2025年12月10日

生活科技-維修-線控仿生獸

線控六足仿生獸是國二的課程,透過手搖發電驅動TT馬達正轉或反轉,再帶動連桿依序動作。它是能源與轉換的課程,也可以當做是進入電與控制的銜接過程。

不過在製作過程中,難免發生意外,而且不是使人受傷的意外,而是能源無法傳導,也就無法動作,更花了一段時間查找原因。


不管手搖發電端如何努力地快轉,左側作▲記號的TT馬達就是不動
代表的是產生的電能沒有確實地傳輸到另一端

由於連桿在製作與組裝上並無大礙,試運轉沒有問題,眼睛觀察就行。手搖發電端也確實可以產生電能。因此查找的主軸是電路,確定檢測方向後,就分部位依序使用三用電表的蜂鳴檔測試。

首先外接3V電池組(直流電源)的TT馬達,有無負載皆可正常轉動,代表銅極接點無問題,齒輪組也沒有異音。接著是銲點,測試後也無冷銲或虛銲。

因此就剩下SM對插連接線了,沒想到竟然就在這邊找到斷路的原因,這種2P的連接線買來的時候,只要將裸線端銲接在電器(負載)上,讓公母頭對插以串接的方式延長電路,使用上是方便,但細小的線徑的風險則是易斷易鬆脫。


戰犯是它,斷點在公頭內部
斷路的特徵是手搖發電端在轉動時,阻力並沒有通路時大

和買現成的杜邦線一樣,都有可能出現不良品,甚至在剝線的時候誤將銅線與公母頭扯開,由於是斷在內部或連接處,無法目視查找,真的得耗費不算短的時間除錯。而且是換了另一條後,還是斷路,平常都沒這麼高的中獎機率。

2025年11月25日

生活科技-維修-緊急停止開關更換

急停開關是生活科技老師在科技教室裡一定會接觸到的東西,上課前後皆是如此。生科教室裡的迴路配置是即使是1個開關故障了,其他角落的另外3組急停開關仍可以緊急使用。


由於壞掉的僅是脆化的銀色套環,無法固定時,開關便不能旋轉復歸
而且市面上沒有單賣這個零件

其解方有二:【利用外力將套環鎖固】或是【更換新品】。由於不知道塑膠製品何時還會再裂開或是從其他地方裂解,所以決定換新。

本來查詢的關鍵字是ROKO,後來發現它其實是按鈕開關盒的廠牌,雖然多花了一點時間,但也順便認識這家公司的其他產品。

 
確認開關的規格、適用電壓以及形式照片中的形式
B開關,也就是常閉(NC)開關,按下去時則切換為斷路模式

繼續往內拆,看到開關上寫的是AUSPICIOUS,在官網型錄中查詢到類似的品項。


還有要確認開關頸部的大小與孔洞能匹配,才能正確地安裝在開關盒上

除了透過客服信箱與製造公司(漢鼎)魚雁往返外,也在電話中得知台南中西區有經銷商(益成自動控制),原廠客服人員並熱心地從中牽線。此外,也透過線上購物平台先諮詢、確認型號與存貨。


連日豪雨後終於放晴,終於有時間去採買及更換

工序如下:

一、斷電。

二、轉鬆固定螺絲,卸下開關盒前蓋。

三、旋開紅色蘑菇頭,並卸除銀色套環。

 

四、鬆開Y型端子的固定螺絲,移開火線及中性線。

五、反向操作,換上新品。

 

六、復電測試,順利完工。

2025年11月10日

生活科技-維修-木框

女兒訊息通知以3M無痕膠帶固定在書房牆面上的木框掉下來了,算算自安裝後也經過了好幾年,這次趁我不在家掉離原位,也撞碎下緣的一側邊角。原本木框邊條是以埋釘的方式結合,金屬製角釘也因為這樣而裸露出來。

角釘失去固著的地方,無法發揮結合及固定的功能,就像有骨頭而沒有肌肉,少了哪一個都不行。看過業界在填補木節或木料孔洞都是用木粉和快乾膠。這時,從木材工廠索取到的細木粉就發揮了功能。

先使用透明膠帶將木框破損的邊角圍起來,作為限位的用途。接著灑上些許木粉,再加慢乾膠浸潤,再撒上木粉,再次加入慢乾膠……就這樣一層一層地填滿鏤空的邊角,直到高出木框為止。

 
這樣的修補法適用於開孔過、出現縫隙的木料
木粉越細緻,填補得越紮實,修復後就越美觀

再來,就是等待其確實硬化,而不是馬上砂磨。隔了一天,拆掉透明膠帶,便可看到跟膠帶接觸的部分幾乎不用處理,非常平整。需要處理的只有突起的硬化木粉,使用砂磨機粗磨後,再用番號數高的砂紙細磨就完工了。

 
依序裝好面板玻璃,將照片平放再固定背板
從正面觀察,狀態跟原本完好的木框幾乎沒有差異

2025年10月26日

生活科技-維修-壓克力海報框

購入價2500元的海報框面板被颱風強勢地從牆上拔了下來,重重摔落在地上,只留背板在牆壁上。


 
將壓克力專用接著劑沿著裂縫塗抹,接合後並重壓固定
待膠乾後再掛回牆上

雖然裂痕跟破鏡一樣難以重圓,但教務處同仁通報災損後,能維修的就想辦法解決問題。


會掉下來必有原因,原來是有支固定螺釘自塑膠釘套脫離
處理方式也是四角皆掛上後再鎖固,單人作業即可

2025年10月11日

科學玩具-熱學-熔岩燈

1963年上市的熔岩燈(Lava Lamp)又稱為蠟燈、水母燈,源於容器內形狀不固定且緩慢流動的蠟滴,也讓人容易聯想到流動緩慢的炙熱岩漿。技術含量低的它有多種形狀、尺寸和顏色,像是傳統的油燈、管狀、錐狀,也能附加香薰的效果。


唐吉軻德裡面的低價熔岩燈,另外也有亮片款(20152月拍攝)
可以看到使用久了之後,模糊的液體已大大影響觀賞效果

不過其中的物理原理卻非常簡單,由附有電源線的金屬底座、加熱用大功率燈泡和耐熱的密封玻璃容器、透明液體(有複合添加物的水溶液)、染色過的蠟所組成。

室溫時,固態蠟的密度稍高於透明液體,因此沉降在玻璃容器底部,然而通電一段時間後,底座內的燈泡加熱了玻璃,玻璃再將熱量傳遞給蠟,讓固態蠟轉變成液態蠟,受熱體積膨脹使得密度又稍低於透明液體,因而向上浮起、斷裂。

液態蠟在上移的過程中遠離熱源,再度緩慢冷卻而使密度變大,向下沉降。回到底部後又獲得熱量挹注,升降過程週而復始,也因流體的形狀變化而有不同的迷幻光影。

底座必定貼有使用時請勿觸摸的貼紙,提醒觀察者不要被燙到,因為用來加熱的大功率燈泡除了供給玻璃、透明液體、蠟熱能以外,也會無差別地將熱能傳給底座,使其溫度高於室溫。因此底座下方通常有黏貼一層軟墊,將底座和置放處隔開,以免高溫破壞了桌面塗料或在表面留下印記。


2025年初收到精準預測的獎品(和前一張照片相隔10年)
可在熱的傳導單元介紹,是小熊貓教具的療癒商品

從開啟電源、燈泡預熱到讓蠟浮起的過程,大約要40分鐘至1小時。它並沒有壞掉或失能,而是要有耐心地等待蠟受熱熔化,形成流體才能發揮效果,所以從從容容、游刃有餘地等它表演吧,不用急,也不需要匆匆忙忙地就斷定它不行。

2025年9月26日

生活科技-維修-面盆排水P管

原本只是想要換臉盆下方的橫桿,無奈鏽蝕卡住,使用鯉魚鉗旋轉時,萬萬沒想到,連直管一併扳斷,還留一段在落水孔中。

電詢學校顧問(甲種電匠)協助,他也爽快地應允,在工作繁忙的時候,犧牲中午休息時間,蒞臨事發現場一對一指導,由他口述工序來讓我實作,快速完工(原來家裡只缺一支水管鉗)。

2025年9月11日

生活科學-簡單機械-野球盤

除了英勇救火員以外,小時候在同學家也玩過棒球遊戲盤,當時的玩具設計雖然簡單,但在當時一切簡單的年代裡,心中揣著對方接下來要投的球路,仍足以讓小孩興奮、著迷許久。時隔多年之後,看到這組遊戲盤仍能想起以前的單純時光。


小而精緻的它,除了自動收回鋼珠,還有投球、打擊、跑壘、計分顯示等功能
揮棒會用到三壘側外面的長桿,原理是彈簧與簡單機械(輪軸、齒輪和槓桿)

其實觀察擊球之後落點分布,只要能打擊出去,大部分是可以推進壘包甚至得分的(中間是全壘打、左右兩側有一壘打、二壘打、三壘打、出局及界外球),除了中間須飛越過投手丘,才能到達的後方全壘打得分區之外,有高達5分之3的機會是安打。當然,前提是揮棒時能確實打到。


守備方可以投出簡單的外角球、內角球或正中直球來對決
進攻方須猜測球路,決定是否出棒揮擊

進攻方揮棒之後的結果,大致上分為揮棒落空、打擊出去形成安打或出局(投手前滾地球、外野接殺出局、界外飛球、三振)等等。一壘側外面有好球、壞球及出局數的計數轉盤,當然也是人工操作。

最後要注意的是,棒球盤得放在沒有坡度且平坦的地方使用,不然會造成特定的條件,對守備或是進攻單方面有利。過程中的專注、反應和策略使用不同於數位遊戲,完全由真實世界的物理法則決定結果,而且可以和真人現場互動,是我喜歡它的原因。

2025年8月27日

生活科學-流體-仿真造型燈

在唐吉軻德裡可以找到一區專賣擺飾的區域,大致上可分為不插電純擺飾與需要用電的兩大類別。需要用電的話,又可以分為使用電池(直流電源)與外接變壓器(降壓穩流),用在內部所附加的電器(可能是光源、水泵或電熱絲等),看功能與造型所需而定。

 
有水泵的話,水流帶著質輕的物體一起循環流動
顯現出來的現象就是降下的雪花或是向上噴的岩漿(搭配燈光)

但這些以水為活動空間的擺飾有著共同的缺點,在未完全密封的環境中,無法避免的散逸將使得水量越來越少,可活動的空間也將受限,從右上方的照片不難看出來。從另一個角度思考,容器外的物質也有機會進入到水中,使水混濁,甚至增加黏度。


迷你水族箱裡的海天使、小丑魚、水母以夢幻般的動作自由游動著
質地輕巧的塑膠動物製品的密度大致上與水相同,易於隨波逐流

它不適合放在櫥櫃中,散逸的水氣會沾附在同空間裡其他物體的表面,造成發霉或黃斑。壽命即將終了時,應該也不會想要刻意為它續命。剛開始時,可能會很吸睛,常引人駐足觀賞,不過久了便習慣它的存在,而忽略它潛在的變化,像極了愛情。

2025年8月12日

科學玩具-聲學-尖叫玩具

104年的照片呈現出吶喊、摩艾和小豬這3種不同的款式,共同的地方就是使用按壓的方式,讓尖叫玩具發出聲音,與大家熟悉的尖叫雞是使用相同的發聲原理。

聲音的產生是來自物體的快速振動,當捏住矽膠(或塑膠)材質的外型時,空氣沿著狹窄的管道被迫向外壓出,高速氣流通過簧片(薄膜)時引起其快速振動,進而發出高頻聲響並在空腔內共鳴,形成尖叫或嘈雜的叫聲。


叫ぶ」=喊;「絕叫」=尖叫「大集合」
就是將這幾個物件聚集在一起便是檯面上日文的意思

簧片(薄膜)的材質、張力、位置、形狀、大小及厚薄,和氣流速度以及共振腔的形狀和大小,皆是影響振動的頻率和幅度的因素。所以在設計給不同外觀的尖叫玩具時,就要搭配不同的變因。像是摩艾搭配低沉的聲音,就會有厚重的感覺,吶喊的人配上高亢尖銳的叫聲,就能顯現其聲音效果。

2025年7月28日

生活科學-化學-食玩

食玩(しょくがん)為日文「食品玩具」簡稱,是附有零食、糖果及特殊贈品的盒裝商品,不管在日本還是臺灣,架上都擺滿了Kracie知育菓子的商品。

在唐吉軻德或日藥本舖裡,總會看到吸引小朋友的盒裝玩具
如果又是能DIY的、能吃的,就會吸引到不同族群的小朋友

 
主打商品應該是980日圓的左邊這組(2015年的售價)
可以分別製作5種動物及5種壽司造型點心

 
製作出來的甜甜圈或蛋糕有可能會吃下肚,為降低消費者疑慮
還特別標註保存料、合成著色料為「0」,就是不添加防腐劑和非天然色素


連章魚小丸子都可以模擬醬料及佐料
然而菓子其實就是點心,吃起來的口感當然跟麵糰不一樣

其中的化學原理可以從海藻酸鈉及鈣離子的反應來看,鈣離子含有兩個正電,可以與海藻酸鈉的羧酸離子進行錯合反應,形成交聯作用,形成半透膜並包住調味的糖及調色的食用色素。

食玩只有外型跟原本的食物相似,所以才說可能會吃下肚,對於有思辨力的大人就是享受製作的過程。但對於小朋友來說,他們並不知道內容成分與真實食物完全不同,再加上含糖量高,常吃的話還是會有健康上的風險。

2025年7月13日

科學玩具-磁學-磁內卜(第二代)


從第一代的【鋁線+光碟】的版本,變成更為穩固的木架
好處是重心降低,支架也不再晃動,穩固多了



2025年6月28日

科學玩具-能量轉換-投籃錢罐

它基本上就是一個彈珠檯,只不過在面板上印上人物、籃球以及籃網,將彈珠替換成硬幣,便成為一種類似投籃的簡易玩具。


從右上方將錢幣投入,藍色的推板蓄積能量後,便能推著硬幣一起向上
裝置有一定的厚度,從籃網(只是個開口)進入的硬幣會掉至面板後方存放著

玩法很簡單,先把硬幣從投幣口放進去,拉動板機後釋放,推板就能推動硬幣,使其沿著軌道向上運動。力道適中的話,硬幣就會進入籃網,掉進後方的儲物空間,也就是存到錢。若拉板機的力道不足,硬幣則會從底端出口掉出來,也就是沒有存到錢。


一體成形的(藍色)板機和推板,先儲存位能再釋放成動能
和存錢筒一樣,一定會有個(白色)圓形的取幣孔,方便日後取出

拉動板機的同時,也拉動內部的彈簧使其伸長(形變)而具有彈性位能,拉得越長所具有的彈性位能越多。釋放板機後,彈簧欲恢復成原狀,使得推板同步被拉回,釋出的彈性位能變換成推板的動能,也連帶使靠在推板上的硬幣一起運動。

推板的移動有其限制,因此硬幣在脫離推板後,依其具有的動能及慣性繼續向上運動,不過接著會沿著更上方的圓弧狀溝槽而改變運動軌跡。當硬幣動能足以走完上方的半圓形軌跡時,就能進入籃網。若是動能不足,硬幣就會中途掉落,只好再來一次。

2025年6月13日

生活科學-運動學-嬰兒物理學最終曲(洗澡玩具)

之前看到洗澡小鴨裡面都是黴菌的新聞,而且浴室比較潮濕,即使洗澡玩具使用後把水都擠掉,也難保不會孳生黴菌,畢竟不太能完全清除水分,清潔內部再風乾也要花很久很久的時間,實在是麻煩又不環保。

像無法拆卸的軟質可按壓、加上有小洞的塑膠,雖然可以浮著、噴水,但內部幾乎不會乾,而且洗不到裡面的髒汙。就算用漂白水清潔,也是過一段時間就會變質、得丟掉的塑膠垃圾。像這類型的玩具重複用在洗澡時,等於是跟黴菌洗鴛鴦浴,實在不應該挑戰這麼危險的玩法。


發條蓄積著能量,在釋放時轉變成手部的動能

手掌向後撥水,獲得反作用力的同時,身體就會前進
連續撥水,就一直前進

若洗澡玩具是能拆開晾乾、比較好清洗的,就「比較不會」發霉,還可視耐高溫程度選擇消毒鍋或熱水消毒。不過與其這麼麻煩,水杯、水桶、水瓢就可以玩得很開心。

2025年5月29日

生活科技-自造-電話轉轉盤

使用平常看到報廢的旋轉椅時(因為下方的鐵件脫銲了),就撿回來儲放的現成木質椅面,並搭配山毛櫸短木條,以太棒膠、F50釘固著,等分周邊成為座腳,完成矮圓座。下方的空間可以用來放置沒什麼機會響起的網路電話。

滾珠及圓盤也是旋轉文具盒所遺留的零件,螺絲釘是用來將圓盤定位及調整圓盤與底座的間距,這兩項加在圓座上方形成放置電話的轉盤。由於電話話筒被拉扯時,主機會移動或掉落,所以使用奈米網格雙面膠帶(魔撕水洗萬用貼-2.0超黏)固定。

就這樣,360度無死角,任何方向都可以接聽的「電話轉轉盤」就完成了,想法由來已久,但就需要一股衝勁動起來,希望對辦公室工作夥伴有所幫助,來電不漏接。


使用帶鋸機將山毛櫸鋸成8公分短木條,高度剛好可以放入另一台話機
單純使用太棒膠,約需等半小時後才能進行下個工序,因此使用釘槍加速作業

 
滾珠是已存放多年的零件,終於可以派上用場
奈米網格雙面膠帶則是免釘及固定的好夥伴,防止電話主機掉落

OA隔板中央原本就有擺放電話的圓座,但就只有置放物品的功能
但也看過好幾次同仁在接聽電話時,不慎讓主機掉落的畫面
因此才會有製作轉轉盤的構想

2025年5月14日

科學玩具-聲學-愛玩樂

之前介紹過幾款聲音的樂器,聲音不外乎起因於振動,再考量振幅、頻率與波形的差異,利用共振腔的反射疊加來增幅,讓聲音被放大且增加層次。樂器發聲的振動原因包括擊打、撥弄與氣流擾動,亦因材質不同,而能產生不同的特色。


蛙類的鳴叫聲不只是呱呱、嘓嘓,而是多樣性的啾啾、苟苟、嗶嗶
都什麼年代了,生物還是隨著環境演變著


細長且質硬的彈簧晃動的聲音透過紙筒共振腔放大後,發出轟隆隆的雷聲
可將紙筒換成金屬材質,反射較多的能量


 
由粗繩將木片串接起來的蛇型木響板,透過搖晃讓身形彎曲
也因為木片的彼此撞擊,讓響板發出連續且有節奏的聲響

挑選以下三項能作為襯飾背景的節奏樂器,這些是到深坑老街看到的發聲商品,純欣賞而沒有購買,也是因為課堂中的演示物品其實不用太多,經過設計後能精確地與教材內容連結,而不致淪於放煙火或軍火(收集品)展示。