Latar belakang

Dalam Unit ini, siswa akan memodifikasi suatu bangunan untuk memecahkan masalah dan membuat pengamatan seputar kinerjanya.

Apa saja yang dapat dimodifikasi dalam build VEX GO?

Insinyur menerapkan prinsip sains dan matematika untuk mengembangkan solusi bagi berbagai masalah. Salah satu cara untuk melakukannya adalah melalui inovasi desain terkini untuk meningkatkan performa dengan mengubah berbagai komponen bangunan. 

Ada banyak bagian yang dapat dimodifikasi siswa pada build VEX GO:

• Subsistem Struktur- Bagian-bagian ini adalah “kerangka” robot tempat semua bagian lainnya terpasang. Subsistem ini terdiri dari semua komponen struktural utama dalam kit VEX GO. Potongan-potongan ini (balok, pelat, konektor, penahan, dan pin) tersedia dalam berbagai bentuk dan ukuran. Potongan-potongan ini saling terhubung untuk membentuk rangka robot, yang biasanya disebut sasis.
  • Pusat Gravitasi - Pusat gravitasi bangunan adalah tempat sebagian besar beban bertumpu pada bangunan. Bangunan yang diam akan paling stabil ketika bebannya terpusat, namun teknisi terkadang membuat modifikasi pada pusat gravitasi untuk mengubah kinerja bangunan.
• Subsistem Gerak- Subsistem Gerak (roda gigi, katrol, roda, motor, tali, kenop, poros, dan kerah poros) digabungkan dengan komponen Subsistem Struktur di sebagian besar bangunan. Itu seperti otot yang melekat pada kerangka tubuh manusia.  Sebagian besar komponen gerak VEX GO menggunakan lubang persegi, yang dipasang pada poros VEX GO yang berbentuk persegi.
  • Drivetrain- Meskipun beberapa bangunan menjalankan tugasnya tanpa bergerak, bangunan tersebut sering kali perlu berpindah dari satu lokasi ke lokasi lain.  Siswa biasanya akan menggunakan semacam komponen beroda yang disebut drivetrain untuk memungkinkan mobilitas suatu bangunan.

• Contoh Modifikasi pada Mobil Pegas- Siswa akan mengembangkan dan menguji modifikasi pada Mobil Pegas di laboratorium. Pastikan Anda memiliki cukup ruang untuk pengujian; gunakan lorong panjang atau area lantai pusat kebugaran.

  Berikut ini adalah beberapa contoh modifikasi yang dapat dicoba siswa dan hasil umumnya:

  • Mobil Pegas dengan karet gelang yang dililitkan dua kali pada pin.

    •  Bagian “pegas” pada mobil sangat vital bagi pergerakan Mobil Pegas. Semakin Anda meregangkan karet gelang, semakin banyak energi potensial yang tersimpan, dan semakin jauh dan cepat mobil harus melaju. Ketebalan karet gelang juga mempengaruhi jarak, karena karet gelang yang lebih tebal lebih sulit diregangkan daripada karet gelang yang tipis. Karet gelang yang disertakan dalam perlengkapan VEX GO terbuat dari silikon yang membuat mekanisme pemasukan Anda dapat mencengkeram objek dengan lebih mudah tetapi tidak berfungsi lebih baik untuk penggunaan pemanjangan seperti halnya karet gelang sintetis. Oleh karena itu, menggandakan karet gelang bukanlah modifikasi yang bekerja dengan baik dan malah dapat merusak karet gelang.

  • Mobil Pegas dengan dua karet gelang di atas pin

    • Karena semakin Anda meregangkan karet gelang, maka mobil harus melaju semakin jauh dan cepat sebagaimana dijelaskan pada contoh sebelumnya, siswa mungkin ingin menggunakan kedua karet gelang dari perlengkapan tersebut.  Jika mereka meregangkan dua diantaranya, mereka akan mendapat gaya dua kali lipat, yang memungkinkan Mobil Pegas bergerak lebih jauh.

  • Mobil Musim Semi dengan roda depan diganti dengan Roda Biru

    • Modifikasi ini memungkinkan Spring Car melaju lebih jauh karena stabilitas mobil meningkat berkat roda yang lebih lebar.

Apa itu Proses Desain Rekayasa?

Siswa akan menggunakan Proses Desain Rekayasa (EDP) untuk memodifikasi Mobil Pegas guna meningkatkan kinerjanya. EDP adalah serangkaian langkah yang digunakan para insinyur untuk menemukan solusi atas suatu masalah. Seringkali, solusinya melibatkan perancangan produk yang memenuhi kriteria tertentu atau menyelesaikan tugas
. EDP dapat dipecah menjadi beberapa langkah berikut: DEFINE → DEVELOP SOLUTIONS → OPTIMIZE.

• Mendefinisikan masalah teknik melibatkan pernyataan masalah yang akan dipecahkan sejelas mungkin dalam hal kriteria keberhasilan, serta 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 mengorbankan fitur yang kurang penting untuk 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.

Pada Unit ini, siswa akan menggunakan EDP untuk memodifikasi Spring Car guna meningkatkan kinerjanya.   Setelah pembangunan awal, kelompok akan mengajukan pertanyaan untuk meningkatkan desain Spring Car guna meningkatkan kinerja. Ini adalah Proses Desain Rekayasa yang sama yang dicakup oleh Standar Sains Generasi Berikutnya (NGSS).

Apa praktik observasi yang baik?

Salah satu langkah terpenting dalam Metode Ilmiah dan Proses Desain Rekayasa adalah pengujian.  Para ilmuwan dan insinyur tidak akan tahu apakah mereka berhasil dalam hasil penelitian mereka tanpa mengumpulkan data dengan melakukan pengamatan selama langkah pengujian.

Ada dua jenis observasi:

• Pengamatan Alamiah: Jenis ini terdiri dari pengamatan terhadap sesuatu dalam keadaan alamiahnya tanpa campur tangan apa pun. Dalam jenis pengamatan ini, para ilmuwan mengamati dan menunggu suatu peristiwa terjadi selama percobaan.
• Observasi Bertahap: Insinyur dan ilmuwan biasanya mengelilingi proyek mereka di sekitar “bagaimana jika… " pertanyaan. “Apa letak pusat gravitasi pada bangunan ini?” “Bagaimana jika saya mengubah panjang balok pada sasis?” Dalam jenis pengamatan ini, penguji campur tangan dan mengamati hasilnya. Jenis pengujian ini dapat diamati berkali-kali karena dapat dibuat ulang.

Saat melakukan observasi bertahap, ada beberapa pedoman yang harus diikuti:

• Tentukan terlebih dahulu apa yang ingin Anda amati. Hal ini harus dilakukan pada tahap perencanaan Proses Desain Rekayasa. Suatu kelompok tidak dapat menentukan keberhasilan jika mereka tidak tahu apa yang mereka periksa.
• Ubah hanya satu elemen pada satu waktu. Semua yang lain harus tetap sama sehingga dapat ditentukan apakah elemen yang diuji berhasil.
• Tentukan jumlah observasi yang dibutuhkan. Waktu, perlengkapan, dan lokasi mungkin menjadi faktor dalam menentukan berapa kali suatu pengujian dapat dibuat ulang.
• Buatlah jadwal. Jika beberapa kelompok melakukan uji coba di tempat yang sama, jadwal akan memastikan tidak ada kebingungan dan setiap orang mendapat kesempatan menguji rancangannya.
• Catatlah pengamatan Anda sehingga orang lain dapat menggunakannya.  Gunakan istilah yang tepat dan pengukuran yang akurat saat merekam data Anda. 
• Tentukan alat apa yang akan digunakan. Ada banyak jenis alat yang digunakan teknisi saat melakukan pengujian. 
  • Alat-alat ini memungkinkan pengamatan yang lebih tepat dan akurat:
    • Penguasa
    • Termometer
    • Timbangan
    • Kamera