Урок 5. Яги: чертёж и заготовки
| Класс | 7 |
| Модуль | Технологии обработки материалов |
| Тема урока | Изготовление антенны Яги: чтение чертежа, правка, разметка, резание проволоки, сверление |
| Урок | 5 из 8, 45 минут (удобно сдвоить с уроком 6) |
Целеполагание
Цель урока: создать условия, при которых ученик по чертежу и технологической карте изготавливает три элемента антенны и стрелу с отверстиями в пределах допуска.
Планируемые результаты
Личностные: соблюдает допуск, переделывает деталь, если она вышла за допуск.
Предметные — ученик:
- читает чертёж: находит длины элементов, расстояния, допуски;
- правит медную проволоку и режет её по разметке с точностью ±2 мм;
- размечает стрелу от одной базы и сверлит отверстия по осевой линии.
Метапредметные:
- регулятивные: проверяет каждую деталь по графе «контроль» технологической карты;
- познавательные: связывает размеры чертежа с длиной волны из урока 4;
- коммуникативные: делит операции в паре, проверяет размеры напарника.
Инструментальный блок
Задачи урока
- Ответить на вопрос урока: «Почему три проволочки на чертеже разной длины, и что будет, если перепутать?»
- Выполнить задание: изготовить по технологической карте операции 1–6.
- Проверить результат: размеры элементов и отверстий в пределах допуска.
Тип урока: практическая работа по технологической карте.
Учебно-методический комплекс
- Оборудование на пару: медная жила 2 мм, 60 см (учитель заранее снимает изоляцию с кабеля ВВГ 4 мм² или берёт голый провод); сосновая рейка 250 × 20 × 10 мм; металлическая линейка, угольник, карандаш, маркер, кусачки, плоскогубцы, надфиль, шило; на класс — тиски, сверлильный станок или дрель в стойке, сверло 2 мм, защитные очки.
- Источники информации: чертёж антенны (ниже).
- Дидактическое сопровождение: технологическая карта изделия, лист контроля.
Задание
Базовый уровень. Изготовить рефлектор, две половины вибратора, директор и стрелу с двумя отверстиями.
Повышенный уровень. Рассчитать размеры такой же антенны для 433 МГц по пропорциям чертежа и объяснить, почему для урока выбрали 869 МГц.
Организационно-деятельностный блок
Основные понятия: чертёж, база разметки, допуск, правка, разметка, резание, сверление, рефлектор, вибратор, директор, стрела.
Межпредметные связи: физика — длина волны (урок 4); математика — пропорции, сложение размеров; черчение — чтение размерных линий.
Организация пространства и формы работы: фронтальная — разбор чертежа, инструктаж; парная — изготовление. Рабочие места пар, отдельное место у сверлильного станка, где работает одна пара под наблюдением учителя.
Ход урока
| Этап | Мин | Деятельность учителя | Деятельность учеников |
|---|---|---|---|
| Вопрос урока | 3 | Показывает готовую антенну: «Чем отличаются три проволочки?» | Замечают разную длину, высказывают версии. |
| Чертёж | 7 | Разбирает чертёж: база — задний торец стрелы, размеры 110, 70, 55, длины 168, 162, 148. Связывает с уроком 4: вибратор около полуволны, рефлектор длиннее, директор короче. | Находят на чертеже размеры, записывают в лист контроля. |
| Инструктаж по ТБ | 3 | Резка проволоки, работа надфилем, сверление в тисках в очках. | Повторяют правила. |
| Изготовление | 27 | Обходит пары, проверяет разметку до резки. Ведёт сверление по одной паре. | Выполняют операции 1–6, отмечают контроль в листе. |
| Итог и рефлексия | 5 | «Какая операция требовала больше всего точности? Где вы ошиблись и как это заметили?» | Сдают детали в подписанный пакет, отвечают. |
Оценивание
- длины элементов в пределах ±2 мм, концы без заусенцев;
- отверстия на осевой линии, расстояние между ними 125 ± 3 мм;
- в листе контроля записаны измеренные значения.
Безопасность
- Проволоку при резке держат так, чтобы отрезанный конец летел вниз, на стол. Очки — при резке и сверлении.
- Острые концы сразу скругляют надфилем.
- Рейку при сверлении зажимают в тисках, руками не держат. Сверлит одна пара, остальные — за линией у станка.
Материал к уроку
Чертёж
| Деталь | Размер, мм | Допуск, мм | Сколько |
|---|---|---|---|
| Рефлектор | 168 | ±2 | 1 |
| Половина вибратора | 79 | ±1 | 2 |
| Директор | 148 | ±2 | 1 |
| Стрела | 250 × 20 × 10 | — | 1 |
| Отверстие рефлектора от заднего торца | 110 | ±2 | 1 |
| Место вибратора от заднего торца | 180 | ±3 | — |
| Отверстие директора от заднего торца | 235 | ±2 | 1 |
На 60 см проволоки уходит 168 + 2 × 79 + 148 = 474 мм, остаётся 126 мм на ошибки и пробную резку.
Что сказать о чертеже
Длина волны на нашей частоте 345 мм (урок 4). Вибратор — около половины волны, к нему подключают кабель. Рефлектор чуть длиннее, он стоит сзади и возвращает волну к вибратору. Директор чуть короче, стоит спереди и помогает волне дойти до вибратора. Если поставить элементы наоборот, антенна будет смотреть назад. Если ошибиться в длине на 5 мм — антенна хуже различает перёд и зад. Поэтому допуск ±2 мм.
Все размеры откладывают от одной базы — заднего торца стрелы. Если откладывать каждый размер от предыдущей отметки, ошибки складываются.
Технологическая карта изделия
| № | Операция | Инструмент | Контроль |
|---|---|---|---|
| 1 | Правка проволоки: конец зажать в тиски, второй конец взять плоскогубцами и плавно потянуть на себя, пока проволока не станет прямой. Отрезать смятый у губок конец. | тиски, плоскогубцы, кусачки | проволока лежит на столе без просвета |
| 2 | Разметка элементов маркером от торца проволоки: 168, затем 148, затем 79 и 79. Каждую метку ставить от свежего торца после резки. | металлическая линейка, маркер | длина по линейке от торца до метки |
| 3 | Резание по метке кусачками, отрезок держать над столом. | кусачки | длина ±2 (половины вибратора ±1) |
| 4 | Скругление концов надфилем: убрать заусенец, снять острую кромку. | надфиль | палец не цепляется за торец |
| 5 | Разметка стрелы: осевая линия по широкой грани; от заднего торца отметки 110, 180, 235; на 110 и 235 — накол шилом на осевой. | линейка, угольник, карандаш, шило | расстояния от торца, накол на оси |
| 6 | Сверление отверстий Ø2 на 110 и 235 насквозь через 10 мм. Рейка в тисках, сверлить под прямым углом. | станок или дрель в стойке, сверло 2 мм, тиски, очки | проволока входит туго, отверстия на оси |
| 7–12 | Сборка, пайка и проверка | — | урок 6 |
Если что-то пошло не так
| Ошибка | Что делать |
|---|---|
| Элемент короче допуска | Отрезать новый из запаса. Удлинить нельзя. |
| Элемент длиннее | Подпилить надфилем до размера. |
| Отверстие ушло с оси на 2–3 мм | Оставить: на работу антенны это не влияет. Записать в лист. |
| Отверстие разбито, проволока болтается | Закрепить на уроке 6 термоклеем, это допустимо. |
Глубже
Все размеры антенны пропорциональны длине волны. Для 433 МГц длина волны 300 / 433 = 0,693 м, в 2 раза больше. Значит, рефлектор около 336 мм, вибратор около 324 мм, директор около 296 мм, стрела около 50 см. Для урока выбрали 869 МГц: антенна вдвое меньше, её удобно держать одной рукой. И наши лисы работают на 869 МГц.
Размеры этого чертежа рассчитаны программой NEC-2. Она делит каждую проволоку на короткие отрезки и решает, какой ток пойдёт по каждому из них. Расчёт дал усиление 8,2 дБи — в сторону директора антенна принимает примерно в 4 раза лучше хлыста — и отношение «вперёд/назад» 25 дБ.
Лист контроля пары
| Деталь | По чертежу | Измерено | В допуске? |
|---|---|---|---|
| Рефлектор | 168 ± 2 | ||
| Половина вибратора 1 | 79 ± 1 | ||
| Половина вибратора 2 | 79 ± 1 | ||
| Директор | 148 ± 2 | ||
| Отверстие рефлектора | 110 ± 2 | ||
| Отверстие директора | 235 ± 2 | ||
| Расстояние между отверстиями | 125 ± 3 |