proses Desain Rekayasa untuk menguji dan memodifikasi elemen permainan Pendulum Kerplunk mereka.

Apa itu Proses Desain Rekayasa (EDP)?

Siswa akan menggunakan Proses Desain Rekayasa (EDP) saat mereka memodifikasi rancangan Pendulum mereka untuk mengatasi tantangan. 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.

EDP dapat dipecah menjadi beberapa langkah berikut: DEFINE → DEVELOP SOLUTIONS → OPTIMIZE.

Mendefinisikan masalah teknik melibatkan pernyataan masalah yang harus dipecahkan sejelas mungkin dalam hal kriteria keberhasilan, dan kendala atau batasan.
Merancang solusi untuk masalah teknik dimulai dengan menghasilkan sejumlah kemungkinan solusi yang berbeda, kemudian 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.

Diagram yang menunjukkan ikon yang mewakili tiga fase EDP yang ditata dalam segitiga. Di bagian atas, gelembung ucapan yang saling tumpang tindih dengan tanda tanya di dalamnya melambangkan Tentukan; di sudut kanan bawah, pensil menulis daftar yang melambangkan Kembangkan Solusi, dan di kiri bawah, kaca pembesar melambangkan Optimalkan. Ada tanda panah yang menghubungkan ketiga ikon yang menunjukkan pergerakan antar fase. — Definisikan, Rancang, dan Uji

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 puas dengan hasilnya.

Dalam Unit ini, siswa akan menggunakan EDP untuk memodifikasi rancangan Pendulum dan menguji bagaimana modifikasinya memengaruhi kinerja Pendulum. Kemudian, mereka akan menggunakan proses desain berulang untuk merancang permainan Pendulum Kerplunk mereka sendiri.

Apa itu Bandul?

Bandul adalah suatu benda yang digantung pada sebuah lengan. Lengan terpasang pada poros, yang merupakan titik untuk berayun. Objek tersebut secara alami akan menggantung karena gravitasi, tetapi jika didorong ke satu sisi, objek tersebut akan berayun dari sisi ke sisi (berosilasi). Frekuensi ayunan bandul akan tetap konstan hingga gravitasi dan gesekan menghentikan bandul tersebut. Tonton animasi di bawah untuk melihat bagaimana bandul bergerak.

Bandul secara historis telah digunakan dalam penunjuk waktu, pengukuran gravitasi, dan bahkan sebagai seismograf awal untuk mengukur gempa bumi. Dalam Unit ini, bentuk Pendulum digunakan sebagai dasar bagi siswa untuk bereksperimen saat mereka membuat permainan Pendulum Kerplunk. Siswa akan diminta untuk memodifikasi permainan Pendulum Kerplunk saat mereka membuat aturan dan tujuan mereka sendiri.

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 di Unit Permainan Pendulum Kerplunk.

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.

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.

Perbandingan berdampingan antara menghubungkan dua balok abu-abu dengan pin versus penahan. Di sebelah kiri, dua balok abu-abu dihubungkan dengan dua pin merah, membuat balok-balok tersebut saling bersentuhan dan terhubung secara datar. Di sebelah kanan, dua penahan oranye digunakan untuk menghubungkan dua balok abu-abu, menyisakan ruang di antara balok. — Pin dan Standoff

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 koneksi sudut siku-siku serta koneksi paralel.

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 1 lubang) tidak stabil seperti balok besar (lebar 2 lubang) atau pelat (lebar 3 lubang atau lebih).

Ada beberapa balok unik termasuk empat Balok Sudut. Sinar ini menciptakan sudut 45 atau 90 derajat. Balok unik lainnya termasuk Balok Tipis Biru yang memiliki satu lubang yang sesuai dengan poros dan memungkinkan balok berputar, dan memiliki lubang tambahan untuk sambungan standar. Balok Beralur Merah Muda dapat digunakan untuk mengamankan Karet Gelang atau tali pada suatu bangunan.

Gambar balok dan pelat dari poster VEX GO Parts yang memperlihatkan orientasi ukuran dan variasi warna dan bentuk. — Balok dan Pelat

Potongan Unik

Spacer dapat digunakan untuk menambah ruang antar bagian atau sebagai kerah untuk poros. Pengatur jarak terutama berguna untuk memberi ruang agar suatu bagian dapat bergerak bebas dalam suatu bangunan.

Karet Gelang adalah karet gelang elastis yang digunakan dalam berbagai cara dalam pembuatan VEX GO, seperti menghasilkan tenaga atau untuk menghubungkan katrol. Meregangkan Karet Gelang ke berbagai panjang akan memberikan jumlah energi potensial berbeda yang dapat diubah menjadi energi kinetik untuk memberi tenaga pada bagian bangunan.

Tali Panjang dan Tali Pendek adalah bagian serbaguna yang memiliki banyak aplikasi dalam build VEX GO. Secara khusus, mereka dapat digunakan untuk menempelkan bagian-bagian atau memfasilitasi transfer energi dalam suatu bangunan.

Tali hitam dan putih dari GO Kit diperlihatkan. Tali hitam berada di atas dan lebih pendek daripada tali putih di bawah. Di sebelah kanan ada pemisah berwarna abu-abu. — Tali dan Pengatur Jarak

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 animasi di bawah untuk melihat cara menggunakan Pin Tool.

< Kembali Kembali ke Lab Berikutnya >