自製好玩的LED竹蜻蜓發射器

六月 21, 2017
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這個專題分為兩個部分,不只要發光,還要在天上飛!本文摘錄自《小朋友的電子學:DIY簡單又有趣的專題》(暫譯)(Electricity for Young Makers: Fun and Easy Do-It-Yourself Projects),可於線上或書店購買。
PARTS
  • 冰棒棍(3)
  • 橡皮筋(3),#33,細長
  • CR2032電池
  • 標準LED,任何顏色皆可
  • 玉米脆片紙盒或其他厚紙板
TOOLS
  • 護目鏡
  • 萬用膠布
  • 剪刀
  • 尖嘴鉗或剪線鉗
  • 鉛筆

打造發射器

1. 蒐集材料

為專題的第一部分蒐集材料。你需要兩支冰棒棍、三條#33橡皮筋以及一些萬用膠布。你不用太在意橡皮筋的尺寸,只要夠薄、具延展性以及夠長就可以了(#33橡皮筋寬⅛”,長3½”)。

2. ​串連橡皮筋

首先,我們要將三條橡皮筋串連起來。請先抓住橡皮筋中間,在一端形成約硬幣大小的圓圈。接著,將另一條橡皮筋整個穿過圓圈,繞一圈後穿過自己的另一端,形成一個很棒的結(圖A)。第三條橡皮筋也如法炮製,將三條橡皮筋串連起來。
圖片

圖A

3. 將橡皮筋連接冰棒棍

我們要將橡皮筋串的兩端以同樣的方式連接到冰棒棍上。請將橡皮筋串的一端纏繞在冰棒棍一端約½”處。另一端也以相同的方式纏繞第二根冰棒棍(圖B)。
圖片

圖B

4. 做一個V

接下來,我們要用萬用膠布將冰棒棍固定成V字型。將長4”的萬用膠布撕成三段,每段寬¼”。將一段膠布纏繞住兩根冰棒棍的底部,V字型最寬處約間隔3”,再用一段膠布垂直纏繞V字基底,最後一段膠布再次水平纏繞底部(圖C)。
圖片

圖C

5. 完工

現在我們來到最後一個步驟。請小心剪開橡皮筋串的中間環,不要剪到打結處。我們要用這一段來套住竹蜻蜓。這也可以讓發射器更具延展性(圖D)。
圖片

圖D

完工!發射器大功告成。

打造​LED竹蜻蜓

1. 蒐集元件

我們要來蒐集電子元件:CR2032電池和LED。我們先看看電池的部分。它的正極會有+的標記,看到了嗎?這種鈕扣電池的負極不會有標示,但底部絕對都是負極的,對吧?電池有正極和負極,透過電子流動來使電路運作。
你知道嗎?LED又被稱為發光二極體,內部有兩種半導體物質──一種帶負電,一種帶正電。當電壓從電池輸入半導體,會將正負載子聚集起來。當正負載子相互結合,能量就會以光子(光粒子)的形式輸出,整個過程稱為「電發光」。
現在,讓我們來看看LED。它的上頭沒有+或-的標示,但是有兩根接腳。有沒有發現其中一根比較長?比較長的就是正極(+)接腳,比較短的是負極(-)接腳(圖E)。當LED的正極接腳碰觸電池的正極(+),負極接腳碰觸電池的負極(-),燈泡就會亮起。
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2. 移除三角形

拿起第三根冰棒棍,在其中一端的½”處切一塊三角形的凹槽(圖F)。你可以用尖嘴鉗或剪線鉗,慢慢剪出完美的切口。
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圖F

秘訣:剪出來的形狀要和圖F一樣呈現三角形,看起來像是個鉤子,深度至少要達冰棒棍寬度的⅓。

3. 裁切厚紙板

剪兩條厚紙板(和玉米脆片的包裝是相同的材質),每條寬¾”,長7”。接著,請將長條厚紙板一端約1”處修細一些,讓寬度變窄,待會才比較好黏合。

4. 彎曲厚紙板

將兩條厚紙板疊在一起,各在其中一端約3”處折出45度角(圖G)。
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圖G

5. 製作竹蜻蜓的翅膀

將兩條厚紙板用膠布黏在冰棒棍的兩側,也就是凹槽下方的部分。請確保膠布可固定厚紙板和冰棒棍而不會蓋住凹槽。厚紙板會朝兩側打開,也就是「竹蜻蜓的翅膀」。

6. 組裝

我們剩下一件事情還沒做:將LED和電池連接竹蜻蜓。先將LED的正極引腳連接電池正極,負極引腳連接電池負極,LED就會亮起。在冰棒棍的凹槽後方處,用膠布將LED、電池和冰棒棍捆在一起。
秘訣:電池比冰棒棍大。請確保電池要放在凹槽對的一側,如果放在凹槽錯誤的一側,你會很難發射竹蜻蜓。
我們現在有了發射器和LED竹蜻蜓,一切準備就緒了。我們只需要找一個空曠、最好是戶外的地方,還要有一點昏暗!當然你也可以在白天嘗試,但這樣有什麼樂趣呢?
想要發射竹蜻蜓了嗎?你當然想!任何優秀的飛行員都知道,安全第一,所以請記得戴上護目鏡。將竹蜻蜓的凹槽勾住橡皮筋串的中間,將拿著發射器的手臂遠離身體和臉,大約以45度角瞄準天空,不要對準自己或附近的人(圖H)。然後將竹蜻蜓的冰棒棍往後拉,發射!
圖片

圖H

更進一步

你可以嘗試其他種類的側翼或LED構造,讓彈弓飛得更高更遠,或是發出不一樣的燈光。你還可以順便練習長時間曝光攝影,試著將相機架在三腳架或平穩的表面拍照,長時間曝光攝影可以拍到像煙火秀一樣的光線流動。
(譯:謝明珊)
原文
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