科學玩具自造王02：動手做大百科

立志成為Maker的第一天起，
你就需要這本書

主題式學習的玩具製做指南，
從尋找靈感到落地執行，
當「想成為Maker的你」的最佳後盾。


打造屬於自己獨一無二的機器人、夾娃娃機、摩天輪、旋轉木馬、彈珠台等科學玩具，從基礎到進階充滿了挑戰性，而且拆解步驟詳盡，取材便利環保，在手作中讓愛動腦的玩家啟發了無限創意與思考力，感受到從無至有的建造過程。

◎本書四大特色
特色1 培養創造力、思考力與設計力的玩具提案
特色2 瞭解玩具背後的科學原理
特色3 步驟清楚、輕鬆上手、材料取得容易
特色4 認識手作素材的常見圖鑑

◎本書重點

Part 1 常用工具
工欲善其事，必先利其器。在製作玩具的時候，會需要用到各式各樣的工具，正確的使用工具，做事的效率就會更好，做出來的成品精緻度也會提升。如果對工具的用法不夠了解，很容易因為誤解用法而導致作品損壞，甚至在製作過程中發生危險。

在這一章工具篇，除了介紹常見的手工具之外，還有烙鐵、電表等專門處理電子零件的工具，當你對這些工具有了基本認知後，相信會更加熟悉工具的操作，並讓作品的製作過程事半功倍。

Part 2　常見材料
要完成一件作品，需要用到許多材料，但並非每件作品都只能使用限定種類的材料才能製作；舉例來說，製作機器人的時候，可以使用3D印表機印製框架，但如果你沒有3D印表機，其實也可以使用紙或木板來製作框架。

每種材料都有自己的特性與價格，在熟悉材料的性質與用法後，就可以依據作品的使用場合、預算或是耐久度，快速的判斷應該使用哪一種材料最為合適。只要懂得善加使用材料，可以省下許多的時間和金錢。

Part 3　Maker樂園
當你看完工具及材料篇，並對使用方式有一定程度的了解之後，這時就可以開始動手做實作篇各種有趣的玩具了。

實作玩具的順序是依照難度排列，一開始可以先試試簡單的音樂旋轉木馬，雖然機器手臂看似很複雜，但只要使用3D印表機印出框架就能輕鬆組裝，還有兩種不同的指尖陀螺能訓練焊接的技巧。

等到技術熟練之後，就可以挑戰看看夾娃娃機及超級廢柴機器人等高難度章節，這些玩具需要花費較長的時間，仔細地照著書中的步驟製作，並依據每個人製作的情況加以調整，就能讓作品流暢的運作。雖然製作難度很高，但過程可以培養耐心及專注力，而且完成作品時還有一種非常巨大的成就感。

金克杰
國立台北教育大學玩具與遊戲設計碩士班畢業。
KiM Lab玩具實驗室創辦人，親子天下講師，教育部國教署3D列印講師，國立台北教育大學創客計畫講師，勞動部北分署創客基地創客導師，AICxIBM機器人講師，資策會3D列印講師，國立台南二中Fablab講師，國立科學工藝博物館講座講師，國立台灣科學教育館講座講師，TEDxNTUE年會講者，曾受邀參展2014義大利米蘭設計師週。

著作《科學玩具自造王》

作者序
寫在最前面

Part 1 常見工具

1數位製造
3D印表機、CNC雕刻機、雷射切割機

2鉗子
斜口鉗、尖嘴鉗

3焊接
烙鐵、焊錫、烙鐵架、海綿

4刀具
剪刀、美工刀、鋸子、筆刀

5著色
彩色筆、彩色奇異筆、水彩筆、噴槍、噴罐

6黏合
熱熔膠、瞬間膠、光固化膠、美術黏土、白膠

7修整
砂紙、銼刀、補土

8三用電表

Part 2 常見材料

1紙張
厚卡紙、瓦楞紙、塑膠瓦楞板、美術紙

2木頭
冰棒棍、免洗筷、飛機木

3黏土
樹脂土、超輕土、輕質土

4發泡類
保麗龍、泡棉、珍珠板

5金屬
金屬線、鋁罐

6 LED
LED、RGB LED、紅外線收發LED、內建控制晶片LED

7氣嘴燈

8電阻
碳膜電阻、可變電阻、光敏電阻

9電線
單芯線、多芯線、漆包線、銀絲線

10開關
開關電池盒、按鈕開關、滾珠開關、微動開關

11電池
乾電池、鹼性電池、鋰電池、鈕扣電池

12蜂鳴器
有源式蜂鳴器、無源式蜂鳴器

13馬達
130馬達、TT減速馬達

14伺服馬達
小型伺服馬達、伺服馬達測試器

15感測器
紅外線感測器、超聲波感測器

16控制板
Arduino、樹莓派（Raspberry Pi）、Micro:bit

Part 3 Maker樂園

1音樂旋轉木馬
2 3D機械手臂
3炫光紙陀螺
4 POV幸運草陀螺
5 3D迷你電子鋼琴
6 Strawbees彩光摩天輪
7翻桌企鵝機器人
8空壓夾娃娃機
9自動感應彈珠台
10超級廢柴機器人

在動手做之前——專案管理

當出現一個有趣的想法時，相信各位應該會想動手把它實現出來，但一開始往往很難決定從何下手，就讓我們來看看到底該如何進行吧！

Ready to Go
尋找靈感

想做任何東西都行，想不到要做什麼時，找找看有沒有自己感興趣的東西。你可以上網尋找或是出門逛街，當發現有趣的物品時，觀察看看自己是否能做得出來，你會發現生活中有許多好玩的事物喔！

Step 1
確定製作主題及方向

當有想法出現之後，首先應該將範圍縮小，縮小到一個可行的範圍。假設你想做一台機器人，但機器人有很多種種類，像是人形、仿生獸、球形等等，還有大小的分別、有線無線遙控的區分，如果放任想法無限發散，不僅容易迷失方向，誤判製作難度的可能性也很高，因此釐清想做的主題及主要功能，就顯得非常重要。

Step 2
尋找製作方法及原理

確定製作方向之後，再來就是如何做出成品。例如要做一台遙控機器人，首要決定的是使用哪種製作方式，因為有線遙控及無線遙控這兩種方式，當然會讓製作方向大大不同。

如果要做有線遙控的話，最簡單的做法只須讓馬達接上電池盒即可，再用外接開關來控制機器人的運作；但如果是無線遙控的話，就一定要使用控制板，而控制板的種類又非常多種，因此在選擇材料之前，必須多認識材料及工具的用法，以及物體運作的原理，才能選到最適合使用的零件，而不會造成材料的浪費，或是買來了工具卻不會使用的情形。

Step 3
建立材料及所需工具清單

知道製作方法之後，再來就是要準備所需的材料。當不清楚材料的取得來源是哪裡時，可以優先上網搜尋，大部分的材料都可以在網路商店找到。但如果是沒接觸過的材料，不確定是否能使用時，比較建議至實體店面現場評估，或是先買幾個回去測試，以免發生買很多材料但都無法使用的情況。

Step 4
估算製作時間及製作成本

列好材料清單之後，再來就是要算出製作時間及所需的材料費用，像是外觀需要多少時間製作、結構材料需要多少錢購買等等。這裡有個非常重要的觀念，就是時間跟費用彼此之間會互相影響。

舉例來說，機器人的外觀材料有很多種選擇，如果經費不足，用紙或冰棒棍也可以做出來，但缺點是要花很多時間加工，而且做出來也會沒那麼耐用，可能玩幾次就要維修了。如果考量到這些因素，使用3D列印材料，甚至是請工廠訂作金屬零件，都可以得到很好的外觀效果，耐用程度也有一定的保障，而且不需要花時間在手工處理材料上面，但相對的費用就會相當昂貴。

當然材料本身並沒有好壞之分，而是材料適不適合這個專案使用，如果你的專案類型是概念或原型，或者只是要做給自己玩的，就不用花太多錢在材料上面，以最低的成本將作品做出即可。但如果你的作品是要用在展覽、送給他人使用，或是商業用途的話，就要考量外觀及耐用程度，以免在重要場合發生問題或故障。

Step 5
開始動手做

前置作業準備完成之後，終於可以開始製作作品了，有了詳細的規畫之後，製作起來應該會順利許多。在製作時，須注意環境的整潔、通風是否良好、是否要配戴口罩等等，並且注意工具使用安全。在組裝時，先別急著通電測試，待大致組裝完成之後，檢查看看電路有沒有接錯、電線有沒有脫落等情況，再將電源打開測試看是否能正常運作，以免因為線路接錯或零件誤觸造成的短路，使得作品故障或損壞。

Step 6
做完以後

作品完成之後，除了可以自己玩，也可以讓其他人來試玩測試一下，觀察看看他們在使用上會不會出現一些意料之外的問題，並且根據他們的意見做調整或修正，讓自己的作品更好。如果你對自己的作品有信心的話，不妨試著去參加Maker Faire或是學校辦的展覽，將作品展示給更多人看，好東西就是要分享給更多人知道呢！

 

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