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

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(huì)用到旋鈕。之前我們?cè)?jīng)用過(guò)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(lái)控制舵機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)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(kāi)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(hào)線，土黃線代表底線，它將輸入控制舵機(jī)角度的控制信號(hào)。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(guò)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(huì)輕易碰到一起（如下頁(yè)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(huì)影響到旋鈕輸入數(shù)值變大時(shí)的旋動(dòng)方向（如下頁(yè)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(hào)轉(zhuǎn)變成為兩個(gè)（如圖3）。

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

總體來(lái)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(lái)。

①需測(cè)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(huì)在PPT的打印過(guò)程中得以保存（如圖6）。

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

③我們可以在PPT上使用長(zhǎng)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?chē)鷺?biāo)記上吳老師可能會(huì)去的地方，并畫(huà)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(dòng)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(duì)位置和尺寸是不會(huì)改變的（如下頁(yè)圖10）。

⑥將這兩張PPT分別打印，在打印的過(guò)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(lái)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(lái)可以通過(guò)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(huì)給你的生活帶來(lái)一些新的樂(lè)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(duì)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(lái)表示旋鈕控制舵機(jī)，也可以用來(lái)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(shuō)是一個(gè)創(chuàng)意的寶庫(kù)。

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(jiàn)的數(shù)字化工具——噴墨打印機(jī)來(lái)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(kāi)啟的門(mén)、一個(gè)機(jī)器人的關(guān)節(jié)、一個(gè)落地的蘋(píng)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(lái)更為精細(xì)的控制的一個(gè)開(kāi)始。

本案例的分享視頻將會(huì)在以下公眾號(hào)中陸續(xù)登載。