Arduino案例設計中的“借鑒”

于悅

一、目標案例

在Arduino編程的教學中，學生學習基礎編程語句、功能模塊以后，能完成課程相關案例。達成教學目標后，我提出了更高的要求：設計一個全新的作品。

學生開始思考，用學到的知識能做出什么作品？看到屋頂的風扇，有的同學便提出做風扇。雖然風扇的設計已經很成熟，但對于剛入門Arduino編程學習的學生來說，是一個不錯的選擇。

在學生動手設計風扇前，我對他們提出了兩點要求：第一，可以通過遙控器控制;第二，能夠多擋位調節風速。

二、學生設計

我在課堂上深入介紹了紅外接收裝置及案例應用，于是，學生選用了在課堂上學習使用過的紅外遙控器及VS1838B紅外接收頭（紅外遙控接收裝置，如圖1所示）。

通過紅外遙控接收裝置控制輸出的高低信號，從而控制電機的開關，帶動扇葉轉動，即可實現遙控風扇的啟動與停止。然而，對于如何實現多擋位調節風速功能，大多數學生感到很為難，不知道該使用哪種編程語句。

三、“借鑒”案例解決問題

針對學生在設計過程中遇到的難題，我提出解決問題的方式為“借鑒”——借鑒相似的案例。

課堂上，學生已掌握呼吸燈（燈光效果由明到暗或由暗到明的逐漸變化）的相關案例設計（程序如圖2所示），應用PWM脈寬調制，即調節占空比，從而調節燈珠的亮度，實現呼吸燈效果。

電機多種轉速與燈珠多種亮度實現的效果有相似之處，主要區別在于是否連續變化。圖2的呼吸燈程序用到了循環編程語句，設置模擬輸出量從0—255逐漸變大，實現燈珠逐漸變亮的效果。

而目標案例風扇的多擋位風速無需實現逐漸變化，所以不會用到循環語句對輸出量進行賦值。要改變轉速，可直接設置模擬輸出量為0—255之間的某個固定參數，并與紅外遙控器的相應按鍵對應，即可實現紅外遙控調節多擋位風速功能。

四、設計成果

學生的設計成果如圖3、圖4、圖5所示。按下紅外遙控器的“1”“2”“3”按鍵分別啟動風扇的低擋、中擋、高擋，按下“0”按鍵，風扇停止轉動。

五、總結與反思

學生在設計新的案例時，往往過于自信，急于創新，不會想到借鑒自己做過的設計。

通過指導學生設計紅外遙控多擋位風速風扇，我更加深入理解到，在Arduino編程設計的課堂上，教師不僅要教學生掌握基礎知識，更重要的是引導學生學會將掌握的內容進行更廣泛地應用，不僅局限于某一個特定場景，實現某一種特定效果，而是要做到舉一反三。

學會找相似，“借鑒”也可以創造新設計。

（欄目編輯? 秦銀銀）