Mixly開源項目設計19：信息的傳遞

吳俊杰

首先我們來設想一個常玩的游戲——傳聲筒，一群人排成一排，第一個人將一句話告訴第二個人，第二個人再原原本本地告訴第三個人，以此類推，一般來說最后的游戲結果會比較準確，而有的時候我們會提高該游戲的難度，將信息傳遞的方式從語言轉變為手勢，游戲進行的過程中，每個人都會有一些失真的成分，因此，到了最后一個人，結果就變得大相徑庭了。在本次的信息技術實驗當中，我們用多塊主控板來模擬參與傳聲筒游戲的人，看看它們能不能準確地在不同的板子中傳遞信息。

電路連接

實驗中需要使用一個紅外避障傳感器，它是一種當距離小于一定數值的時候觸發的數字型傳感器，默認感應距離為80cm，我們可以通過傳感器后面的調節旋鈕來調整紅外避障傳感器的感應距離。實驗裝置是大家都很熟悉的主控板、旋鈕和一個發光二極管，將旋鈕接入到GVA1A2接口上，將發光二極管接入到GV23上（如圖1）。

轉動旋鈕，我們能夠看到，當旋鈕旋轉到一定的位置以后，發光二極管一直保持常亮（如圖2）。

這是一個簡單的旋鈕控制LED程序，我們可以在兩個主控板中都下載同樣的程序，這兩組裝置，其控制效果是一樣的（如圖3）。接下來，我們嘗試用類似傳聲筒游戲的方式來連接這個硬件，將第一個裝置的輸出——發光二極管和第二個裝置的輸入裝置——旋鈕連接起來（如圖4）。

簡單來講就是將連接LED的導線拔出，插入到另一個中控板的旋鈕的位置上，實現了一塊板子的輸出成為另一個板子的輸入，這個游戲就更加有趣一些，因此，我們可以連接更多的主控板，觀察這個實驗是否仍然成立（如圖5）。

情境呈現

我們可以使用積木搭建一個波浪形的連續體（如圖6），在黃色的圓盤上固定主板和輸入輸出裝置。

首先，在框架上固定兩組輸入輸出裝置，我們看到在獨立的電源供電下，它們都可以正常工作（如圖7）。接著，將LED的輸出線轉化為旋鈕的輸入裝置，進而實現兩個控制板間的信息通信（如圖8）。

原理揭秘

程序設計相對來說是比較簡單的，即用端口A1的數值控制端口2的高低（如圖9）。事實上輸入為高和輸出為高的實質是一樣的，都是電壓輸入大于一定的數值，正因為這一點，使得一個輸出的高電壓信號也可以轉化為一個輸入的高電壓信號使用。

成果拓展

在前提是只有一個輸入輸出的系統的情況下，當一個系統的輸出轉化為另一個系統的輸入時，整個系統就會像一條蛇一樣，連接起來也只有一個輸入和輸出。但是，當我們更換了主控板后，則可以有一個輸入、兩個輸出（如圖10）。

其中，兩個輸出管腳都受到端口A1的控制，而在將一個輸出作為輸入控制信號時，則仍然可以保留一個輸出，這樣有N個主控板的時候，就有更多個有效輸出，并且由一個旋鈕控制（如圖11）。

最后，可以設想一下，我們將四端口輸入輸出主板的剩余三個端口都用于輸出，而當有N個主板時，則能夠搭建的信息網絡將更為龐大。這就是網狀拓撲結構的雛形。通信技術是現代信息技術的重要組成部分，我們將一個信號通過各個中繼站傳遞到系統的邊緣和末端，就體現了信息的單向傳遞過程，此外我們還可以進一步研究信息雙向傳遞的機制。

本案例的分享視頻將會在以下公眾號中陸續登載。endprint