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——如何用linkboy 創意平臺及開源硬件制作創意作品

◆廣東省深圳高級中學 丁 輝

創新思維是指以新穎、獨創的方法解決問題的思維過程。如何提高學生的創新思維能力？我認為可從以下幾個方面努力。

一是認真觀察生活。對生活中的信息進行加工處理，得到有用的信息，即創新點。比如，嬰兒用的尿不濕里的白色晶體具有吸水特性，可引導學生利用這一特性拓展其用途。有的學生想到利用它來種花，這樣就不至于每天都要澆水。

二是從國內外一些重大新聞事件中找出創新點。比如，某學生曾在電視新聞中看到研究人員通過計算機控制機械手，于是他想，能否實現用語音控制？

三是去工廠參觀。我曾帶領學生去涂膜玻璃工廠參觀，看見工人在用手推砝碼摩擦玻璃，后來經過詢問得知工人是在檢測涂層玻璃的耐溶劑性。由此我們設想，能否設計一臺自動化檢測儀？于是，我們請教了相關專家，了解到涂膜玻璃是一種新興產業，產品具有隔熱、保溫、防水、隔音、節能等性能。涂膜玻璃的檢測方法還比較落后，特別是涂層耐溶劑測試儀更是行業空白，目前只能用人工的方法來測試。

我們結合機器人自動化控制的原理，設計了涂層耐溶劑自動測試儀，可以自動檢測透明涂層玻璃以及貼膜玻璃的耐溶劑性、隔熱及光學性能。

四是觀看科教類電視節目。通過觀看別人的發明，可以從中得到啟發。

接下來，我用一個實例，淺論如何帶領學生利用linkboy 創意平臺及開源硬件制作創意作品。

一、創意來源

某學生發現，下雨天，當衣服曬在屋外，人又不在家時，衣服會因來不及收而被淋濕。于是他提出利用雨滴傳感器、主控板、控制繼電器等制作一個自動收放曬衣架的裝置。

二、利用linkboy 創意平臺及開源硬件制作創意作品

1.linkboy 創意平臺

linkboy是一款免費的國產圖形化編程仿真平臺，能快速搭建編程邏輯，只需幾分鐘就能完成從創意萌發到軟件設計、電路模塊連接和機械結構組裝，并迅速搭建出實物原型的過程，適用于中小學校開展創客教育。

2.雨滴傳感器

雨滴傳感器是一種傳感裝置，主要用于檢測是否下雨及雨量的大小，廣泛應用于汽車自動刮水系統、智能燈光系統和智能天窗系統等。

其工作原理為：接上5V 電源，電源燈亮，感應板上沒有水滴時，DO 輸出為高電平，開關指示燈滅；滴一滴水，DO 輸出為低電平，開關指示燈亮；刷掉上面的水滴，DO 又恢復到輸出高電平狀態。AO 模擬輸出可以連接單片機的AD 口，檢測滴在上面的雨量大小，DO TTL 數字輸出也可以連接單片機，檢測是否有水。

3.linkboy 具體實踐操作

（1）在arduino 主控板系列中選擇arduino 主板類，再選擇控制器uno，將其拖到編輯區，如圖1 所示。

（2）在傳感輸入模塊系列中選擇數值傳感器類，再選擇雨滴傳感器，將其拖到編輯區，如圖2 所示。

（3）在驅動輸出模塊系列中選擇馬達和驅動類，再選擇繼電器，將其拖到編輯區，如圖3 所示。

（4）在虛擬環境中進行電路搭建與連線，根據提示信息進行電路連線，如圖4所示。

（5）進行編程，如圖5 所示。

圖4 電路搭建與連線

圖5 編程

（6）當雨滴傳感器檢測到的水滴數量大于等于100 時，接通繼電器，繼電器接通馬達，完成收衣服的操作。完整電路及程序圖如圖6 所示。

圖6 完整電路及程序圖

三、拓展練習

1.當外界光線變暗時，學生看書時常常忘記開燈，影響視力，能否通過arduino uno 與光線傳感器控制繼電器，實現自動控制開燈或關燈？可參考如圖7 所示的電路搭建與程序圖。

2.生活中經常出現外出忘關窗戶的現象，能否用arduino uno、光線傳感器、雨滴傳感器控制繼電器的開與關，從而控制馬達旋轉，達到控制窗戶開關的目的？可參考如圖8 所示的電路搭建與程序圖。

圖7 通過arduino uno與光線傳感器控制繼電器

圖8 通過arduino uno、光線傳感器、雨滴傳感器控制繼電器