2013年2月12日

科學玩具-力學-泡泡槍


泡泡槍,顧名思義,當然是手槍的形狀,家裡有好幾支造型不同但功能大同小異,都是有聲光效果的,但是重點不在這裡,而是在把泡泡吹出來,而且是如何把泡泡吹出來,光是玩還不夠,必須把玩的層次提升到另一個探究的境界,知其然也要知其所以然。

所以當看到這組泡泡槍時,忍不住還是給它敗了下去,就像去逛39元商品店一樣,每一樣小物雖然看起來都很有用,但是籃子中的物品累積起來也是一筆不小的數目。之所以選購這一組玩具,就在於它的透明外殼。
一支富有LED聲光效果的電動泡泡槍,再加上一罐品質還可以的泡泡水
馬上吸引我的目光,讓堅持已久的錢包防線馬上潰散

背面的說明書圖示簡單到不能再簡單,看不懂英文的人也能按圖索驥
但裡面可是大有玄機的呢~

以前所買的其他款式泡泡槍可沒有透明外殼,所以想要了解裡面的構造,唯有做我最喜歡做的事-拆了它!才能印證自己的想法對不對。3C產品曾經有一陣子流行過這樣的透明款式,讓使用者對於產品裡面的構造一目瞭然,沒想到這股旋風刮到了玩具界,讓整個槍身看起來就很有時尚感。
本來隱含在塑膠下的構造,現在都被看光光
裡面不是什麼高科技的構造,利用國中理化觀念也可以設計及理解

當然號稱科技時代來臨的今日,總不可能要使用者大口吸氣後再大口吹,要說自動的話,就得利用能源的轉換取代人體的作功。這個東西在剛好教電學的單元可以派上用場,也許你會納悶,泡泡槍不就是拿來玩泡泡的嗎?其實可以換個角度想,為什麼它會自動吹泡泡?
透明的外殼中含有一顆低速馬達,裡面的電路配線也一清二楚
馬達帶動齒輪,驅動風扇,但其動力來源仍是電能

一般的電動玩具裡面總少不了電動機(馬達),時間允許的話就可以進行拆解的課程,但是除了應用電流磁效應的電動機之外,還要注意電動機的轉速是否恰當。轉動得快,風扇扇葉就較能推動空氣形成較大的氣流,但如果轉太快,吹出來的會是泡泡水而不是泡泡。
動力來源靠三顆AA電池的串聯,我就是在這裡吃了悶虧
但也因為如此得到了另外一個教學靈感

電池總共要驅動數組元件,其一是三原色LED燈,增加武器玩具的炫光效果
其二是風扇,代替人的吹氣,可以提供穩定的氣流

前面之所以會說「說明書大有玄機」或是「吃了悶虧」,是因為我在操作時習慣先看說明書,然後按照圖解說明啟動這類電子玩具。但是我發現到按照它上面的電池組裝方式完成配置後,馬達動力卻是令人驚訝的差,吹了幾顆泡泡就宣告不治。沒有多想的我原以為是電池太舊,於是立即換了一組全新的鹼性電池,沒想到也是相同的狀況,這就讓我納悶了。

停下來思索一下,腦中浮出「該不會是…?」的念頭!沒想到還真的被我猜對了!因為「說明書上的電池串聯圖示根本是錯的」,就連「機身上的電池盒組裝方向也不對」,電池壓根兒接反了,難怪電池沒有辦法發揮正常的功效。
按下開關,泡泡出口的卡榫會因為一連串的槓桿而向下拉,讓前方面板開啟
同時也讓泡泡水送達鋸齒狀內緣,當做泡泡槍源源不絕的子彈

對於學過電學的學生而言,應該都會做過電池接反的考題,但是他們有機會看到電池接反所造成的低電壓現象嗎?沒有,而且通常是紙上談兵。如果我們可以讓他們操作看看,即使是簡單的電池及燈泡組示範也好,那這樣操作經驗會更能內化,對他們才是有用得多的問題解決能力。
泡泡水由這條透明風管以形成負壓的方式被汲取出去
經過了一連串的關卡與波折之後才會到達出口

看來這瓶泡泡水是要銷售到日本去的,總是會看到大陸傾銷的廉價玩具
不過瓶身上面的物質成分表應該是不合格的吧~

至於泡泡水的供應則是應用了壓力差異的方式,有點像水槍的模式,但並不是把氣壓增大後再一次釋出,而是利用齒輪旋轉時持續地抽取泡泡水,泡泡水將經由管線送到前方的槍口,再被穩定的氣流吹出,所以會形成大小接近一致的泡泡群。
泡泡槍組裝完畢後的英姿,彈匣和槍身有點不成比例,有點像「囝仔穿大人褲」

3 則留言:

  1. 謝謝您的分享,最近我也在試著修理泡泡槍,也學過一點電機工程與電學的知識,您文章中提到電池接法連機上示意都是錯的,可否告訴我們正確的接法,有照片或示意圖更感謝.

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    1. 您好:
      這一支泡泡槍之後又出現輸送泡泡液的軟管的問題後,已經將它丟了,所以已無法再照照片囉。
      原則上三顆電池是以串聯方式相接(金屬片→正極→負極→正極→負極→正極→負極→金屬片),達到約4.5V的電壓。
      但是我遇到的問題是「塑膠殼上的標示」會讓人把電池裝反,反而造成電壓不夠,馬達轉速不足,風力孱弱,泡泡因此吹不太出來。

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  2. 網誌管理員已經移除這則留言。

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