生活科學－電學－四面鐘

原文發表於Yahoo奇摩部落格2008年08月26日。

這個是上個星期才圓滿落幕的2008年物理教學示範研討會，發給與會者的見面裡，還貼心的把電池和機體分開，它的名字叫做多彩四面鐘。其實也不是多不多彩的問題，畢竟看起來只有藍綠兩種顏色的變化。既然重點不在多彩，引發我的興趣的當然如何在不同的角度呈現不同的功能囉！

　　　　　　　大陸文字包裝　　　　　　　　　　　時間顯示

　　　　　　　　鬧鐘　　　　　　　　　　　　　　　溫度計

我的疑問是機體功能和螢幕顯示是如何因應角度的改變而出現變化呢？秉持我一貫的原則，去做就對了！有問題就動手把它給拆了，以解心頭之癢，但是拆之前可以做的是先預測一下答案，進行一下ＰＯＥ（預測、觀察、解釋）流程。

旋開螺絲，打開天窗說亮話

除了機殼以外，不外乎就是電路板、液晶螢幕和導線了

還沒發現功能改變機制

這是電路板和液晶螢幕，接在兩者之間的導線是薄形的，而且有非常多條

這是因為要改變每一列液晶分子的排列而設計的，型態不同於一般電線哦

 

液晶螢幕除了本身以外，因為玻璃材質可大量透光的關係，妨礙了觀察

所以在螢幕背面加了一張薄紙增加光線反射的量，就能看得清楚螢幕上的圖樣

重點來了！究竟是什麼引發改變呢？其實跟我預測的一樣，電路板背部有一個白色的八角柱裝置，當旋轉機體的時候，就會發出「喀拉」一聲，而這個躲在背後的藏鏡人就是具有導電效果的圓形鐵珠，在格子裡面隨波逐流。

而八角柱內壁則有八條電路分布在四個方位上，每兩條線路各代表著其中一種功能，只要能接通的話，這個方位的功能就能立即啟動，LED燈也才會開始發光。例如，上圖中因為圓形鐵珠有同時接觸到兩個電極而形成通路，才能觸發特定功能及發光機制。

從左圖到右圖，當電路成為斷路時，下一個功能是無法啟動的

圓形鐵珠如果只接觸到其中一條電路，但是刻意不讓另一條接觸到而形成斷路，這時功能就不會變換成下一個，而是維持在前一個功能，LED燈也不會發光顯示。

所以進一步的問題來了，電路連接方式絕對不是只有像一般初學者所想的那樣，只有電源、導線和電器這些基本元件而已。因為如果真的是這樣，那麼在滾珠離開電路而形成斷路的時候，所有的功能就應該瞬間停止，一切歸零。待再度形成通路時，螢幕才有辦法顯示下一個功能。一個設計者應該不會設計成這樣讓自己的產品賣不出去吧！

所以聰明的設計者往往要在電路板上動點手腳，加上一組電阻晶片，主要電路由這組晶片所控制，使得主要功能可以一直呈現出來而不會受到圓形鐵珠滾動的影響。而圓形鐵珠的角色其實是淪為功能觸發的機制而已，而且上面還塗有一些黑色的液體，除了可以潤滑幫助滾動，我想應該是想防鏽吧！黑色液體跟黑心商品應該沒關係吧～

還是去洗一下手好了～～