Litar Buzzer Dua Butang

Bahan Binaan (Untuk setiap pasukan)

Bahan yang Diperlukan

• Empat tong kecil atau kotak kadbod untuk memisahkan barang kitar semula
• Kotak kadbod yang rosak atau kepingan kadbod lain
• Gulungan kertas (pembungkus, seni) atau kepingan rak rak (digunakan untuk tali sawat)
• Jaring longgar

Bahan Pilihan

• Kipas atau pengering rambut
• Tangga tangga atau tangga (untuk membolehkan perubahan ketinggian untuk pelongsor, dll.)
• Tongkat magnet atau magnet besar lain

Bahan Ujian

• Pelbagai jenis bahan kitar semula yang bersih dan kering (plastik, kaca, tin logam / aluminium, dan kertas) dalam tong sampah atau kotak kitar semula yang besar
• Meja panjang atau beberapa meja pendek diletakkan bersama

Bahan

• Pelbagai jenis bahan kitar semula yang bersih dan kering (plastik, kaca, tin logam / aluminium, dan kertas) dalam tong sampah atau kotak kitar semula yang besar
• Meja panjang atau beberapa meja pendek diletakkan bersama

Proses

Letakkan reka bentuk di atas meja panjang (atau beberapa meja pendek diletakkan bersama-sama), tambahkan barang kitar semula ke reka bentuk dan dokumentasikan seberapa baik setiap reka bentuk menyusun barang kitar semula ke dalam tong berasingan.

Cabaran Design

Anda adalah pasukan jurutera yang diberi cabaran untuk melukis skema untuk mengembangkan rangkaian buzzer dua butang yang akan mensimulasikan bagaimana bel pintu di pintu depan dan belakang dapat membunyikan bel atau bel pintu.

Kriteria

• Mesti melukis skema.
• Buzzer harus mensimulasikan bagaimana bel pintu berdering.

Kekangan

• Gunakan hanya bahan yang disediakan.

1. Pecahkan kelas kepada pasukan 3-4.
2. Keluarkan lembaran kerja Two Button Buzzer Circuit, serta beberapa helai kertas untuk membuat lakaran reka bentuk.
3. Bincangkan topik di Bahagian Konsep Latar Belakang. Bincangkan bagaimana loceng pintu berfungsi. Mempunyai contoh buzzer dua butang untuk ditunjukkan kepada pelajar.
4. Kaji Proses Reka Bentuk Kejuruteraan, Cabaran Reka Bentuk, Kriteria, Kekangan dan Bahan.
5. Sediakan setiap pasukan dengan bahan mereka.
6. Jelaskan bahawa pelajar mesti melukis gambarajah skematik dan membina buzzer dua butang.
7. Umumkan jumlah masa yang mereka ada untuk merancang dan membina (disyorkan 1 jam).
8. Gunakan pemasa atau jam randik on-line (fitur undur) untuk memastikan anda tetap tepat waktu. (www.online-stopwatch.com/full-screen-stopwatch). Beri pelajar "pemeriksaan masa" secara berkala agar mereka tetap bertugas. Sekiranya mereka bergelut, ajukan soalan yang akan membawa mereka ke penyelesaian lebih cepat.
9. Arahkan pelajar melukis gambarajah skema penyediaan buzzer dua butang sebelum mereka mula membina.
10. Pasukan membina reka bentuk mereka.
11. Uji reka bentuk buzzer menggunakan bateri D.
12. Sebagai kelas, bincangkan soalan refleksi pelajar.
13. Untuk lebih banyak kandungan mengenai topik ini, lihat bahagian "Menggali Lebih Mendalam".

Idea Sambungan

Pelajar membina litar buzzer dua butang yang menjangkau dari satu kelas ke kelas yang lain! 

Refleksi Pelajar (buku nota kejuruteraan)

1. Adakah terdapat batasan bilangan suis yang dapat anda kumpulkan bersama untuk menyebabkan bel berbunyi? Sekiranya ya, mengapa? Sekiranya tidak, mengapa tidak?
2. Adakah konsep litar yang sama ini berfungsi untuk pembuka pintu garaj dengan dua butang (satu di dalam kereta dan satu di garaj)? Kenapa? Kenapa tidak?

Pelajaran boleh dilakukan dalam masa 1 kelas untuk pelajar yang lebih tua. Walau bagaimanapun, untuk membantu pelajar daripada berasa tergesa-gesa dan untuk memastikan kejayaan pelajar (terutamanya untuk pelajar yang lebih muda), bahagikan pelajaran kepada dua tempoh memberi pelajar lebih masa untuk sumbang saran, menguji idea dan memuktamadkan reka bentuk mereka. Menjalankan ujian dan taklimat dalam tempoh kelas seterusnya.

Apa itu Litar Mudah? 

Litar Sederhana Litar sederhana terdiri daripada tiga elemen minimum yang diperlukan untuk melengkapkan litar elektrik yang berfungsi: sumber elektrik (bateri), jalan atau konduktor yang mengalir elektrik (wayar) dan perintang elektrik (lampu) yang mana-mana peranti yang memerlukan elektrik untuk beroperasi. Ilustrasi di bawah menunjukkan litar sederhana yang mengandungi satu bateri, dua wayar, suis, dan mentol. Aliran elektrik berasal dari terminal berpotensi tinggi (+) bateri melalui mentol (menyalakannya), dan kembali ke terminal negatif (-), dalam aliran berterusan ketika suis berada di posisi aktif sehingga arus dapat aliran.

Gambarajah Skema Litar Mudah  

Berikut adalah rajah skematik litar sederhana yang menunjukkan simbol elektronik untuk bateri, suis, dan mentol.

Meniru Suis 

Menyimulasikan Suis dengan Memutuskan Kawat atau Menambah Pensil

Terdapat beberapa cara untuk mensimulasikan suis dalam litar sederhana. Cukup melepas dan mengganti wayar dari mentol boleh berfungsi sebagai suis. Suis lain yang mudah boleh dibuat dengan memasang hujung salah satu wayar ke hujung pemadam pensil menggunakan gelang getah. Kemudian pasangkan gelang getah yang lain ke hujung pensil yang lain, dan dengan meletakkan hujung yang lain di atas - dan kemudian dari - wayar penyambung, anda telah membuat suis. Jenis konduktor lain juga dapat digunakan dalam reka bentuk suis, seperti kerajang aluminium, klip rambut, klip kertas, pengikat kertas, dan beberapa pena logam.

Reading yang disyorkan

• Buzz Mati! Bina Bel Elektronik Sendiri (Troll Assoc., ISBN: 0816761965)
• Siri Saksi Mata DK: Elektrik (ISBN: 0751361321)
• Elektrik Saksi Mata, oleh Steve Parker (DK Publishing, ISBN: 0789455773)
• Bagaimana Sains Berfungsi, oleh Judith Hann (Readers Digest, ISBN: 0762102497)

Aktiviti Menulis

Tulis esei atau perenggan yang menerangkan contoh lain dari dua butang (suis) yang mengendalikan peranti elektrik (pintu garaj, lampu tangga, komputer dipasang ke jalur kuasa). Bagaimana litar ini berbeza dengan contoh buzzer?

Penyelarasan dengan Kerangka Kurikulum

Catatan: Rancangan pelajaran dalam siri ini diselaraskan dengan satu atau beberapa set standard berikut:

• Piawaian Pendidikan Sains (http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=4962)
• S. Piawaian Sains Generasi Seterusnya (http://www.nextgenscience.org/)
• Piawaian Persatuan Teknologi Pendidikan Antarabangsa untuk Literasi Teknologi (http://www.iteea.org/TAA/PDFs/xstnd.pdf)
• S. Majlis Kebangsaan Prinsip dan Piawaian Matematik untuk Matematik Sekolah (http://www.nctm.org/standards/content.aspx?id=16909)
• S. Standard Negeri Teras Umum untuk Matematik (http://www.corestandards.org/Math)
• Persatuan Guru Sains Komputer Standard Sains Komputer K-12 (http://csta.acm.org/Curriculum/sub/K12Standards.html)

Piawaian Pendidikan Sains Negara Gred K-4 (umur 4 - 9)

STANDARD KANDUNGAN A: Sains sebagai Inkuiri

Hasil daripada aktiviti, semua pelajar harus berkembang

• Keupayaan yang diperlukan untuk melakukan penyelidikan saintifik
• Memahami mengenai penyelidikan saintifik

STANDARD KANDUNGAN B: Sains Fizikal

Hasil daripada aktiviti tersebut, semua pelajar harus mengembangkan pemahaman tentang

• Cahaya, haba, elektrik, dan daya tarikan

STANDARD KANDUNGAN E: Sains dan Teknologi

Hasil daripada aktiviti, semua pelajar harus berkembang

• Memahami mengenai sains dan teknologi

Piawaian Pendidikan Sains Negara Gred 5-8 (umur 10 - 14)

STANDARD KANDUNGAN A: Sains sebagai Inkuiri

Hasil daripada aktiviti, semua pelajar harus berkembang

• Keupayaan yang diperlukan untuk melakukan penyelidikan saintifik
• Pemahaman mengenai penyelidikan saintifik

STANDARD KANDUNGAN B: Sains Fizikal

Hasil daripada aktiviti mereka, semua pelajar harus mengembangkan pemahaman tentang

• Pemindahan tenaga

STANDARD KANDUNGAN E: Sains dan Teknologi

Hasil daripada aktiviti, semua pelajar harus berkembang

• Persefahaman mengenai sains dan teknologi

Piawaian Sains Generasi Seterusnya Gred 3-5 (Usia 8-11)

Tenaga      

Pelajar yang menunjukkan kefahaman dapat:

• 4-PS3-4. Terapkan idea saintifik untuk merancang, menguji, dan menyempurnakan peranti yang menukar tenaga dari satu bentuk ke bentuk lain.

Piawaian Sains Generasi Seterusnya Gred 3-5 (Usia 8-11)

Rekabentuk kejuruteraan

Pelajar yang menunjukkan kefahaman dapat:

• 3-5-ETS1-1. Tentukan masalah reka bentuk ringkas yang menggambarkan keperluan atau kehendak yang merangkumi kriteria yang ditentukan untuk berjaya dan kekangan pada bahan, masa, atau kos.
• 3-5-ETS1-2.Menjana dan membandingkan pelbagai kemungkinan penyelesaian terhadap masalah berdasarkan seberapa baik masing-masing memenuhi kriteria dan kekangan masalah.

Piawaian Sains Generasi Seterusnya Gred 6-8 (Usia 11-14)

Rekabentuk kejuruteraan

Pelajar yang menunjukkan kefahaman dapat:

• MS-ETS1-2 Menilai penyelesaian reka bentuk yang bersaing menggunakan proses sistematik untuk menentukan sejauh mana ia memenuhi kriteria dan kekangan masalah.

Piawaian untuk Literasi Teknologi - Semua Umur

reka bentuk

• Standard 8: Pelajar akan mengembangkan pemahaman tentang atribut reka bentuk.
• Standard 9: Pelajar akan mengembangkan pemahaman mengenai reka bentuk kejuruteraan.

Standard 10: Pelajar akan mengembangkan pemahaman mengenai peranan penyelesaian masalah, penyelidikan dan pengembangan, penemuan dan inovasi, dan eksperimen dalam penyelesaian masalah.

Bekerja sebagai satu pasukan, anda perlu mengembangkan rangkaian buzzer dua butang yang akan mensimulasikan bagaimana bel pintu di pintu depan dan belakang dapat membunyikan bel atau bel pintu. 

1. Baca helaian Rujukan Pelajar yang diberikan kepada pasukan anda.
2. Lukis gambarajah skematik penyediaan buzzer dua butang di bawah.
3. Setelah pasukan anda mempunyai rajah yang sesuai, bina litar anda dengan bahagian yang disediakan oleh guru anda (wayar, bateri, dua butang (suis), dan buzzer).
4. Jawab soalan yang terdapat pada lembaran kerja pelajar ini.
5. Mempersembahkan reka bentuk kumpulan anda ke kelas selepas pembinaan.

Lukiskan skema reka bentuk litar buzzer dua butang pada kotak di bawah.

Adakah terdapat batasan bilangan suis yang dapat anda kumpulkan bersama untuk menyebabkan bel berbunyi? Sekiranya ya, mengapa? Sekiranya tidak, mengapa tidak?

Adakah konsep litar yang sama ini berfungsi untuk pembuka pintu garaj dengan dua butang (satu di dalam kereta dan satu di garaj)? Kenapa? Kenapa tidak?

Idea lanjutan - membina litar buzzer dua butang yang menjangkau dari satu kelas ke kelas yang lain!