河北省唐山市第四十九中学 解忠良

河北省唐山市开平区教育局 李慧

学校为发展创客教育，先后开设了3D打印、Scratch 创意编程、可编程电子积木（CUBIC）等创客课程。今年3 月5 日，我们以“学习雷锋同志”为主题，组织学生设计制作“光的三原色合成演示灯”，其硬件外形由3D 打印技术制成，内部为可编程电子积木，软件来自Scratch 创意编程，采用Scratch PI对可编程电子积木进行程序设计。

一、硬件部分

1.结构设计

演示灯分为底座、顶盖两部分，底座（如图1）为缺一面的六面体，长、宽、高各100 毫米。抽壳后，外径长、宽各100 毫米，内径长、宽各94 毫米，厚3 毫米。

图1 底座

顶盖（如图2）有外沿和内沿。外沿的长、宽各110 毫米，厚4 毫米，内沿的外径长、宽各93.6 毫米，内径89.6 毫米，高8 毫米，厚2 毫米。盖子高为12 毫米。

图2 顶盖

顶盖有四个小孔，一个大孔。大孔直径约为15 毫米，用以穿数据线。每个小孔的直径约为5 毫米，成矩形分布（长：孔距=48 毫米，宽：孔距=32 毫米），用于安装程控主机底座和RGB 彩灯。

2.设计思路

在设计顶盖和底座时，充分考虑到学校3D 打印机的打印精度为0.1 毫米，因此，底座的内径减去盖子内沿的外径为：94 毫米-93.6 毫米=0.4 毫米。底座的横截面是正方形，平均到两边，每个接触面之间的空隙就是0.2 毫米。只有确保打印出的底座与盖子盖合时的间隙在0.2 毫米以内，才能让顶盖在嵌入底座后啮合，如果间隙大于0.2 毫米，则不能盖紧，间隙小于0.2 毫米，则盖子不能嵌入底座。这里的0.2 毫米是顶盖的内沿嵌入到底座的内径后之间的理想间隙，也是设计底座与顶盖大小的关键。……