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        Mixly開源項(xiàng)目設(shè)計(jì)12:用旋鈕控制舵機(jī)

        2017-04-06 21:45:24吳俊杰
        中國信息技術(shù)教育 2017年5期
        關(guān)鍵詞:旋鈕舵機(jī)盒子

        吳俊杰

        旋鈕是生活中非常常用的一種信息輸入裝置,如音量的調(diào)節(jié)、燈光亮度的調(diào)節(jié)等,都會用到旋鈕。之前我們曾經(jīng)用過的舵機(jī)也是一種可以有多種輸出角度的設(shè)備,那么如何用旋鈕來控制舵機(jī)的轉(zhuǎn)動呢?這很像一個(gè)遙控機(jī)器人的雛形,舵機(jī)本身就代表著其中的一個(gè)關(guān)節(jié),下面就讓我們開啟奇妙的機(jī)械世界吧!

        制作:旋鈕和舵機(jī)的連接

        180度舵機(jī)有三根數(shù)據(jù)線,其中紅線代表5V,棕色線代表信號線,土黃線代表底線,它將輸入控制舵機(jī)角度的控制信號。180度舵機(jī)顧名思義就是它的控制角度可以從0度轉(zhuǎn)到180度,剛好是一個(gè)半圓。在舵機(jī)連接的過程中應(yīng)該注意將兩側(cè)的排陣掰彎到兩邊,這樣繞線之后才不會輕易碰到一起(如下頁圖1)。

        旋鈕表示的是信息的輸入,將旋鈕的手柄面向自己,插針朝下,旋鈕的兩側(cè)需要接5V或者GND,5V與GND的左右順序會影響到旋鈕輸入數(shù)值變大時(shí)的旋動方向(如下頁圖2)。

        制作這個(gè)案例的時(shí)候需要注意,旋鈕和舵機(jī)都需要使用5V和GND,但是Arduino上面只有一個(gè)5V插孔,因此需要使用1轉(zhuǎn)2的連接線,將一個(gè)5V信號轉(zhuǎn)變成為兩個(gè)(如圖3)。

        完成接線以后,我們會發(fā)現(xiàn)旋動旋鈕可以連續(xù)改變舵機(jī)的旋動方向,這就實(shí)現(xiàn)了用旋鈕來控制舵機(jī)轉(zhuǎn)動的基本效果(如圖4)。

        總體來講,接線的示意圖如圖5所示,控制關(guān)系為旋鈕控制舵機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度。

        改裝:用PowerPoint制作一個(gè)盒子界面

        任何應(yīng)用都需要一個(gè)操作面板,使用演示文檔制作軟件可以很方便地設(shè)計(jì)盒子上的操作面板,并且把它打印出來。

        ①需測量出盒子的尺寸為15cm×15cm,然后將演示文稿的尺寸設(shè)計(jì)成寬15cm高15cm,這一尺寸將會在PPT的打印過程中得以保存(如圖6)。

        ②需用尺子測量一下舵機(jī)底部的寬度和高度,長度為2.2cm,寬度為1.1cm(如圖7)。

        ③我們可以在PPT上使用長方形工具將舵機(jī)的位置標(biāo)記在面板上(如圖8)。

        ④可以用一個(gè)圓點(diǎn)標(biāo)記出舵機(jī)圓心的位置,并且在這個(gè)半圓的周圍標(biāo)記上吳老師可能會去的地方,并畫出一個(gè)剪頭指示出吳老師的位置。另外,在面板上也標(biāo)示出了旋鈕的位置和它的旋轉(zhuǎn)方向(如圖9)。

        ⑤圖9中的箭頭是需要轉(zhuǎn)動的,因此把它放在另外的一張新的PPT上,分別打印,由于PPT的固有特征,其相對位置和尺寸是不會改變的(如下頁圖10)。

        ⑥將這兩張PPT分別打印,在打印的過程中,需要注意,要勾選“給幻燈片加框”的功能,便于日后剪裁(如圖11)。

        ⑦將打印后的面板粘貼在盒子表面,并且用一個(gè)曲別針沿著舵機(jī)區(qū)域和旋鈕孔的邊沿扎孔,將面板挖出合適尺寸的洞用來安裝元器件(如圖12)。

        ⑧將舵機(jī)和旋鈕安裝在面板上,這樣一個(gè)現(xiàn)實(shí)版的“吳老師去哪里了”的指示板就做好了。接下來可以通過手機(jī)遠(yuǎn)程操控這個(gè)指針的位置,這就更加神奇了。將這個(gè)作品放在辦公桌旁,可能會給你的生活帶來一些新的樂趣(如圖13)。

        玩轉(zhuǎn):用函數(shù)變化數(shù)值

        舵機(jī)是一種精密的控制角度的裝置,在Mixly中,舵機(jī)控制指令在執(zhí)行器菜單中,我們需要數(shù)學(xué)菜單的映射功能,將0~1023的數(shù)值換算為0~180之間的數(shù)值(如圖14)。

        我們可以發(fā)現(xiàn)同樣的一個(gè)軟件程序,很多情況下是對應(yīng)不同的硬件應(yīng)用情境的,如上面的這段代碼,既可以用來表示旋鈕控制舵機(jī),也可以用來制作一個(gè)指針式電壓表,如果配合上應(yīng)用情境的差別,完全可以說是一個(gè)創(chuàng)意的寶庫。

        分享:數(shù)字化加工的重要性

        在這個(gè)案例中,我們使用了最重要也是最常見的數(shù)字化工具——噴墨打印機(jī)來設(shè)計(jì)項(xiàng)目的交互面板,提高了剪紙、扎孔這些精度較低的操作的精細(xì)化水平,而數(shù)字化工具的使用使得我們每一步的加工都更為準(zhǔn)確和可靠,并且給了界面設(shè)計(jì)更為豐富的可能性:我們可以想象舵機(jī)代表著一只招財(cái)貓的手臂、一扇開啟的門、一個(gè)機(jī)器人的關(guān)節(jié)、一個(gè)落地的蘋果……而這種多樣性則代表著更為豐富的創(chuàng)造的可能。使用數(shù)字化的加工方式,還有利于作品的分享、復(fù)制甚至制造。我們深入到這些加工工具的內(nèi)部,它們又何嘗不是一個(gè)個(gè)輸入輸出的信息系統(tǒng)呢?其中也有各種各樣的電機(jī)、LED、加熱元件、控制器等在工作,因此,使用旋鈕控制一個(gè)舵機(jī)只是未來更為精細(xì)的控制的一個(gè)開始。

        本案例的分享視頻將會在以下公眾號中陸續(xù)登載。

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