快乐智造营 | 05 台灯

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.快乐智造营 | 02 抢答器

3.快乐智造营 | 03 电子蜡烛

4.快乐智造营 | 04 小夜灯

v5.1 项目概述

图5-1

       台灯，是人们在晚上学习和工作的“伴侣”。为了适应不同的环境，一般会将台灯设计成可调节灯光亮度的。本课要制作的“台灯”，如图5-1所示，不仅可以通过旋钮开关控制灯光的亮度，还可以通过旋钮开关进行LED灯的分段控制。通过该项目的学习，可以掌握旋钮开关、WS2812灯带的使用。

作品功能：旋转左边的旋钮开关，控制灯的熄灭和亮起，以及亮度；旋转右边的旋钮开光，控制亮起的LED灯的颗数。

演示视频

v5.2 材料准备

图5-2

        本项目所需要的硬件材料，如图5-2所示，分别为：

       （1）Arduino Uno   1块

       （2）IO扩展板       1块

       （3）WS2812灯带    1条

       （4）电位器模块      2个

v5.3 电子模块的使用
5.3.1 WS2812灯带

        WS2812灯带，是一个集控制电路与发光电路于一体的智能外控LED光源。只需要一根数据线就能控制其中的每一颗LED的亮灭、亮度及颜色。还可任意级联，制作成更长的灯带。本项目使用的是7颗灯珠的条形灯带，常用的还有环形灯带、矩形灯带等。

图5-3

        在与Arduino Uno主控板连接时，可连接到除D0、D1外的任一引脚。连接示例如图5-3所示，GND、VCC、数据三个引脚要分别对应。

图5-4

        在编程软件Mind+中，能控制WS2812灯带的积木有很多，需到【扩展】中的【显示器】下找到【WS2812 RGB灯】，然后选择添加才会在积木区出现。在使用时吗，需要先进行初始设置，示例程序如图5-5所示，该程序执行的结果是将接在引脚D2上的WS2812灯带（7个灯珠）以亮度255、颜色为红色的方式亮起。

图5-5

5.3.2 电位器模块
   电位器，是一种通过手动调节转轴或滑柄，改变动触点在电阻体上的位置，则改变了动触点与任一个固定端之间的电阻值，从而改变了电压与电流的大小。其属于模拟输入模块，在Arduino平台上，其会将电压值或电流值转化为模拟信号传输给主控板，数值范围为0~1024。

图5-6

        在与Arduino Uno主控板连接时，需连接到模拟引脚（A0-A5）上。连接示例如图5-6所示，GND、VCC、数据三个引脚要分别对应。

软件模块的使用同光线传感器相同，我们可以通过积木【读取模拟引脚（A0）】来获取电位器的输入值，同样也可以使用串口打印功能进行显示。

图5-7

按如图5-7所示编写程序，上传到设备，然后转动旋钮，记录旋钮旋转方向与数值的大小关系，为后面编程提供依据。

v5.4 项目制作
5.4.1 硬件搭建

        将WS2812灯带连接到扩展板的D2引脚、电位器分别连接到A0引脚和A1引脚，如图5-8所示。

图5-8

5.4.2 编写程序

        编程思路：将一个电位器的模拟输入值通过映射转换为0~255范围内的一个数，赋给变量“亮度”；将另一个电位器的模拟输入值通过映射转换为0~6范围内的一个数，赋给变量“亮灯颗数”。根据这两个变量值的变化来调节WS2812灯带的亮度以及需要亮起的LED灯的颗数。

根据编程思路，编写出程序，示例程序如图5-9所示。编好程序后，上传到设备，进行初步的测试。

图5-9

        在使用积木【映射】时，要注意两个数值范围的两个极值可以同向也可以反向。

5.4.3 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5-10所示。主要使用了【快速造盒】中的【直角盒子】、【圆角盒子】功能，还采用了图库中的线条折弯结构。

图5-10

        图纸设计好后，使用激光切割机进行切割。切割好的零件如图5-11所示。

图5-11

5.4.4 装配调试
5.4.4.1 组装

        将切割好的木板和硬件进行组装，步骤如图5-12、5-13所示。

图5-12

（1）组装好主体的侧面和底面

（2）安装主控板

（3）将WS2812灯带固定在灯罩里

（4）组装灯罩

（5）组装灯柱

（6）将灯罩和灯柱组合在一起

图5-13

（7）把电位器安装在顶板上

（8）将灯柱安装到顶板上

（9）将顶板安装到底盒上

5.4.4.2 调试

       安装好后，通电测试。你可能需要对一些参数进行调整，以达到较理想的效果。

v5.5 思维拓展

        对于今天制作的项目，你觉得还有什么改进之处？你也可以自己设计一款独一无二的台灯，并且结合前面学过的项目，赋予台灯更多的功能。

本人编写的创客编程教育入门教材已经由清华大学出版，

朋友们可以了解一下，或许对您有帮助。

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这个真不好看。

hnyzcj 发表于 2020-9-24 21:34
这个真不好看。

谢谢，今后一定改进

怀若谷 发表于 2020-9-26 10:14
谢谢，今后一定改进

哈哈哈，别介意。

hnyzcj 发表于 2020-9-26 13:00
哈哈哈，别介意。

也不是不对，如果把台灯顶上的长条盒子换一个造型就好了。