快乐智造营 | 02 抢答器
本帖最后由 怀若谷 于 2020-8-16 21:08 编辑本系列教程主要分享基于开源硬件和激光建模的创客作品的制作，每个作品涉及两三个电子模块的使用，让学习者能够轻松、扎实地掌握创客制作的知识和技能，并体会到智造的乐趣。
【目录】1.快乐智造营 | 01 贪吃的小鸡2.1 项目概述
图2-1 “抢答器”，如图2-1所示，是一个模拟实现现实中已有机器的功能的项目。通过该项目的学习，可以掌握数字按钮和LED灯的使用。 项目功能：第一个选手按下按钮后，其对应的LED灯亮起，其后按的动作无效，LED灯不会亮起；从而，很容易判断谁是第一次按下按钮的选手。一定时间后（本例为10秒），LED等自行熄灭，为下一次抢答做准备。https://v.qq.com/x/page/y3136tnnu3a.html演示视频2.2 材料准备
图2-2本项目所需要的硬件材料，如图2-2所示，分别为：（1）DFRduino Uno R31块（2）IO扩展板 1块（3）数字按钮 4个（4）LED灯 4个2.3 电子模块的使用
2.3.1 数字按钮模块
图2-3
数字按钮模块，就是常见的按键开关。其属于数字输入设备，可分为按钮被按下和按钮未被按下两种状态，两种状态分别会传输不同的数值（0或1）给主控板。通常，按钮被按下时，会输入1，未按下时输入0。但是也有相反的情况，需要在使用前进行测试。连接时，可以连接到任一引脚（不建议连接引脚D0和D1）。连接示例如图2-3所示，GND、VCC、数据三个引脚要分别对应。 *说明：本教程中部分硬件连接图引用了DF创客商城的产品文档中的图片，仅供学习用途。图2-4 在编程软件Mind+中，对应的积木为【读取数字引脚（0）】，在【引脚操作】中可找到，如图2-4所示。我们可以编写一段程序，将读取到按钮输入值通过串口打印的方式显示出来。程序及输出结果，如图2-5所示。图2-5
根据测试结果，可以进行定性判断：到底是按下按钮时数值为1、未按下时数值为0，还是相反的情况。2.3.2 LED发光模块
图2-6 LED发光模块，通常称之为LED灯，是创客制作中常用的输出设备。我们可以通过程序指令控制LED灯点亮或者熄灭，还可以控制灯以不同的亮度亮起。 在与Arduino Uno主控板连接时，可以连接任一引脚。连接示例如图2-6所示，GND、VCC、数据三个引脚要分别对应。
图2-7 在编程软件Mind+中，要控制LED灯的亮灭，对应的积木为【设置数字引脚（1）输出为（高电平）】，也在【引脚操作】中可找到，如图2-7所示。当输出高电平时，LED灯亮起；当输出低电平时，LED灯熄灭。示例程序如图2-8所示，该程序执行的结果是使接在引脚D2上的LED灯先亮起3秒然后熄灭。图2-8
2.4 项目制作
2.4.1 硬件搭建 将数字按钮模块分别连接到扩展板的D2、D3、D4、D5引脚、LED发光模块分别连接到A2、A3、A4、A5引脚，如图2-9所示。图2-9
2.4.2 编写程序
2.4.2.1 测试硬件连接
图2-10
编写如图2-10所示的程序，上传到设备，测试4个按钮能否控制4个LED灯亮起。如果不能正常亮起，需要检查各电子模块连接是否正确。2.4.2.2 编写程序 本项目采用了我编写的《人工智能趣味入门：光环板程序设计》一书中的《比比谁手快》项目的思路。有兴趣的朋友可点击下方链接查看此书介绍。 新书推荐：《人工智能趣味入门:光环板程序设计》 编程思路：用一个变量“是否有人按过？”来记录当前是否已有按钮被按下的情况，默认为0。当某个按钮被按下时，根据变量的值来判断其是否为第一个被按下的按钮，如果是则更改变量的值为1，从而阻止其他按钮的触发指令执行，同时点亮对应的LED灯；等待10秒后，自行熄灭，并将变量值设为0，为下一轮抢答做准备。根据编程思路，编写出程序，示例程序如图2-11所示。编好程序后，上传到设备，进行初步的测试。图2-11 注意：使用数字按钮模块时，一般需要进行“去抖”，以防止连续触发（因为人认为的按下一次，对于计算机来说已经是N次了）。常用的处理方法是，把“按下-抬起”视为一个有效触发动作，一直按着无效，必须等按键弹起后才算一次触发，示例程序段见图2-12所示：当引脚D2上连接的数字按钮被按下后，一直等待，直到按钮被释放，然后执行后面的亮灯指令。图2-122.4.3 设计切割外型
使用激光建模软件进行外型的设计，设计图如图2-13所示。
图2-13
图纸设计好后，使用激光切割机进行切割。切割好的木板件如图2-14所示。图2-14
2.4.4 装配调试2.4.4.1 组装 将切割好的木板和硬件进行组装，步骤如图2-15、图2-16所示。
图2-15（1）组装好四个桌子的四面（2）将桌子固定到底盒的顶板（3）组装底盒的五个面，安装主控板 （4）将所有的线拔下，分别穿过4个桌子（5）重新将电子模块接上扩展板（6）安装LED发光模块图2-16（7）将数字按钮模块安装在桌子的顶板上（8）将底盒的顶板与其他部分组合起来（9）安装桌子的顶板2.4.4.2 调试 安装好后，通电测试。2.5 思维拓展 对于今天制作的项目，你觉得还有什么改进之处，可以记录下来。等学习了更多的电子模块后，我们可以对其进行改进。 你能不能基于今天学习的硬件材料，设计出不一样的作品呢？
呃，脑筋急转弯题目不错。哈哈哈。大毛，二毛，小明的故事。 hnyzcj 发表于 2020-8-17 08:03
呃，脑筋急转弯题目不错。哈哈哈。大毛，二毛，小明的故事。
哈哈哈 作品很好 激光切割的设计图能共享吗？ happyblue 发表于 2023-3-14 18:17
激光切割的设计图能共享吗？
自己照着画一画，不难的
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