Costruire una macchina per disegnare (scribbling machine)

Una macchina che disegna da sola? Proprio lei, un piccolo robot con un’elica come testa e dei pennarelli come gambe che va in giro, dove le pare, a disegnare.

Macchina per disegnare

Perché non provare a unire due delle cose che ai bimbi sembrano piacere di più: disegnare e costruire? Noi ci abbiamo provato costruendo insieme a loro una macchina per disegnare, anche nota come scribbling machine. Niente è pre-assemblato, tutto va costruito a partire da pochi materiali economici! Ciò è di particolare valore perché, data la necessità di mettere insieme un circuito, i bimbi inizieranno a prendere un po’ di dimestichezza con l’elettricità e l’elettronica!

La nostra macchina è quella nella foto, le cui componenti fondamentali sono un motorino elettrico per farla muovere, un LED per segnalarne il funzionamento e un interruttore per spegnerla e accenderla. Per vederla in azione, scorrete al video presente nella sezione La macchina in azione.

Cosa serve

In totale, noi non abbiamo speso più di 20 euro per i materiali della macchina per disegnare.

Quello che serve è:

  • Un bicchiere di carta, tipo quelli da festa
  • Tre pennarelli a punta grossa
  • Fili in abbondanza (una decina)
  • Un motorino elettrico da 3V (il nostro faceva circa 13mila giri al minuto)
  • Un portapile da due pile stilo
  • Un interruttore
  • Un LED di media grandezza
  • Una resistenza da 47 ohm
  • Due pile stilo
  • Scotch di carta
  • Un pezzo di velcro
  • Un pezzo di gomma

Per realizzare la macchina per disegnare, in realtà, LED, resistenza e interruttore non sono fondamentali. L’unica componente essenziale è il motore elettrico, senza il quale la macchina non si muoverebbe. Abbiamo aggiunto il LED per bellezza, e a quel punto la resistenza era necessaria per non bruciarlo. L’interruttore infine è solo una (significativa) comodità per fermare la macchina senza dover togliere le pile ogni volta.

La macchina in azione

PASSO 1 – Costruire il corpo della macchina

Costruiremo prima il corpo della macchina, lasciando per il momento da parte la sezione relativa al circuito.

La prima cosa da fare è attaccare i pennarelli al bicchiere. Il bicchiere va posto al contrario: la parte da cui si beve va verso il basso. I pennarelli saranno le gambe del nostro robot, e vanno attaccati in modo che la punta sia ben oltre alla bocca del bicchiere. Per evitare problemi in seguito, cercate di attaccarli in modo che ci siano almeno 2-3 centimetri tra la parte alta del bicchiere e il sedere dei pennarelli. La cosa più importante è comunque che i pennarelli siano distanziati equamente e siano tutti alla stessa altezza, oppure la macchina sarà instabile! Potete fissare i pennarelli al bicchiere con lo scotch di carta. Che siano dritti e ben saldi!

Diversi bimbi hanno avuto difficoltà ad attaccare i pennarelli, specialmente i più piccoli. C’è stato bisogno di un po’ di aiuto (che si sono dati tra loro senza chiedere nulla), e sopratutto è importante verificare che siano ben posizionati. È capitato che alcuni bimbi non li avessero messi abbastanza precisamente, e quando la macchina era pronta per partire, già con il motore montato, non stava in piedi. A un adulto non importa, ma ai bimbi delude molto, anche se il guasto si può aggiustare!

Il passo successivo è quello di montare il portapile. Esso è nascosto alla vista, perché è dentro il bicchiere, attaccato su un lato. Il metodo più semplice e più comodo per assicurarlo all’interno del bicchiere è con un pezzetto di velcro. Questo rende più facile anche mettere e togliere le pile. (Non è ancora il momento di mettere le pile.) L’unico accorgimento da considerare è che i fili del portapile siano rivolti verso la bocca del bicchiere, e non verso l’alto. Una volta montato, potete lasciarlo all’interno e dimenticarvene, per ora.

Interno macchina per disegnare

A questo punto, la costruzione del corpo è completata: possiamo passare all’elettronica!

PASSO 2 – Progettare il circuito

Costruire il circuito non è facile, ma non veniteci a dire che è troppo difficile per i bambini. Nella nostra esperienza, anche i bambini di 4-5 anni, pur essendo seguiti e un poco aiutati, sono riusciti a costruire la macchina per disegnare!

Ora che il corpo è concluso, è un buon momento di fare il punto, insieme ai bimbi, di cosa si è già fatto e cosa ancora c’è da fare. Questa è un’occasione d’oro per capire insieme come funziona la macchina e a cosa servono tutti i pezzi. Senza questo momento, l’esperienza rischia di diventare solo un insieme di istruzioni di assemblaggio poco interessanti per il bambino, che egli seguirà solo per ottenere il risultato finale.

Circuito macchina per disegnareNoi abbiamo preso un grande foglio, alcuni pennarelli e tutti i pezzi che ancora non avevamo montato. Quindi abbiamo fatto un disegno insieme ai bambini: partendo da ciò che avevano già costruito, abbiamo cercato di capire come aggiungere il resto. Credevamo che avremmo quasi dovuto tenere una specie di lezione, e non ci piaceva l’idea. Invece dai bimbi sono arrivate un sacco di considerazioni di valore!

Erano considerazioni quasi sotto forma di domanda, sembrava pensassero ad alta voce. Appena il dibattito scemava un po’, lo rianimavano noi con qualche domanda. Perché dal portapile escono due fili? E perché sono di colore diverso? Perché mettere l’interruttore? E così via… I bimbi erano entusiasti all’idea di non mettere l’interruttore e vedere la loro macchina per disegnare che, nella notte, si era arrampicata sui muri. Diversi bimbi hanno pure sentito il bisogno di correggere il mio disegno, perché secondo loro non rispecchiava l’aspetto della macchina per disegnare.

Se avete un po’ di dimestichezza con l’elettronica e volete provare a pensarci da soli, vi diciamo solo che il motore e il LED vanno collegati in parallelo. Ma niente paura, ora lo assembliamo insieme passo passo!

PASSO 3 – Assemblare l’elettronica

Lo schema del circuito non è troppo complicato, ciò che riesce difficile ai bimbi è l’esecuzione pratica. Diversi di loro, nel cercare di collegare i fili, li arrotolavano, li giravano insieme, ma senza mai davvero assicurarli. Abbiamo visto che i bimbi non si riuscivano a rendere conto se due fili fossero davvero collegati o no. Ogni filo che collegavano andava assicurato con un po’ di scotch di carta, ma è stato frequente che i fili stessero insieme solo grazie allo scotch. È un incubo, a macchina conclusa e non funzionante, capire quali fili sono collegati male: meglio prestarci attenzione subito!

Di seguito uno schema del circuito:

Schema circuito macchina per disegnareOra dettaglieremo ogni passaggio. Noi vi consigliamo di evitare di mettere lo scotch tra i fili fino alla fine. È meglio verificare che il circuito funzioni, prima di sigillarlo!

Interruttore macchina per disegnareIl filo nero che esce dal portapile va collegato all’interruttore. Scegliamo il buco centrale dell’interruttore. A uno dei due estremi dell’interruttore va collegato un secondo filo. Da qui, il circuito si divide in due rami: uno dedicato al motore e uno al LED. Per fare questo, colleghiamo all’estremità dell’ultimo filo due ulteriori fili.

Dedichiamoci prima a uno dei due rami del circuito, quello del LED. Ciò significa che uno dei due fili lo lasceremo penzolare, e ce ne preoccuperemo dopo. All’altro, attacchiamo la resistenza. All’altra estremità della resistenza colleghiamo ancora un filo, e poi il LED. Al LED attacchiamo un filo ulteriore. Bisogna fare attenzione che la gamba lunga del LED sia collegato ai fili che poi saranno collegati al filo rosso del portapile, oppure non funzionerà (il led ha una polarità).

Diramazione rami paralleloA questo punto, i due rami del circuito si riuniscono: dunque dobbiamo prevedere che, oltre al filo del LED, arrivi quello del motore. Facciamolo subito: alla fondo del cavo che arriva dal LED ne attacchiamo altri due. Infine scegliamone uno dei due e colleghiamolo all’estremo rosso del portapile.

A questo punto dovremmo avere realizzato il circuito schematizzato nella figura, fatta eccezione per la presenza del motore. Ma vale la pena provarlo, intanto! Basta mettere due pile e attivare l’interruttore per capire se tutto è collegato bene. Se il LED si accende, possiamo proseguire, altrimenti è meglio cercare di capire subito quali coppie di fili non siano ben attaccati.

Se il LED funziona, possiamo dedicarci all’ultimo passo: dotare la nostra macchina per disegnare del motore!

Il motore va fissato sulla parte alta del corpo, facendo attenzione che la parte che gira spunti bene oltre il bordo. Per verificare che sia messo bene, possiamo già posizionare anche la gomma. Ne basta un pezzetto, consigliato di forma allungata. La gomma va fissata non al centro, ma in modo asimmetrico. È proprio la posizione asimmetrica che fa sobbalzare la macchina, e le permette di muoversi!

Motore macchina per disegnare

I bimbi spesso tagliavano un pezzo di gomma eccessivamente grande. Se è troppo grande, la gomma rischia di scontrare contro le altre componenti, e inoltre il motore potrebbe fare molta fatica a ruotare dato il peso esagerato. Abbiamo visto che la dimensione giusta è più piccola di quanto ci aspettassimo, come si vede nella foto. Meglio lunga e sottile che non viceversa.

Una volta che motore e gomma sono in posizione, possiamo collegare anche i due fili che avevamo lasciato penzolanti. Il motore ha una polarità, cioè un verso di scorrimento della corrente privilegiato, quindi ci sarà un modo giusto di collegare i due fili. Se vi accorgerete che il motore gira molto piano, provate a scambiare il modo in cui avete collegato i fili.

PASSO 4 – Ultimi ritocchi e prova della macchina

A questo punto, siamo pronti a provare davvero la nostra macchina! Inseriamo le pile, poniamola su un foglio davvero grande, e azioniamo l’interruttore. Se tutto è collegato bene, la macchina inizierà a disegnare trame spiraliformi per tutto il foglio!

La cosa bella è che i disegni prodotti da ciascuna macchina sono peculiari e diversi dagli altri! Infatti ci sono un sacco di fattori che influenzano il modo in cui la macchina si muove (posizione dei pennarelli, distribuzione del peso, dimensione della gomma…).

Se poi la macchina funziona, è tempo di mettere lo scotch tra i fili: ne basta un pezzetto per ogni coppia. Vi consigliamo infine di assicurare tutti i fili e i collegamenti in modo che non si incastrino da nessuna parte mentre la macchina si muove. Basta arrotolarli alla buona attorno al corpo della macchina e dargli un paio di colpi di scotch.

Ecco fatto, la macchina per disegnare è conclusa! Se avete avuto problemi a costruirla, o avete dei dubbi, lasciate un commento qui sotto e proveremo ad aiutarvi!

La macchina per disegnare in azione!

Alcune foto della nostra esperienza e dei disegni che le macchine dei bimbi (o degli adulti!) hanno prodotto!

Bonus conclusivo

Nel costruire la macchina per disegnare, avete riprodotto il funzionamento di un congegno che avete spesso per le mani… il vostro cellulare! Senza dubbio, spesso il vostro telefono vibra. Come fa il cellulare a vibrare? Esattamente come la macchina per disegnare che, vibrando a causa dell’asimmetria della gomma, vibra e si muove.

Interno cellulare


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