【課後社團-聲光玩具】LED光影棒製作

【課後社團-聲光玩具】LED光影棒製作

原理參考
【T客邦】視覺暫留的應用- 手搖字幕機開發硬體篇


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【課後社團--聲光玩具】LED跑馬燈設計軟體---LED Matrix Studio

同學們

LED跑馬燈非常有趣，但是由於是點矩陣方式顯示，在設計文字或圖案總是讓人困擾，現在有了LED Matrix Studio，大家利用滑鼠點一點就可以設計好圖案，方便後面的程式撰寫喔！

LED Matrix Studio下載網址
http://maximumoctopus.com/electronics/builder.htm

有了這張圖以後，利用mBlock自建積木功能來撰寫程式吧！

下面示範英文字L的程式。

【課後社團-聲光玩具】互動聲光公仔

互動聲光公仔

【功能】
輕拍公仔或是震動，公仔會發出七彩燈光並且撥放優美的歌曲。

【材料】

1. Arduino Nano
2. 小型麵包版
3. 震動開關
4. 無源蜂鳴器
5. 電阻220歐姆
6. 七彩LED
7. 一公一母杜邦線
8. 電器絕緣膠帶
9. 3D列印外殼(可放置Nano並裝上養樂多瓶)
10. 好喝的養樂多...喝光後的空瓶
11. 超輕黏土(各色)

【養樂多基座3D列印檔案分享下載】

https://drive.google.com/file/d/1u-lj1vE7DwgRHIwEJilq_mivhO6iFHzM/view?usp=sharing

【製作方法】

1.將Nano插在麵包板上面，請注意位置，上方預留較大空間。

2.將無源蜂鳴器安裝在D3和GND。

3.將震動開關安裝在A3和GND。

4.七彩LED要串接電阻才不會燒壞，請將長腳(+)接到D12，短腳串接電阻後接到GND(用電阻去纏繞LED腳位，再用電器膠帶包起來絕緣)。

5.將七彩LED直直立起。

6.將整組放入3D列印盒子，注意miniUSB的孔位方向，蓋上蓋子。

7.小心裝上養樂多瓶。

8.用超輕土在養樂多瓶上裝飾，特別注意：超輕土愈薄愈好，這樣透光性比較好，搭配七彩LED效果很漂亮喔。

【程式】

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【成品】

【課後社團-聲光玩具】人體樂器最後組裝

上次大家把音樂編好、程式也撰寫完畢，今天要來做最後的組裝。

老師用3D印表機設計了一個可愛方便的人體樂器盒子，方便大家到處拿著找同學玩喔！

【人體樂器3D列印圖檔下載】
https://drive.google.com/file/d/1nIxQjToCcwaymcIZ0ATXDDVLDs5JyarG/view?usp=sharing

【程式下載】
https://drive.google.com/file/d/18JSMopo8jO1zBRJhn3p7Bhm1WHs0xHxw/view?usp=sharing

【步驟】

1.準備好盒子，將紅、黑兩條電線如突傳過盒子兩側的小洞，將線拉到手掌上面(電線剝除比較多的那一邊)。

2.利用導線鋁箔膠帶將電線固定在手掌上，依照手掌形狀裁剪黏貼。

3.在盒子左側放入之前組裝好的Arduino Nano與小型麵包板，注意mini USB方向要對準盒子上面的孔洞，方便之後連接電腦燒錄程式與連接行動電源供電。

4.將紅線連接到Nano板子上面的5V腳位，黑線連接到A0腳位。

5.將9V電池扣連接電池的正負極，紅色正極線連接到Nano板上的Vin腳位，黑色負極線接到GND腳位。

6.接上USB線連接電腦燒錄程式。

7.測試成品是否動作正常，蓋上盒子完成。

來玩玩看吧！

【聲光玩具】mBlock唱名與頻率對照表

mBlock唱名與頻率對照表

#人體樂器
#震動公仔

由於mBlock在燒錄程式時，常常無法辨識音頻名(C4...)，所以最保險的方式是使用原本的頻率來撰寫音樂，下面是簡單的對照表。

***特別注意：變數不要取DO，請改取D4...等，因為DO在程式裏面是保留字，燒錄會出現問題。

唱名	mBlock音頻名	簡譜	頻率
	C3		262
	D3		294
	E3		330
	F3		349
	G3		392
	A3		440
	B3		494
DO	C4	1	523
RE	D4	2	587
MI	E4	3	659
FA	F4	4	698
SO	G4	5	784
LA	A4	6	880
SI	B4	7	988
	C5		1046
	D5		1175
	E5		1318
	F5		1397
	G5		1568
	A5		1760
	B5		1976

程式範例(小星星)如下

【聲光玩具】人體樂器-電路連接與程式"新增積木"

上次簡單玩過用mBlock(scratch2)控制arduino nano的蜂鳴器發出聲音、編輯音樂。這次我們要開始進入人體樂器的製作。

連接電阻，再利用新增積木撰寫程式比較容易，這樣就可以玩人體樂器了。

【做法】

1.將Arduino Nano安裝在小型麵包版上。

2.將無源蜂鳴器安裝在D3和GND腳位。

3.電阻(紅紅綠金；2.2M Ohms)安裝在A0和GND。

4.兩條杜邦線(公-公)，一條接在5V，另一條接再A0。

【原理】

利用大電阻將A0的雜訊全部濾掉，此時5V串接到A0，一手握住5V電線、另一手握住GND電線，此時5V將流經人體進入A0產生訊號，利用簡單的開關原理觸發蜂鳴器發出聲音。

【課後社團-聲光玩具】mBlock音階對照表與節拍

各位同學

透過mBlock我們可以輕易的讓Arduino板子發出聲音，
而mBlock裡面音調是採用C4.D4....的顯示方式，
對於有些音樂底子不好的同學，可能會完全不知道如何下手。
下面製作了一張簡易的簡譜與音調對照表，方便大家使用。

唱名	mBlock音調名	簡譜
DO	C4	1
RE	D4	2
MI	E4	3
FA	F4	4
SO	G4	5
LA	A4	6
SI	B4	7

選好了音調後，還要決定節拍，舉例如果以一分鐘60拍來計算，一拍就是一秒。

二分之一拍是0.5秒，四分之一拍就是0.25，八分之一拍就是0.125。

節拍要看樂曲而定喔！

PLAY~~~~~~嗶~~~....沒了

什麼？怎麼會這樣？

因為電腦處理速度超快的，指令一下子就執行完畢，所以全部的聲音幾乎在同時間就發音完畢了。要解決這個問題，請在每個音頻下面，配合節拍增加「等待O秒」的指令積木。

例如二分之一拍 ==> 等待0.5秒，一拍(整拍) ==> 等待1秒。

#人體樂器

#震動公仔

【課後社團】聲光玩具-LED閃亮扭蛋"進化"-閃亮LED不倒公仔寶貝球

聲光玩具
閃亮扭蛋"進化"-閃亮LED不倒公仔寶貝球

完成"不倒翁LED閃光扭蛋"後，雖然爆亮LED在黑暗環境裡非常耀眼，可是總覺得少了什麼啊！！

於是...是的...扭蛋要...進化了..........

【材料】

1. 上次的"不倒翁LED閃光扭蛋"(好饒口 -_-|||)
2. 螺帽*2
3. 超輕土(紅橙黃綠藍靛紫...) 適量
4. "3公尺"泡棉膠 少許
5. 魔鬼氈 一點點
6. 大喊"進化了~扭蛋"

【步驟】

1. 增加下方配重：打開閃光扭蛋上蓋，小心將電池組拆下，避免弄斷混珠開關與LED針腳，再加上兩顆配重的螺帽(因為這次扭蛋上方要加上公仔，要加強下方重量，將重心維持在下方，強化不倒翁效果)，將扭蛋蓋好。

2. 公仔製作：利用超輕土捏塑公仔，選擇超輕土除了容易捏塑與色彩鮮豔以外，還有原因是因為"輕"，這樣可以避免公仔固定在扭蛋上方時，不至於影響整個不倒翁扭蛋的重心位置太多。

3. 為了方便攜帶，不會損傷公仔；請剪小塊魔鬼氈，黏貼在扭蛋正上方與公仔底部，黏貼時注意公仔與滾珠開關要同方向，這樣才能呈現公仔左右搖晃、發出閃光的效果。

4. 利用奇異筆畫出寶貝蛋的圓圈與線條，進化完成！

5. PLAY~~~

【課後社團】聲光玩具-不倒翁LED閃光扭蛋

【不倒翁LED閃光扭蛋】

利用簡單的電子材料結合國小自然領域電學知識，達成扭蛋傾斜點亮LED燈的功能。


【材料】

1. 空扭蛋*1
2. 電池CR2032、電池座各1
3. 爆量LED*1
4. 雙開滾珠開關*1
5. 螺帽*2
6. 泡棉膠少許...指定"3公尺"的比較黏
7. 耐心與開心

【基本電路原理】
組裝錢，先用雙手壓住線路，左右搖晃體驗電路原理與發光效果。

【步驟】

1. 完成不倒翁配重：打開扭蛋，在透明的那一半底部貼上泡棉膠，將螺帽並排在底部中央，黏好。

2. 認識鈕扣電池與電池座：注意正負極性，平面有字的是"+"極，反面是"-"極。電池座的裝法，正極請朝上。

3. 認識"雙開滾珠開關"：開關內部有一顆滾珠，隨著開關傾斜，內部滾珠會移動，使得線路導通，水平時為斷路，左右傾斜到一定角度時為開路。

滾珠開關知識連結：http://tc.wangchao.net.cn/baike/detail_2638248.html

水銀開關知識連結：https://zh.wikipedia.org/wiki/水銀開關

4. 安裝滾珠開關：將滾珠開關一隻針腳與電池座下方正極針腳勾住扭緊(能焊接最好)。

5. 準備LED：將LED兩腳依據電池座大小折彎，前端彎曲做成一小勾，方便連接。

6. 整體組裝：將LED長腳(+)勾住滾珠開關(連接電池座正極那一側)，短腳(-)連接電池座負極。將LED針腳配合電池座修整固定，LED燈朝上，注意滾珠開關盡量水平貼在電池座下方，傾斜測試LED是否正常點亮。

7. 最後組裝測試：在扭蛋螺帽上方黏上雙面膠，將組裝好的零件固定在上方，左右傾斜測試，動作正常蓋上扭蛋。

8. PLAY & 裝飾。