彈簧板:免焊接又簡單便宜的原型板

一月 13, 2015
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每當年輕Maker的眼神跟著導電麵團上的LED一同亮起,我總替他們感到無比興奮。但這股興奮之情往往會在學著用無焊麵包板後轉變成挫折和沮喪。

為了減輕這種挫敗感,我請出有50年歷史的骨董──「彈簧板」來幫忙。今日彈簧板已很少見,但可花很少的錢輕鬆自製。彈簧板線路類似麵包板,很適合作為進階到麵包板的跳板,之後使用麵包板比較不會感到挫折。


材料

  • 膠合板或軟木板,4″×6″×3/4″
  • 兩端有線圈的彈簧,2”(2)
  • 兩端有線圈的彈簧,1/2”(4-15)
  • 木螺絲,3/4”(每個彈簧兩個)
  • 電池:我用1顆9V電池。
  • 扣式電池連接器

工具

  • 電鑽
第1步:設計自己的板子
  • 在板子上排好彈簧(不要有任何拉扯),畫上要固定的位置。彈簧的數量依電路板的複雜程度而定。最基本的設計是在板子左右兩邊各放一個垂直2”彈簧,將兩排1/2”彈簧水平排在他們之間,每列兩到三個彈簧。電路越複雜需要越多列。彈簧之間需有適當間隔,讓放置在中間的LED兩個接腳可以連接到兩側的彈簧(大概3/4″寬);如果需要使用電晶體等較小的電子元件,間隔可以緊密一些。

第2步: 鎖上彈簧

  • 用電鑽把彈簧固定在板上,不要讓螺絲彼此接觸(裝修用螺絲釘最適合用於彈簧間距小的板子)。

第3步:通電

  • 彈簧板的電源可以使用扣式電池連接器,也可以使用連接處剝線後的512伏特變壓器。用尖銳物體(如三用電表探針)分開其中一個2彈簧,並連接電源正極。電源負極則連接到另一個2彈簧。分別連接兩側彈簧和元件,如有需要可使用跳線。
  • 彈簧板讓電路的連接一目了然,能輕鬆練習在不同位置使用三用電表。當學生發現彈簧板已經無法滿足他們的需求時,就可以升級到麵包板了。

結論

彈簧板其他應用

Make專題區」(Project Make)使用過「濕軟電路」(Squishy Circuits)套件中的導電黏土和電子元件教導學生探索電路連接,學生可以從中學習到基礎的電路概念,例如兩極、通路、斷路、串聯、並聯、短路、開關等。

教學範例和課程的連結

我們使用Charles Pratt的《圖解電子實驗專題製作》(Make: Electronics)做為基礎範例。學生學習了三用電表的使用方式,熟悉了所需要的電子元件,也大略了解一些歷史和理論(甚至數學),然後就可以開始使用彈簧板。我們用鱷魚夾取代《圖解電子實驗專題製作》實驗裡的跳線,實驗3和實驗4裡的彈簧板就是我用彈簧板製作的第一個專題範例,至今還在使用。

在教學中使用彈簧板並且研發不同課程範例的過程恰巧體現了Maker精神。在某個暑假,我從一位退休教師那裡接收到一組裝有144個彈簧的10 x 12彈簧板,有種撿到寶的感覺,我想用雷射切割機製作小型的模型,不過我當時還沒想到要如何在課堂上使用彈簧板,所以我只是切割了幾塊彈簧板,用樹脂將它們黏貼在一塊木頭上,就完成版本1.0的彈簧板範例了。

我製作了幾種雷射切割的彈簧板版本(例如這款用Inkscape設計的附件),不過還是這篇文章提過的版本最簡單實用。練習在彈簧板測量間距並設置彈簧,學習使用手鋸或電鋸、槌子或鑽頭等不同工具,這一切都是電路學中基本的技巧,再複雜的電路都是從基本開始。而每次組裝完成後,都還會拆解電路,以便再次利用元件,只會留一兩個成品作為之後的課堂範本。
學生從彈簧板進階到更複雜的麵包板電路之前,最後一道難關就是在LED閃爍專題(參考這個Madlab專題),需要連接電容、電晶體等。


CASEY SHEA
凱西在塞瓦斯托(MAKE的故鄉)的波爾安納利高中教數學和自造者計劃。除了指導學生自造的技巧外,他也熱衷和教育工作者分享如何利用現代工具為教室打造客製化的教材。

(圖:茱莉衛斯特;照片岡瑟基爾希
(譯:江惟真、劉盈孜)

原文

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