レッスン風景【自動ドア】仕組みを考えよう!1つのモーターで、扉を両側に開くには?

私達の身の回りにたくさんある『自動ドア』。
ありすぎて、どんなところで使われているかあまり考えたことはないと思いますが、今回は皆で意見を出し合ってみました!
また、wedo2.0を使って自動ドアを作りますが、モーターの回転方向は決まっています。
どのような組み合わせで逆方向の回転に転換することが出来るのでしょうか??

身の回りの自動ドア

自動ドアってどこにでもあるイメージですが、実際どんなところで使われているの??と質問をしてみると、なかなか意見が出てきません・・・。
「お家にはある?」
「学校にはあるかな??」
ムムム・・・。
どうやら無いようです。
カリキュラムの写真を見て、思い出してきました!
タクシーのドア!バスのドア!スーパーの入口!!コンビニの入り口!!
そうですね!
私達の生活している街の至るところに自動ドアが使われています。

どんな仕組み??

では、どんな仕組みで動いているのでしょう??
『人が隠れていて、こっそり動かしているのかな?』
『虫が動かしている??』
いろいろな意地悪な質問をしてみます。
しかしこれは皆すぐに分かったようです。
『センサー!!』
・・・そうですね。人が人力で動かしているわけではなく、センサーで人を感知して、自動でドアが開きます。

組み立て

では組み立ててみましょう。
最初にふれたように、wedo2.0のモーターは1つ。動く方向も1つです。
しかし、今回作る自動ドアは『両面開き』の自動ドアです。
どんな仕組みで、モーターの動きを両側の扉に伝えることが出来るのでしょうか??

)ベベルギアとダブルベベルギア

モーターの回転の向きを変えるには、2つのギアが必要になります。
①ベベルギア(写真ベージュ)⇒回転する力の向きを90度(直角)に変えて伝えることができます。
②ダブルベベルギア(写真ブラック)⇒回転軸に対して歯が平行になっていて、動く力を平行に伝えることができます。ベベルギアと組み合わせると回転の向きを90度(直角)に変えて伝えることができます。

さらに、『ギアの歯の噛み合う場所』に注意しましょう。
両側に扉を開くためには、ギアの歯の噛み合う場所を写真のようにすることで、ベベルギアの回転する向きが変わります。

)ギアとギアラック

そして、ベベルギアから伝わる回転をもう一つのギアを通して扉に伝えます。
扉には【ギアラック】という『ギザギザした白い歯のついた板』を取り付けます。
ギアの歯がギアラックの歯に噛み合うことで、扉が開く仕組みです。

動かしてみよう!

完成したら試運転です。
プログラムは簡単に・・・
【右回転に⇒8のパワーで⇒4秒動いて⇒止まる】
【左回転に⇒8のパワーで⇒4秒動いて⇒止まる】
扉がきちんと開いて閉じるか試してみます。
動かすパワーや時間も調整していきます。

モーションセンサーを取り付ける

自動ドアの大切なポイント!
【自動で!!】の部分ですね。
センサーを付けて、人が扉の前に来たことを自動で知らせるシステムを作ります。
モーションセンサーを付ける位置にもみんなそれぞれが考えながら作っていきました。

そして、プログラムも変更します。
【モーションセンサーにモノ(人)が近づいたら⇒右回転に⇒8のパワーで⇒4秒うごいて⇒止まる】
【モーションセンサーからモノ(人)が遠ざかったら⇒左回転に⇒8のパワーで⇒4秒うごいて⇒止まる】

ギアとラックギアのかみ合わせで、扉が思うように動かなかったりバラけてしまったり、問題点もたくさんありました。
しかし、その都度自分たちなりに考えて、調整して調整してを繰り返して、みんな根気よく課題に取り組んでくれました!

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