Latar belakang

Para desainer dan insinyur menciptakan solusi yang memecahkan masalah setiap hari. Pada Unit ini, siswa akan menggunakan Proses Desain Teknik untuk membangun, menguji, dan memodifikasi Pendulum di Lab 1. Di Lab 2, siswa akan menggunakan Proses Desain Teknik untuk menguji dan memodifikasi elemen-elemen dari permainan Pendulum Kerplunk mereka.

Apa itu Proses Desain Teknik (EDP)?

Para siswa akan menggunakan Proses Desain Teknik (EDP) saat mereka memodifikasi konstruksi pendulum mereka untuk memecahkan tantangan. 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.

Proses EDP dapat dipecah menjadi langkah-langkah berikut: DEFINISIKAN → KEMBANGKAN SOLUSI → OPTIMASI.

Mendefinisikan masalah teknik 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.

Diagram yang menunjukkan ikon-ikon yang mewakili tiga fase EDP yang disusun dalam bentuk segitiga. Di bagian atas, gelembung ucapan yang saling tumpang tindih dengan tanda tanya di dalamnya mewakili Definisi; di sudut kanan bawah, pensil menulis daftar yang mewakili Pengembangan Solusi, dan di kiri bawah, kaca pembesar mewakili Optimalisasi. Terdapat panah yang menghubungkan ketiga ikon tersebut, menunjukkan pergerakan antar fase. — Mendefinisikan, Merancang, dan Menguji

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.

Pada unit ini, siswa akan menggunakan EDP untuk memodifikasi konstruksi pendulum dan menguji bagaimana modifikasi mereka memengaruhi kinerja pendulum. Kemudian, mereka akan menggunakan proses desain iteratif untuk mendesain game Pendulum Kerplunk mereka sendiri.

Apa itu Bandul?

Bandul adalah benda yang memiliki lengan. Lengan tersebut terhubung ke poros, yang merupakan titik tumpu untuk berayun. Benda tersebut secara alami akan menggantung ke bawah karena gravitasi, tetapi jika didorong ke satu sisi, benda tersebut akan berayun dari sisi ke sisi (berosilasi). Frekuensi ayunan pendulum akan tetap konstan hingga gravitasi dan gesekan menghentikan pendulum tersebut. Saksikan animasi di bawah ini untuk melihat bagaimana pendulum bergerak.

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

Komponen dalam Kit VEX GO

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 dalam Unit Permainan Pendulum Kerplunk.

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.

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.

Perbandingan berdampingan antara menghubungkan dua balok abu-abu dengan pin versus penyangga. Di sebelah kiri, dua balok abu-abu dihubungkan dengan dua pin merah, sehingga balok-balok tersebut saling bersentuhan dan terhubung rata. Di sebelah kanan, dua penyangga berwarna oranye digunakan untuk menghubungkan kedua balok abu-abu, menyisakan ruang di antara balok-balok tersebut. — Pin dan Penyangga

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 siku-siku serta koneksi paralel.

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

Terdapat beberapa jenis pancaran cahaya yang unik, termasuk empat Pancaran Cahaya Sudut. Sinar-sinar ini menciptakan sudut 45 atau 90 derajat. Balok unik lainnya termasuk Balok Tipis Biru yang memiliki satu lubang yang dapat dipasangi poros dan memungkinkan balok berputar, serta memiliki lubang tambahan untuk sambungan standar. Balok Berlubang Merah Muda dapat digunakan untuk mengamankan Karet Gelang atau tali dalam sebuah konstruksi.

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

Potongan Unik

Spacer dapat digunakan untuk menambah jarak antar bagian atau sebagai cincin untuk poros. Spacer sangat berguna untuk memberi ruang agar suatu bagian dapat bergerak bebas dalam proses perakitan.

Karet gelang adalah pita elastis yang digunakan dalam berbagai cara pada konstruksi VEX GO, seperti untuk menghasilkan tenaga atau untuk menghubungkan katrol. Dengan meregangkan karet gelang ke panjang yang berbeda, konstruksi tersebut akan memiliki jumlah energi potensial yang berbeda, yang dapat diubah menjadi energi kinetik untuk menggerakkan bagian dari konstruksi tersebut.

Tali Panjang dan Tali Pendek adalah komponen serbaguna yang memiliki banyak aplikasi dalam pembuatan model VEX GO. Secara khusus, mereka dapat digunakan untuk menyambungkan bagian-bagian atau memfasilitasi transfer energi dalam suatu konstruksi.

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

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. Saksikan animasi di bawah ini untuk melihat cara menggunakan Alat Pin.

< Kembali Kembali ke Lab Berikutnya >