איך עושים חותם גליל?

ניצלנו היום שעה פנויה בירושלים במוזיאון ארצות המקרא. המוזיאון הזה גדוש באלפי מוצגים מעניינים, שהתישו אותי במהרה. אני צריך בשביל מוזיאון כזה כמה ימים... (תמונות בתגובות)

הנה מה שתפס אותי: חותמות גליליות, שכאשר מגלגלים אותם על חימר רך (לפני שריפה) מקבלים תבליט מורכב ויפהפה (תלוי באיכות החותם). החותמות האלו שימשו כתעודת זהות. הן היו מזהות כתבים, סחורות ואף את האנשים שנשאו אותן.

איך מכינים חותם כזה? אתם צריכים ליצור גליל אבן, לקדוח חור במרכזו, ואז לחרוט בו דוגמא משוכללת ויפה של שקערוריות, שייצרו תבליטים בחימר. אין לכם נייר, אין לכם עפרונות, אין נייר קופי - תתמודדו.

החלטתי לנסות להכין אחד כזה (התמונה מויקיפדיה).

כצעד ראשון החלטתי להתמקד בשאלה איך מעצבים את הדוגמא על הגליל. השארתי את העניינים המסובכים יותר של ייצור גלילי אבן וחריטה באבן קשה לשלב מאוחר יותר.

תמי הציעה להשתמש בגירי מדרכה בתור הגלילים. אלה גירים עבים במיוחד, בקוטר שני ס"מ. החלטתי להשתמש בפלסטלינה כתחליף חימר. הכנתי את כלי החריטה ממסמר פלדה. עיצבתי לו ידית מפלסטיק-פלסטלינה (פלסטיק שנמס במים חמים, ניתן לעיצוב כמו פלסטלינה ומתקשה במים קרים). במוזיאון נאמר שאומני החותמות השתמשו בלהבי צור. נשמע לי קשה מאוד...

את החריטה הראשונה עשיתי ביד חופשית. בחרתי דגם גאומטרי פשוט של קווים אלכסוניים והוספתי את הפיל המרובע שלי. החריטה בגיר קלה מאוד, כי הוא רך מאוד. לעומת זאת, קל מאוד גם לטעות, כי כאשר הכלי מחליק בטעות, הוא משאיר חריטה בגיר.

הנה חותם הגליל הראשון שלי, וההטבעה שהשאיר על פלסטלינה:

תמי עשתה חותם משלה, בנושא ים. הנה היא מטביעה את חותמה:

במוזיאון הסבירו שאמני החותמות שכללו את הטכניקה שלהם במשך שנים. אולי עוד כמה שנים אוכל ליצור חותמות יפות כמו שלהם, או כמו של תמי.

Learning Creative Learning - Week 5 - Tinkering with Keyboards

Goal: a home-made MaKey-MaKey

This week's assignment was to tinker with something I hadn't done before. The videos of this week showed "MaKey MaKey" - a small controller that attaches to the computer via USB and allows you to connect conductive stuff to various keyboard keys and activate them creatively. I decided to try and build one myself.

The initial thought was to hack a keyboard into a MaKey-MaKey, so I started out by looking for a keyboard no one needed. My neighbor Keren had one, which was partially working after a little coffee spilling accident a while ago. Some keys functioned, others didn't.

Taking the keyboard apart

I started by taking the keyboard apart. The keyboard is made of a tray that holds all the parts, an upper frame that includes all the keys, a rubber or silicon dome sheet, three plastic sheets with printed circuits, a printed circuit board (PCB) that holds the controller and some other functions and a USB cable.

The plastic keys have a moving range of a couple of millimeters. When the key is pressed down, it presses the rubber/silicon dome down, and a hard tip in the rubber/silicon dome is pressing a conductive material printed on the top plastic sheet down, to make contact with the conductive material on the lower sheet, and by that closing a circuit - see diagram below.

My initial thought was to hack the keyboard there, meaning, attach wires to the exact points where the keys press against the conductive material. But, this was not working out, as I did not have a good way to attach the wires to those particular spots. I had to find a better way.

Exploring the keyboard matrix

If each key was attached directly to the computer, keyboard cables had to be pretty thick, having to hold one wire per key + one wire for ground (to close the circuit). But keyboards work differently. They use a matrix of wires, so that each key belongs to a row (common to other keys, and to a column, also common to other keys. A micro controller constantly scans the columns, and determines which row is active in each column, and by so it can calculate which keys are pressed. There is a clear explanation here: http://www.dribin.org/dave/keyboard/one_html

In the keyboard I have there are 17 columns and rows, which sum up to 289 combinations.

I took out the PCB from the keyboard, connected it to my computer's USB port, opened a notepad program and started exploring the keyboard matrix by connecting different rows and columns and observing what happens on screen. For example, when I connected the first row with the fifth column, I got the letter "e" printed on screen. I collected a few of these combinations.

Building the home-made MaKey-MaKey

So now I had what I needed for building the prototype. The design was to use the PCB as-is, including its USB connector, solder wires row #1 and a few wires to specific columns, for which I had already knew the combinations and the output they produce (e.g. "e", "l", etc.).

Soldering was not easy - the solder did not stick well to the rows and columns connectors. What I eventually did was to drill tiny holes through the connectors and soldered the wires into these holes.

Using Scratch to do stuff

Seeing letters printed on screen is nice, but I wanted the hack to do something more exciting. So I added a Scratch program to respond to the various letters received from the hack by playing sounds and doing stuff.

Trying out the home-made MaKey-MaKey

I invited my son and his friend to try out the hack. They liked it and started to experiment. Here are a couple of videos we shoot:

Learning Creative Learning - Week 1 Activity - Gears of my Childhood

Introduction

I am taking the online MIT Media Lab course "Learning Creative Learning". Week 1's activity was based on a short text by Seymour Papert titled "Gears of My Childhood". In this text, Papert describes his early fascination with gears, and how it laid a cognitive foundation that was later used for grasping concepts in math. Papert ties this to Piaget's concept of "Assimilation" - a cognitive process in which new knowledge is digested using existing cognitive models, or structures. Papert claims that the cognitive aspect should be accompanied by an emotional aspect of learning, which might explain motivation to learn. In the activity, we were asked to write about an object from our childhood that interested and influenced us.

I chose three such objects: mechanical Lego, flint stone tools and my first computer.

Mechanical Lego

These are the gears of MY childhood. I got a few Mechanical Lego kits, more complex as I grew older. The kits came with very elaborated instructions booklets, which guided me through building a few different designs from each kit.

The kits contained gears of various sizes and shapes, including the flat gears we see here, in this forklift model. The kits also included shafts, fittings, joints and other parts, that enabled me to experiment with mechanical engineering, designing various simple machines, testing them out and improving (similar to what Mitch Resnick describes as "imagine-create-play-share-reflect" spiral, but with less sharing, as this was an individual activity mostly).

I especially liked to build steering mechanisms (you can see one in the picture, on the bottom-left side), which turned a circular motion into a straight motion, and that straight motion into change in angle of the wheels. When the vehicle drove and i steered it, I learned how the vehicle body acted when steering while driving forward and backward. Understanding these motions, not only in my mind, but also in my body, so to say, helped a lot when i learned to drive and had to deal with parallel parking.

Flint stone tools

I grew up next to a dry stream which probably saw many years of prehistoric human activity. Along the stream you could find many flint stone tools like those. I collected them, tried to use them and make more (which is very hard). In "gears of my childhood" the author speaks about how his love for gears based a model in his mind that later helped him cope with math. I do not know if I can find such a straight relation about flint stone tools. I do know this: tools can be created wherever you are, whatever you have.

Sinclair ZX Spectrum

When I was 12 or 13 I got my first computer – it was Sinclair ZX Spectrum. I learned to program it in Basic, and created all sorts of graphic and sound based programs. Getting games for it was not simple at all – I could buy games on tape cassettes, but that was expensive, so a few friends bought and shared printed magazines (no internet in the 80s) which had printed code of various games. I had to type in the code, run it, fix it and run it again. This experience taught me how to program.

4 "P"s and 1 "M"?

"Learning Creative Learning" is built upon the 4 "P"s: projects, peers, passion and play. From my personal experience, there is also much need in models - something to try and copy, in order to learn. I saw it with the mechanical Lego, using the instructions in the booklets to learn to build various components, such as steering wheel, on which I can later improvise, building my own ideas. Same thing was with my first computer, when I typed in hundreds lines of code in order to get computer games, while learning to program while doing so. I think this concept is also very powerful in Scratch, where you can take a game that you like (a model), and tweak it to learn how it works and how to make it do something different.

איך בונים שבילים?

בילינו את יום הבחירות בבניית שביל וערוגות בגינה. אז איך בונים שביל?
בשלב הראשון ניקינו את האדמה שעליה יעבור השביל וסימנו איפה אנחנו רוצים שהוא יהיה.
לאחר מכן הבאנו באמצעות מריצה חומר המשמש כמצע, כלומר, חומר שעליו יהיה השביל, ויחצוץ בינו לבין האדמה. המצע מיוצר על-ידי גריסה של אבן גיר, ויש בו גרגירים בגדלים שונים: אבנים קטנות, אך גם הרבה חומר אבקתי. כשמהדקים את המצע, הוא נדחס ושומר על צורה, מה שמאפשר להניח עליו בנוחות את אבני השביל.
את המצע הידקנו באמצעות מכבש קטן שבניתי מגליל בטון שמצאתי בבניין השכן ומוט ברזל שכופפתי.
על המצע המהודק פיזרנו שכבה של חול, על-מנת לתת לאבני השביל תמיכה יותר טובה.
אבני השביל עשויות אבן גיר מנוסרת. הנחנו אותן על המצע והשתדלנו שישלימו אחת את השניה וייצרו צורות יפות.
על האבנים פיזרנו עוד מצע, על-מנת שיחדור על ביניהן ויתמוך בהן. יש אפשרות גם לבטן את האבנים, אבל אנחנו החלטנו לא לעשות זאת, בינתיים.
השלמנו את העבודה בטאטוא השביל במטאטא כביש, והלכנו לישון שנת צהריים.

איך עושים חור בחגורה?

ירדתי במשקל ונגמרו לי החורים בחגורה. בדרך כלל משתמשים במרצע, אבל אין לי כזה בהישג יד.
אז השתמשתי במקדחה עם מקדח רגיל (בטון).
בשלב הראשון מדדתי וסימנתי את המקום המיועד לחור. דפקתי על בורג באמצעות פטיש, על-מנת ליצור שקע קטן במקום הנכון.

עכשיו פשוט קדחתי את החור.

החור יצא חלק ושימושי.

איך ממציאים דברים עם ארדואינו?

עקרון הקוד הפתוח שינה את פני עולם התוכנה והקל על מליוני אנשים לכתוב תוכנה כאוות נפשם.
מזה כמה שנים שיותר ויותר אנשים מנסים לחולל מהפכה דומה בעולם החומרה: לאפשר לאנשים רבים ככל שניתן ליצור בעצמם, לעצמם, מכשירים שונים ומשונים, כשהם מתבססים על ידע וכלים שייצרו אנשי הקהילה.
אחד מהכלים השימושיים ביותר לצורך זה הוא הארדואינו. זהו משטח קטן, אליו אפשר לחבר רכיבים אלקטרוניים, מעבדים, בקרים ומכשירים שונים.  את הארדואינו ניתן לתכנת במחשב הביתי, וכך ליצור מכשיר חכם.
בהרצאה הזו אפשר לראות שפע של דוגמאות יפות ומקוריות.

לגו אלקטרוני

מקסים! LittleBits הן אבני בניין קטנות, כמו לגו, אבל של אלקטרוניקה!

צפו בהדגמה:

איך עובדת גאומטריה?

לפני כמה שנים עבדתי עם יגאל ספיר, שהיה מנהל פיתוח תוכנה. עכשיו יגאל מלמד מתמטיקה בתיכון, ובנוסף מלמד מורים איך להשתמש בכלי תוכנה שונים על-מנת ללמד טוב יותר נושאים כמו גיאומטריה, טריגונומטריה וחשבון דיפרנציאלי ואינטגרלי.

במצגת הזו, יגאל מדגים את הכלי גאוגברה, כלי חינמי ורב יכולות. אפשר להתקין אותו על המחשב, או להשתמש בו ישר מהאתר: http://www.geogebra.org

איך ציפור עפה?

כפרות וירטואליות

לכבוד יום כיפור, כתבתי פרוייקט קטן בסקרץ' שיחסוך חיי אלפי תרנגולים. תהנו כפרות!

איך דברים עובדים - בליל המדענים!

אתם מוזמנים לדוכן של "איך דברים עובדים" בליל המדענים בכיכר צה"ל שבקרית שמונה.
יום ה', 22 בספטמבר, מ-17:00 ועד 20:00.

מה בתוכנית? נפרק ביחד כמה מכשירים חשמליים:

• וידאו
• DVD
• תאורות חרום
• רדיו-טייפ
• ועוד הפתעות קטנות

קישור לארוע בפייסבוק

מידע (PDF)

איך פותרים את הקובייה ההונגרית?

הקובייה ההונגרית הומצאה בילדותי על-ידי ארנו רוביק, ארכיטקט הונגרי. אני זוכר איך הקובייה הזו נהפכה ללהיט אדיר. הילדים עמדו בתור בחנות בכדי לקנות אחת. היינו מתווכחים אם הקובייה מקורית או מזוייפת, היינו מחליפים בינינו דרכי פתרון ומתחרים מי פותר יותר מהר. למדנו לפרק את הקובייה ולהרכיב אותה מחדש. למדנו למרוח את הקובייה בסבון, כדי באפשר יהיה לסובב אותה מהר יותר (הסבון פעל כמו חומר סיכה). אפשר לקרוא עוד על הקובייה בויקיפדיה. השנים עברו והמשחק נשכח.

לפני כמה זמן קיבל בני יונתן קובייה הונגרית במתנה. ניסיתי לפתור אותה, אבל לא הצלחתי. החלטתי ללמוד מחדש איך פותרים את הקובייה. למזלי הגדול, האינטרנט מלא באנשים שמלמדים איך לפתור את הקובייה. אני נעזרתי מאוד באתר של בחור בשם דן דזואן, שגם התפרסם בזה שפתר את הקובייה במהירות רבה ביותר ביד אחת! החלטתי לתרגם לעברית את השיטה שלו, אבל גם להוסיף עוד כמה תובנות שהיו לי במהלך הלימודים.

הגדרות

פאה: צד של הקוביה. "פאה לבנה" היא הפאה שהריבוע המרכזי בה לבן.

פינה: חלק שיש בו שלושה צבעים, נמצא בפינת הקובייה (יש 8 פינות בקובייה)

זווית: חלק שיש בו שני צבעים (יש 12 זוויות בקובייה)

מישור: צד של הקובייה שאפשר לסובב:

• F - הפאה שפונה אליך (face)
• U - הפאה העליונה (up)
• R - הפאה הימנית (right)
• L - הפאה השמאלית (left)
• B - הפאה האחורית (back)
• D - הפאה התחתונה (down)

מכאן גם התפתחה שיטה לרשום פעולות. למשל, אם אני רוצה להגיד שסובבתי את הפאה הימנית 90 מעלות עם כיוון השעון, ולאחר מכן את הפאה העליונה נגד כיוון השעון, אני רושם (משמאל לימין): 'R U. הגרש ליד ה-U אומר שהכיוון הוא נגד כיוון השעון.

הפתרון

הפתרון מורכב מכמה שלבים (שימו-לב, הפתרון מניח שבקובייה שלכם הפאה הלבנה נמצאת מול הפאה הצהובה. לאורך הפתרון מחזיקים את הפאה הצהובה למעלה, אפשר לזכור את זה כך: הפאה הצהובה מופנית אל השמש הצהובה בשמיים):

1. מרגנית
2. צלב לבן
3. שכבה ראשונה
4. שכבה שניה
5. צלב צהוב
6. גג צהוב
7. פינות צהובות
8. סידור סופי

מרגנית

מטרה: השלב הזה הוא בעצם רק הכנה לשלב הבא (צלב לבן). המטרה היא לאסוף את כל הזוויות הלבנות סביב במרכז הצהוב, בכדי שאפשר יהיה לבנות בקלות צלב לבן שמתאים בצבעי הזוויות לצבעים שמסביבו.

שיטה: סובבו את המישור שעליו נמצאת הזווית כך שהזווית תגיע לטבעת המקיפה את המישור שאליו היא אמורה להגיע בסופו של דבר. סובבו את הטבעת עד שהזווית תגיע למקומה.

צלב לבן

מטרה: אספו את כל הזוויות הלבנות סביב המרכז הלבן, כך שיתאימו בצבעים לצבעי הפאות שמסביב.

שיטה: סובבו את המישור הצהוב כך שהזווית תתאים לצבע הפאה. סובבו את מישור הזווית, כך שתעבור מהפאה הצהובה לפאה הלבנה.

שכבה ראשונה

מטרה: הכנסת כל הפינות הלבנות למקומן.

שיטה: החזיקו את הקובייה כשהפאה הלבנה כלפי מעלה. המטרה היא להביא את הצד הלבן של הפינה אל הטבעת התחתונה, בדיוק מול המקום אליה רוצים להכניס אותה. אז צריך לסובב את המישור שעליו נמצאת הפינה בתשעים מעלות, כדי לא לקלקל את שאר המישור הלבן, להכניס את הפינה למקומה, ולסובבב חזרה את המישור למקומו בפאה הלבנה.

שכבה שניה

מטרה: להכניס את כל הזוויות למקומן בשכבה השניה של הקובייה

שיטה: הרעיון הוא ליצור גוש של זווית ופינה בפאה הצהובה (למעלה), ואז להכניס את שניהם ביחד למקום. יש בזה משהו לא חסכוני במיוחד, כי בשלב הקודם הכנסנו את הפינות הלבנות למקום, ועכשיו נוציא אותן (באופן זמני) - אני אבדוק בהמשך אם אפשר לקצר כאן.

1. מצאו בפאה הצהובה (למעלה) זווית שאין בה צהוב. סובבו את הפאה הצהובה עד שהזווית תגיע לפאה המתאימה לה. תהיו מול הפאה הזו.
2. אם אני צריך להכניס את הזווית לימין: 'U R U' R. אם לשמאל: U' L' U L. הפעולות האלה יוציאו את הפינה הלבנה מהמקום וישימו אותה למעלה, צמודה לזווית שבה אנחנו רוצים לטפל. עכשיו אפשר להכניס את כל הגוש הזה למקום.
3. U U - יזיז את הגוש למישור האחורי, בכדי להגן עליו. F או F' יביא את המקום לתוכו אנחנו רוצים להכניס את הגוש למישור העליון. U U יכניס את הגוש למקום. F או F' יחזיר את כל העסק למקום - הזווית נכנסה למקומה.

פיתחתי קיצור דרך שעובד טוב אם אין בעיה "לקלקל" את הזווית השכנה (נגיד שאני רוצה להכניס למקום את אדום-ירוק, ואין לי בעיה להחליף גם את הזווית שנמצאת באדום-כחול כרגע). F F יביא את השורה הלבנה למעלה. U U יזיז את השורה הלבנה למקום בטוח. F או F' יביא את הזווית למקום שמול (וזה הטריק) למקום שאליו אני רוצה להכניס אותה. U U יביא את השורה הלבנה שוב קדימה. F F יוריד את השורה הלבנה למקום ויכניס את הזווית למקומה.

צלב צהוב

מטרה: ליצור צלב צהוב על הפאה העליונה (לא חשובה התאמת הצבעים בין הזוויות לבין הפאות האחרות - זה עוד יתבלגן בהמשך).

שיטה: השיטה גורמת לשלוש זוויות שעל הפאה העליונה (כולן חוץ מהשמאלית) להחליף מקומות ולהתהפך. אם יש זווית צהובה שנמצאת כבר במקום (פונה למעלה) - שימרו אותה בצד שמאל כשאתם מבצעים את הפעולות. יכול להיות שצריך יהיה לחזור על השיטה יותר מפעם אחת. 'F R U R' U' F.

גג צהוב

מטרה: לגרום לכל הפינות להסתובב ולפנות עם הצד הצהוב למעלה.

שיטה: סדרת הפעולות תגרום לכל פינה בפאה העליונה להחליף את מקומה עם הפינה הנגדית. בנוסף, שלוש פינות יסתובבו צעד אחד בכיוון השעון, ואילו הפינה שהיתה מקדימה משמאל אמנם תעהור להיות מאחור מימין, אבל לא תסתובב. כלומר, צריך להסתכל על הפינות ולחשוב איך לסובב את הקובייה (או את הפאה העליונה) בכדי להצליח לסדר גג צהוב בכמה שפחות חזרות על סדרת הצעדים הזו: 'R U R' U R U U R.

פינות צהובות

מטרה: שכל הפינות בפאה הצהובה (העליונה) יהיו במקומן הנכון ביחס לפאות האחרות.

שיטה: שני שלבים: (1) שתי פינות במקום (2) ארבע פינות במקום.

1. הסתכלו האם יש באחד הצדדים של הטבעת המקיפה את הפאה הצהובה שתי פינות באותו צבע. אם כן - סובבו את הפאה הצהובה והביאו טותן למקומן הנכון. אם אין, תצטרכו לעשות את השלב הבא פעמיים.
2. הפעולות יחליפו במקומות בין שתי הפינות הימניות. R U U R' U' R U U L' U R' U' L

זוויות צהובות

מטרה: להביא את הזוויות הצהובות למקומן המתאים בהתאמה לפאות השכנות ולגמור את הקובייה!

שיטה: הצעדים בהמשך מחליפים בין שלוש הזוויות שפונות אליך (פנים, ימין, שמאל) בלי לפגוע בכל השאר. אם ארבע זוויות לא במקום, צריך לחזור על הצעדים יותר מפעם אחת. F F U L R' F F L' R U F F

שכלול: הזוויות מתחלפות במקומן בהתאם לכיוון שאליו מסתובבת הפאה העליונה. אפשר לעשות את אותם המהלכים, אבל להחליף בין U ל-U', בכדי להשיג תנועה לכיוון ההפוך.

זהו! הקובייה פתורה!

איך עובדת מדפסת הזרקת דיו?

הקדמה קטנה, ברשותכם. אנחנו מוקפים במוצרים נהדרים, חכמים, ואפילו לא יקרים במיוחד. אבל פחות ופחות מאיתנו יודעים איך המכשירים האלו פועלים, איך לתקן אותם במידה והם מתקלקלים, שלא לדבר על איך לתכנן ולייצר מוצרים דומים. חשוב לי שהילדים יבינו שהמוצרים ה"מושלמים" שמסביבנו הם בעצם פרי תכנון וביצוע של אנשים כמוהם, ושביכולתם להבין איך הם פועלים, ואפילו ליצור מכשירים משלהם. בכדי להשיג את המטרה, אני מוצא מכשירים שונים ומפרק אותם ביחד עם הילדים.

לפגישה בבית הילדים הבאתי מדפסת הזרקת דיו שמצאתי ליד פחי האשפה. קל מאוד למצוא מדפסות זרוקות, משום שמודל התמחור השולט בשוק המדפסות הוא כזה: מדפסת עולה בזול, דיו עולה ביוקר. נגמר לך הדיו? תחליף כבר את כל המדפסת. זהו מודל תמחור שערורייתי, שגורם לבזבוז עצום של חומר גלם ועבודה וממלא את המזבלות במדפסות תקינות לחלוטין.

מדפסת היא מכשיר נהדר לפירוק ולימוד, בגלל שהיא מכשיר מורכב. פועלות בו מערכות צבע, אלקטרוניקה ומכניקה, הנדרשות לעבוד בתיאום מושלם על-מנת ליצור הדפסה יפה. תארו לעצמכם, למשל, מצב שבו הדיו ניתז בדייקנות, אך הדף לא מתקדם בקצב אחיד – ההדפסה הייתה יוצאת מרוחה ומקושקשת...

התאספנו מסביב למדפסת והתחלנו בפירוק. הפירוק היה קשה למדי - לא הצלחנו תמיד למצוא את הברגים ואת המחברים, ומידי פעם הפעלנו כוח כדי ל"שכנע" את המדפסת להיפתח. לאחר שהסרנו את המכסה, הצלחנו להשקיף פנימה, אל תוך המדפסת. ראינו שהיא מכילה כמה תת-מערכות:

· מערכת החשמל: אחראית על אספקת חשמל תקינה למדפסת. מקבלת זרם חילופין במתח 220 וולט מהקיר ומשנה אותו (באמצעות שנאי) לזרם ישר במתח נמוך.

· מערכת הפיקוד והבקרה: אחראית על קבלת פקודות מהמשתמשים במדפסת (המשתמש האנושי והמחשב) ותרגומן לפקודות עבור המערכת המכנית ומערכת הצבע. בנוסף, מערכת הבקרה גם אוספת נתונים על מצב המדפסת (כמו למשל: האם נגמר הנייר?) ומטפלת בהם.

· המערכת המכנית: אחראית על הזזת הנייר וראש ההדפסה.

· מערכת הצבע מורכבת משתי תת-תת-מערכות:

o ראש ההדפסה: אחראי על פעולת התזת הצבע. מכיל מחסניות דיו ומחטים דרכן הדיו ניתז אל הדף.

o מערכת הניקוי: אחראית על תחזוקה שוטפת של ראש ההדפסה, ניקוז עודפי דיו ושמירה על המחטים, שלא יסתמו.

הוצאנו מהמדפסת את שתי מחסניות הדיו – הילדים עשו זאת בקלות ובבקיאות. מחסנית אחת מכילה צבע שחור, השנייה מכילה שלושה צבעים: אדום, צהוב וכחול. הילדים סיפרו שמשלושת הצבעים הללו אפשר ליצור את כל הצבעים האחרים – אלו צבעי יסוד. הוצאנו מעט צבע מהמחסנית וערבבנו כחול ואדום – קיבלנו סגול יפה. מדוע צריך מחסנית שחורה, אם אפשר ליצור את כל הצבעים האחרים מאדום כחול וצהוב? בגלל שזה שחור יפה יותר, "שחור" יותר, וגם בגלל שרוב ההדפסות הן בשחור וזה יותר חסכוני.

הילדים נהנו לשחק בתמסורות שמניעות את הדף ואת ראש ההדפסה. הראש נוסע לו ימינה ושמאלה על מסילת אלומיניום חלקה ומרוחה במעט גריז. הוא מונע על-ידי מנוע חשמלי ורצועת גומי גמישה. כאשר ראש ההדפסה מגיע אל קצה המסילה הוא נכנס למעין "תחנת שירות" קטנה, שמנקה את ראש ומעבירה עודפי צבע דרך צינורית אל ספוגית קטנה בתחתית המדפסת.

ההדפסה עצמה נעשית על-ידי חימום מהיר של צינוריות קטנטנות (מחטים). החימום משחרר טיפות זעירות של דיו אל הדף. אפשר לראות הדגמה יפה כאן: http://computer.howstuffworks.com/inkjet-printer3.htm. הדגמה יפה של כל פעולות המדפסת אפשר לראות כאן: http://science.discovery.com/videos/deconstructed-how-inkjet-printers-work.html.



הילדים נהנו מאוד לפרק את הרכיבים האלקטרוניים שבמדפסת. הקבל נראה כמו בטריה קטנה, וכמוה מוסגל להחזיק מטען חשמלי (צריך להיזהר עם קבלים גדולים שעלולים להיות טעונים גם אם המכשיר לא בחשמל – לא נעים לקבל זרם מאחד כזה...). פרקנו את נוריות ה-LED הצבעוניות והפעלנו אותן באמצעות סוללה שהבאנו מבית הילדים – כמה קל!

לצערי, לא הצלחנו הפעם להרכיב את המכשיר בחזרה... כידוע, הרבה יותר קל להרוס מאשר לבנות, אבל נשתדל יותר בפעם הבאה.

מעגלים חשמליים מבצק

רעיון חמוד המאפשר לילדים קטנים לבנות בקלות מעגלים חשמליים:
בצק משחק מוליך חשמל. בצק על-בסיס סוכר לא מוליך. בונים מהבצקים מבנים שונים, מחברים למקור מתח ומוסיפים נורות ומנועים על-מנת לחקור ולשחק.

תודה לשמוליק על ההפנייה!

איך עובדת מכונת כביסה?

באחד הימים שמענו רעש איום ונורא עולה ממכונת הכביסה שלנו. מיהרנו להפסיק את פעולתה והתחלנו לבדוק מה קורה. רצינו לרוקן אותה ממים, ולכן העברנו אותה למצב "סחיטה", אך אז נשמע שוב הרעש הנורא.

איך מרוקנים את המכונה מהמים? למכונות כביסה יש פתח בתחתית המכונה, שממנו אפשר לנקז את המים. פתחנו את השסתום והמים זרמו להם החוצה. עכשיו יכולנו לראות מהיכן בא הרעש: מהמשאבה! כאן אני חייב לעצור רגע את הסיפור ולספק איך עובדת מכונת כביסה.

מכונת כביסה היא מכשיר פשוט. פעם היו עושים כביסה בדוד: לוקחים סיר גדול, ממלאים אותו במים וסבון, מניחים את הסיר על האש, מכניסים לתוכו את הבגדים המלוכלכים ובעזרת מקל מערבבים אותם, בכדי שכל הבגדים ירטבו, הסבון יבוא במגע עם הלכלוך, ימיס אותו, והבגדים יתנקו. כאשר היו גומרים ל"בשל" את הבגדים בדוד היו שוטפים אותם במים נקיים ותולים לייבוש.

מכונת הכביסה פועלת בצורה דומה מאוד! יש בתוכה דוד שלתוכו מכניסים את הבגדים, המים והסבון. המים מתחממים באמצעות גוף חימום הנשלט על-ידי טרמוסטט (בקר חום). הבגדים מתערבבים באמצעות מנוע, המסובב את הדוד. לאחר שהבגדים שרו מספיק זמן במים עם הסבון, משאבה שואבת את המים החוצה אל הביוב (שימו לב! זאת המשאבה הבעייתית), והדוד מתמלא במים נקיים ששוטפים את הבגדים מהסבון והלכלוך שנשאר. גם המים האלה נשאבים אל הביוב (זאת אותה משאבה שוב) ואז המנוע החשמלי מסובב את הדוד מהר מהר, על-מנת לסחוט את המים מתוך הבגדים הלחים.

המשאבה הרועשת פשוט נשברה. המשאבה היא פשוטה מאוד ומורכבת ממנוע חשמלי המסובב ציר, על הציר מורכבות כנפיים קטנות מפלסטיק שמסתובבות וגורפות מים מהדוד ודוחפות אותם אל צינור הביוב. אצלנו, נשבר החיבור בין הכנפיים לבין ציר המשאבה.

הלכנו לחפש משאבה דומה בחנויות, ולבסוף הצלחנו - קנינו משאבה מטכנאי מכונות כביסה. חזרנו הביתה להוטים לנסות להרכיב את המשאבה החדשה. הכל הלך בקלי-קלות. חיברנו את המשאבה, החזרנו את המכונה ממצב השכיבה שבו היא היתה למצב עמידה רגיל, הטענו את המכונה בכביסה והפעלנו אותה.

שום דבר לא קרה. כלום.

היינו מתוסכלים מאוד. לא הבנו מה קרה. היינו בטוחים שהרסנו את המכונה בדרך כלשהי. השעה היתה שעת אחר-צהריים ביום שישי, ידענו שטכנאי לא יבוא עד יום ראשון בבוקר, הבית היה מלא כביסה מלוכלכת. ייאוש. התחלנו לחשוב על מכונת כביסה חדשה...

ביום ראשון בבוקר תכננתי להזמין את הטכנאי לנסות ולתקן את המכונה. אבל לפני שצלצלתי, ניסינו עוד פעם אחת אחרונה להפעיל את המכונה, והיא עבדה! עבדה כמו גדולה! אנחנו חושבים, שכשהשכבנו את המכונה על הצד כדי לטפל בה, נזלו מים והרטיבו את מנגנון הבקרה שלה (ה"מוח" האלקטרוני שמפעיל את החלקים השונים שבה, ויוצר בעצם את תוכניות הכביסה השונות). המים התייבשו כנראה במהלך סוף השבוע, וביום ראשון המכונה חזרה לתפקד. או שהיא לקחה לה סוף שבוע חופשי. תחליטו אתם.

קישורים:

תמונת מכונת הכביסה למעלה: zzpza

פטנט לחיסכון במים: מיחזור מי הכביסה להדחת האסלה

תמונה יפה של מכונת כביסה

איך עובד DVD? ככה!

אתמול התקלקל לנו ה-DVD. יונתן היה עצוב, כי בתוך ה-DVD נשאר תקוע דיסק של הספרייה...

החלטנו לפתוח את המכשיר ולראות מה קורה בפנים - אולי נצליח לחלץ את הדיסק?

השתמשתי בידע שצברתי במפגשי החוג "איך דברים עובדים" - פירקנו את ה-DVD וראינו במהירות מה התקלה: נקרעה הגומייה שמחברת בין אחד המנועים לתמסורת שפותחת וסוגרת את ה-DVD. לאחר שחילצנו את הדיסק חשבנו שננסה גם לתקן את המכשיר. מאיפה נשיג גומייה כזו?

נזכרנו שיש קופסא עם חלקי מחשב ישנים. ביניהם מצאנו CD ישן. פירקנו אותו ומצאנו בו גומייה מתאימה בדיוק! לאחר עבודה זהירה של הרכבה מחדש, ניסינו את המכשיר והוא עבד כמו חדש!

כיף לדעת איך דברים עובדים. כיף לתקן מכשירים מקולקלים.

לימוזינת ים

השבוע נערכה הפגישה האחרונה של החוג לשנת הלימודים תש"ע. רצינו לעשות פגישה מיוחדת וחגיגית, ולכן הפעם המצאנו דברים חדשים, במקום לפרק דברים קיימים.

ביקשתי מהילדים להכין רשימה של דברים שהם רוצים. רוב הילדים רצו מכשירים חשמליים שונים (פלזמות, די-וי-די, פלאפונים וכדומה). אחד הילדים הפתיע אותי ברשימת בקשות ראוייה לסולטן אמיתי וביקש לימוזינה, ארמונות, סכום כסף אין-סופי ומספר גדול של משרתים.

רציתי לעורר את הדמיון, אז הוספתי את המילה "ים" לכל אחד מהפריטים (כמו "אופנוע" שהופך ל"אופנוע ים"). התוספת הקטנה העלתה סדרה חדשה לגמרי של שאלות, כמו למשל מה עושים עם "DVD ים"? מה צריכות להיות התכונות שלו? איך ישתמשו בו? איך אפשר לעשות אחד כזה?

קבוצת ילדים אחת עבדה על DVD ים. זהו מכשיר DVD נייד שאפשר לקחת להפלגה בים. הילדים לא ראו צורך ב-DVD תת-ימי, בגלל שאם אתה כבר צולל, למה שתרצה לראות סרט? ה-DVD ים מצטיין בחסינות בפני מים, הוא עובד על סוללות והוא שחור. רוב העבודה התרכזה בחסינות למים. איך הופכים מכשיר לחסין מים? אולי נכניס אותו לשקית? אבל אז איך יראו? השקית תהיה שקופה, אבל זה לא עובד טוב. אולי נשתמש בזכוכית? אולי באטם גומי? או פלסטיק? אולי נאטום את כל המכשיר בניילון קשיח? אבל אז איך נכניס פנימה את הדיסק?

קבוצה אחרת עבדה על ארמון זהב ים. מה מיוחד בארמון זהב ים? הוא עומד על החול, ודומה בצבען לצבע החול. אז אולי לא רואים אותו? אולי הוא מוסווה? לא, דווקא רואים אותו טוב מאוד - תראו את הצריחים הגבוהים, מצופים ביהלומים צבעוניים!

ואולי זה בכלל ארמון חשמל ים? ארמון בצורת אנייה עם מפרשים, כולה טעונה כמות אדירה של חשמל בצבעים שונים?

את הדמיון המפליג עצרה הקריאה לארוחת ערב.

להתראות אחרי החופש הגדול!

איך עובד מחשב נייד?

לא עדכנתי את הבלוג בחודשיים האחרונים בגלל תופעה הידועה בכינוי "עייפות הבלוג"...

במשך מאי ויוני נפגשנו כמה פעמים ופירקנו מכשירים מעניינים. הפעם אספר על המכשיר המעניין ביותר שפירקנו - מחשב נייד.

באחד הימים החנתי את האוטו ליד בית הנוער. על הכביש ראיתי משהו מעניין: מכסה עליון של מחשב נייד! לקחתי אותו והתחלתי לחפש את שאר החלקים. מצאתי אותם מפוזרים על הרצפה בקרבת פח האשפה. מישהו כנראה זרק את המחשב הנייד על הרצפה ושבר אותו בצורה יסודית ביותר.

הילדים התלהבו למראה המחשב הנייד השבור - הם מאוד אוהבים מחשבים ניידים ולראות מחשב כזה מבפנים עשה להם את היום. התחלנו לפרק אותו (זה לא היה קשה, בהתחשב במצבו) ולזהות את החלקים השונים: מסך, מקלדת, משטח מגע, לוח אם, מעבד, זכרונות ועוד. חלק מהחלקים היו חסרים: הדיסק הקשיח והסוללה לא היו שם.

היה מאוד מרשים לראות איך המהנדסים הצליחו לדחוס כל-כך הרבה חלקים לתוך קופסא כל-כך קטנה.

התמונות מאת WzDD

תמונות יפות של מכשירים מפורקים

הנה מקבץ תמונות יפות של מכשירי חשמל מפורקים וערוכים יפה לצילום.

איך עובד מיכל הדחה (ניאגרה) בשרותים?

בדרך אל החוג ראיתי שני מיכלי הדחה ("ניאגרות") זרוקים ליד פחי האשפה - כמובן שאספתי אותם! אני אוהב להביא לחוג דברים שמצאתי ברגע האחרון... הילדים די נגעלו ממיכלי ההדחה. הם תפסו אותם כמלוכלכים ומזוהמים. הפעם היו פחות מתנדבים שרצו לפרק את החלקים, ואף ילד לא רצה לקחת חלקים הביתה.

כמה מים יש במיכל ההדחה? לקחנו בקבוק שתיה של חצי ליטר וניסינו לאמוד כמה פעמים הוא נכנס למיכל. חישבנו שבמיכל יש בערך שישה ליטרים של מים - זה די הרבה. הילדים סיפרו שיש מיכלים עם שתי ידיות - אחת מהן מזרימה את כל המיכל והשנייה חצי כמות. זה עוזר מאוד לחסוך במים.

למה חשוב לחסוך במים בשרותים? המים שבמיכל ההדחה הם מי שתייה נקיים, כמו המים שזורמים בברז במטבח. מי שלא נגעל יכול לשתות ממיכל ההדחה (אבל לא מהאסלה - היא באמת מזוהמת). כשאנחנו מורידים את המים, אנחנו מזרימים לביוב כמות של מי שתייה שהיתה יכולה להספיק לכמה אנשים למשך יום שלם. לא חבל?

איך מיכל ההדחה עובד? מאוד פשוט. יש לנו: מיכל, ברז שממלא את המיכל ופקק שמרוקן את המיכל. זהו.

הברז ממלא את המיכל במי שתייה שמגיעים מצינור שבקיר - על זה כבר דיברנו. אבל מי פותח וסוגר את הברז? יש מנגנון אוטומטי פשוט מאוד שדואג לפתוח ולסגור את הברז. אם נסתכל לתוך מיכל ההדחה נראה מצוף מחובר למקל ארוך. כאשר יש מים במיכל, המצוף צף למעלה, והזרוע לוחצת על שסתום שסוגר את הברז. כאשר אנחנו מורידים את המים, המצוף שוקע והזרוע מפסיקה ללחוץ על השסתום. השסתום נפתח ומזרים מים למיכל ההדחה. המים עולים במיכל ואיתם המצוף, עד שיש מספיק מים במיכל והזרוע שוב לוחצת על השסתום ומפסיקה את הזרמת המים.

איך מרוקנים את המיכל? כאשר לוחצים על הידית, מנוף קטן מרים פקק ומשחרר כמות גדולה של מים דרך חור בתחתית המיכל אל האסלה. המים יורדים אל האסלה בעזרתו האדיבה של כוח הכובד - הם פשוט נופלים למטה. כאשר המים מגיעים אל האסלה, הם דוחפים את מה שיש בה (מים, פיפי, קקי, ניירות טואלט) אל תוך הצינור שמוביל לביוב. רוצים לראות את זה קורה? באתר המצויין "How Stuff Works" יש אנימציה.

כמה מילים על השם "ניאגרה". לא כל הילדים יודעים שמיכל ההדחה זכה לכינוי "ניאגרה" על-שם מפלי הניאגרה האדירים שבגבול ארצות הברית וקנדה. גם שם המים נשפכים בכמות אדירה.