Mixly開源項目設計13：一個馬達的動和停

吳俊杰

馬達是一種將電能轉化為機械能的裝置，它帶動著人們從蒸汽機、燃氣發動機走向電動機時代，如果我們去比較電動汽車和原始汽車在動力結構上的差別，不難發現，電動汽車的機械傳動結構比燃氣發動機時代的簡單了很多，它不需要太復雜的機械傳動裝置進行復雜的動力控制，因為通過調整電動機的電流就可以比較精確地對電動機進行控制。應該說，兒時的一個小車電動玩具，到現在鉆到一個“很大的電動玩具”的里面的過程，正是我一個持續了二十多年的汽車夢想不斷發酵的過程。“萬里之行，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，右側為電流流出端，它相當于一個開關，只不過不像普通的開關，電流可以從任意的一個端口流入。

接下來，我們用一個3節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的控制信號端觸碰電池正極，會發現馬達開始轉動，觸碰電池負極，馬達轉動會停止。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準下，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，此時我們會發現馬達轉一會就停了，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

當我們能夠用Arduino控制一個馬達的轉動的時候，我們就需要構建一個情境應用這個控制效果，比較簡單的操作是把馬達連接一個轉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紙盒的側壁，調整馬達的位置，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紙盒的側面，在盒子上開孔，將USB線的位置預留出來（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：控制馬達的動和停

從程序設計的角度來看，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動時間的隨機性，可以將其設置為1個500毫秒到1000毫秒的隨機數（如圖7）。

● 分享：大富翁玩起來

通過設計轉盤，我們可以讓這個程序更加有趣，如將轉盤設計成色子的一點到六點用來玩大富翁游戲，也可以將其設計為更有趣的“家務勞動誰來做”一類的圖案，還可以將其設計為我們在商場中常常能夠看到的抽獎轉盤的形式，當然可以很容易地使用PPT設計這些圖案，并且分享出來。這讓我想起一種老北京的行當——憑天轉，一個貨郎挑著一個上面有一個轉盤的擔子，轉盤上有小孩子喜歡的糖果以及撥浪鼓等小玩具，玩一次轉盤，如果指針指到獎品對應的位置，就可以把獎品領走，當然，和所有的抽獎一樣，孩子們常常會掃興而歸。轉盤轉動，命運似乎是不可控制的，但是也不盡然，人類的發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。