吳俊杰

馬達是一種將電能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置，它帶動著人們從蒸汽機、燃氣發(fā)動機走向電動機時代，如果我們?nèi)ケ容^電動汽車和原始汽車在動力結(jié)構(gòu)上的差別，不難發(fā)現(xiàn)，電動汽車的機械傳動結(jié)構(gòu)比燃氣發(fā)動機時代的簡單了很多，它不需要太復(fù)雜的機械傳動裝置進行復(fù)雜的動力控制，因為通過調(diào)整電動機的電流就可以比較精確地對電動機進行控制。應(yīng)該說，兒時的一個小車電動玩具，到現(xiàn)在鉆到一個“很大的電動玩具”的里面的過程，正是我一個持續(xù)了二十多年的汽車夢想不斷發(fā)酵的過程?！叭f里之行，始于足下”，就讓我們從用單片機控制一個馬達的動和停做起吧！

● 制作：摩爾斯管的使用

在實驗中，我們使用摩爾斯管作為一個計算機能夠控制的開關(guān)來控制馬達的動和停。如圖1所示，摩爾斯管有三個引腳，左側(cè)的為控制信號端，該點電壓越大，通過馬達的電流越大，中間為電流流入端，右側(cè)為電流流出端，它相當(dāng)于一個開關(guān)，只不過不像普通的開關(guān)，電流可以從任意的一個端口流入。

接下來，我們用一個3節(jié)電池的電池盒將馬達控制端接好，電流方向為電池正極、摩爾斯管流入端，、摩爾斯管流出端、馬達、電池負極（如圖2）。

接好電流以后我們用左側(cè)的控制信號端觸碰電池正極，會發(fā)現(xiàn)馬達開始轉(zhuǎn)動，觸碰電池負極，馬達轉(zhuǎn)動會停止。這說明，控制端的電壓確實可以控制摩爾斯管的通斷，這樣我們可以設(shè)想，如果用UNO控制板提供摩爾斯管的控制信號，就可以控制馬達的通斷，但是首先需要明確的是，摩爾斯管和馬達控制電路要在一個電壓標(biāo)準(zhǔn)下，需要將UNO控制板的GND端口和電池的負極相連。之后我們將UNO控制板的D8號引腳和摩爾斯管的控制端相連，接通UNO板的電源，此時我們會發(fā)現(xiàn)馬達轉(zhuǎn)一會就停了，這正是我們期望的控制效果。

● 改裝：固定馬達做一個選擇題解答器

當(dāng)我們能夠用Arduino控制一個馬達的轉(zhuǎn)動的時候，我們就需要構(gòu)建一個情境應(yīng)用這個控制效果，比較簡單的操作是把馬達連接一個轉(zhuǎn)盤制作一個類似于抽獎鍵盤的東西。馬達需要固定在一個冰棍棒上，然后用捆扎帶將冰棍棒固定在T1紙盒的側(cè)壁，調(diào)整馬達的位置，在盒子正面開一個孔，讓馬達軸可以順利穿出。在馬達軸上安裝一個輪盤，擴大盒子上的孔，使盒子在開啟和閉合的時候，不會擋住輪盤（如上頁圖3）。

用捆扎帶將UNO板固定在T1紙盒的側(cè)面，在盒子上開孔，將USB線的位置預(yù)留出來（如圖4）。

在輪盤上貼一張圓形的紙片，上面寫有ABCD四個選擇題的選項（如圖5），當(dāng)你不能夠確定這道題目選擇什么的時候，就讓輪盤幫助你決定吧！

● 玩轉(zhuǎn)：控制馬達的動和停

從程序設(shè)計的角度來看，這個程序的代碼還是比較簡單的（如圖6），在UNO板通電的時候，將8號引腳的電壓置高，然后過1秒鐘以后，將其置低。

如果需要提高馬達轉(zhuǎn)動時間的隨機性，可以將其設(shè)置為1個500毫秒到1000毫秒的隨機數(shù)（如圖7）。

● 分享：大富翁玩起來

通過設(shè)計轉(zhuǎn)盤，我們可以讓這個程序更加有趣，如將轉(zhuǎn)盤設(shè)計成色子的一點到六點用來玩大富翁游戲，也可以將其設(shè)計為更有趣的“家務(wù)勞動誰來做”一類的圖案，還可以將其設(shè)計為我們在商場中常常能夠看到的抽獎轉(zhuǎn)盤的形式，當(dāng)然可以很容易地使用PPT設(shè)計這些圖案，并且分享出來。這讓我想起一種老北京的行當(dāng)——憑天轉(zhuǎn)，一個貨郎挑著一個上面有一個轉(zhuǎn)盤的擔(dān)子，轉(zhuǎn)盤上有小孩子喜歡的糖果以及撥浪鼓等小玩具，玩一次轉(zhuǎn)盤，如果指針指到獎品對應(yīng)的位置，就可以把獎品領(lǐng)走，當(dāng)然，和所有的抽獎一樣，孩子們常常會掃興而歸。轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動，命運似乎是不可控制的，但是也不盡然，人類的發(fā)展就是在和上帝的色子做斗爭的過程，更美好的明天，需要知識，更需要善意。