Mixly開源項目設計12：用旋鈕控制舵機

吳俊杰

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

制作：旋鈕和舵機的連接

180度舵機有三根數(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，它將輸入控制舵機角度的控制信號。180度舵機顧名思義就是它的控制角度可以從0度轉到180度，剛好是一個半圓。在舵機連接的過程中應該注意將兩側的排陣掰彎到兩邊，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)值變大時的旋動方向（如下頁圖2）。

制作這個案例的時候需要注意，旋鈕和舵機都需要使用5V和GND，但是Arduino上面只有一個5V插孔，因此需要使用1轉2的連接線，將一個5V信號轉變成為兩個（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)改變舵機的旋動方向，這就實現(xiàn)了用旋鈕來控制舵機轉動的基本效果（如圖4）。

總體來講，接線的示意圖如圖5所示，控制關系為旋鈕控制舵機的旋轉角度。

改裝：用PowerPoint制作一個盒子界面

任何應用都需要一個操作面板，使用演示文檔制作軟件可以很方便地設計盒子上的操作面板，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計成寬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的位置標記在面板上（如圖8）。

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

⑤圖9中的箭頭是需要轉動的，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，并且用一個曲別針沿著舵機區(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將舵機和旋鈕安裝在面板上，這樣一個現(xiàn)實版的“吳老師去哪里了”的指示板就做好了。接下來可以通過手機遠程操控這個指針的位置，這就更加神奇了。將這個作品放在辦公桌旁，可能會給你的生活帶來一些新的樂趣（如圖13）。

玩轉：用函數(shù)變化數(shù)值

舵機是一種精密的控制角度的裝置，在Mixly中，舵機控制指令在執(zhí)行器菜單中，我們需要數(shù)學菜單的映射功能，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)同樣的一個軟件程序，很多情況下是對應不同的硬件應用情境的，如上面的這段代碼，既可以用來表示旋鈕控制舵機，也可以用來制作一個指針式電壓表，如果配合上應用情境的差別，完全可以說是一個創(chuàng)意的寶庫。

分享：數(shù)字化加工的重要性

在這個案例中，我們使用了最重要也是最常見的數(shù)字化工具——噴墨打印機來設計項目的交互面板，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確和可靠，并且給了界面設計更為豐富的可能性：我們可以想象舵機代表著一只招財貓的手臂、一扇開啟的門、一個機器人的關節(jié)、一個落地的蘋果……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個輸入輸出的信息系統(tǒng)呢？其中也有各種各樣的電機、LED、加熱元件、控制器等在工作，因此，使用旋鈕控制一個舵機只是未來更為精細的控制的一個開始。

本案例的分享視頻將會在以下公眾號中陸續(xù)登載。