STEM X 校園：組裝遙控車不簡單
【明報專訊】活動當日先由棉紡會中學設計與科技科主任鄭明忠(鄭sir)主持工作坊，向參與的小學生講解製作無線遙控車所需的材料及其結構。每間小學獲派兩份材料，自行組裝兩部遙控車。
■組裝遙控車(圖a)
愈快組裝完成遙控車，便有愈多時間「試車」，比賽時的操控可更純熟！
材料：摩打、亞加力膠片、不鏽鋼珠、螺絲等
1. 把不鏽鋼珠及2個摩打，以螺絲安裝在亞加力膠片上
2. 在最底層的亞加力膠片裝上銅柱，並安裝第2層膠片。以同樣做法，組裝第3層膠片
3. 在車身兩側裝上車輪
4. 把電池裝入電池盒
■遙控車結構
◆3層結構
遙控車有3層亞加力膠片結構，鄭sir透露，在最後的設計版本，只剩底下兩層具結構性作用，會在此安裝所有必要零件，「但我們仍然保留3層的結構，因比兩層牢固，外型也較美觀」。他解釋，比賽時遙控車會互相碰撞，車身較脆弱的部分或爆開，測試時車身便曾有損毁。而3層亞加力膠片以多條銅柱連接，可加固結構。
◆車前弧度控球
鄭sir表示，曾多次調整遙控車設計，例如嘗試以不同方法控制小足球，令遙控車推球時球不會四處亂竄，「原本設計有3個車輪，利用其中一個卡住足球，但因球與地面之間磨擦力太大，令遙控車難以移動」。他們最後決定把亞加力膠片其中一邊切割成具弧度，以便控球。
◆車身前傾
「我們試過把車身設計成呈水平直線，但很難控制好『小足球』，球很容易滾到別處；車身向後傾斜也不行，會令球卡住(在亞加力膠片與地板之間)」。鄭sir表示，遙控車稍微前傾，控球效果最理想，但為免過度傾斜，組裝時需要在車身後方裝上一顆不鏽鋼珠作負重，平衡車身。
◆轉彎單邊 車輪不動
該遙控車有兩個車輪，可同時向前或向後轉動，推動遙控車。車子又如何向左或向右轉呢？鄭sir說：「若同學細心留意，遙控車轉彎時，其中一個車輪是不動的。」該校設計與科技科教師劉銘恒(劉sir)續稱，情况就如用圓規畫圓圈，其中一點固定作為重心，另一點移動，便可畫出弧形，遙控車則可走出轉彎的路線。
◆摩打轉電能為動能
利用摩打可將電能轉化並產生動能，遙控車設有兩個摩打，由電池供電，再分別推動兩個車輪。鄭sir提醒，若摩打的正負極與電池接駁相反，摩打仍會運作及推動遙控車移動，但方向也會相反，難以操控。
◆2.4G無線技術
比賽期間，遙控車與遙控器的連接使用了2.4G無線技術。鄭sir表示，2.4G是指在ISM頻段中，2.4至2.4835GHz之間的頻率，ISM頻段全名為Industrial Scientific Medical Band，由美國聯邦通訊委員會(Federal Communications Committee)定義，顧名思義即免費預留予工業、科技及醫療使用的頻率。
劉sir稱，使用2.4G技術，頻譜配對後較少受干擾，比藍牙連接穩定，因藍牙屬更近距離的信號傳輸技術，若同學在遙控車與遙控器之間走過，也可能受干擾。
學生比賽期間，偶爾也出現受干擾情况，遙控器未能指揮遙控車，劉sir解釋：「若兩組機的頻譜接近，遙控車又靠近，便可能發生干擾。」學生需關上遙控器再開啟，以取得另一個頻譜。
■冠軍經驗取勝
經過多場賽事後，由慈幼葉漢千禧小學奪得冠軍。該校教師、資訊科技統籌凌家豪表示，參與今次比賽的均為六年級學生，也是聯課活動「小小工程師」的成員，「活動與電腦科的課程結合，內容有組裝四驅車、製作3D動畫、編寫程式等」。他認為，學生在校內有操控機械人的經驗，有利他們今次的表現。
■知多點
遙控車結構主要由亞加力膠片組成，棉紡會中學利用電腦軟件輸入所需形狀及尺寸，再用雷射切割機裁剪，快捷方便。試驗期間要更改設計，也可迅速看到成果。
■想一想
1. 若由你設計一部遙控車，你會使用什麼物料？為什麼？
2. 比賽只有一個冠軍，若你參賽落敗了，有什麼感受？
■關鍵詞
遙控車 remote control car
車輪 wheel
頻譜 spectrum
文：曾嘉敏
圖：劉焌陶、曾嘉敏
[常識學堂 090期]
