2015/12/28


本篇的主角是萊恩大兵的兩個兒子 Willie 和 Kenny. 萊恩大兵為他們兩個安排了 LEGO NXT 機器人的家教.

2015/11/28, 第二十二課, 音樂盒

咱家兩兄弟和老師之間已有一個互動默契. 當老師一走進門, 兩兄弟一定會問~ 老師好, 今天要做什麼題目? 


當老師公佈題目~ 音樂盒. 



兩兄弟馬上開始討論作法. 一個說要用觸控感應器來做音樂盒 (很顯然是著眼於開盒觸動式的音樂盒), 另一個猜用角度感應器做發聲控制 (應該是從人偶轉動得到靈感的).

聽兩兄弟的說法, 大致可看出:
- 他們知道音樂盒是什麼.
- 音樂盒是怎麼作動的.
- NXT 積木有哪些零件是能拿來完成功能的.

第一段, 音樂盒的結構與發聲方式

老師詳細地解說音樂盒的發聲方式與結構.





傳統音樂盒的主結構是發條+滾輪. 在滾輪上面有釘點, 轉動時釘點撞擊金屬條, 隨金屬條的長短不同而有不同的音階. 受限於結構, 傳統音樂盒能播放的音樂不會太長, 大略都是幾個小節的旋律重複播放. (新款電子式音樂盒的發聲原理大不同於傳統滾輪釘點撞擊金屬條的作法, 能播放的音樂長度也就不受限了.)

簡單分類音樂盒的外觀. 第一種是開盒式, 用手搖發條, 裡面有跳舞人偶的音樂盒. 第二種是呈圓筒狀, 手握圓筒轉緊發條, 放開後圓筒會旋轉的音樂盒. 第三種是電子式, 外觀和第一種很像, 但發聲原理已完全不同.

NXT 積木組件也可以做出音樂盒? (是的, 別懷疑.) 那是做成哪一種音樂盒呢? 當然是第三種電子式的囉.


第二段, 音樂盒實作

老師說明音樂盒實作的目標:

  1.  外觀呈盒子狀, 要有開蓋的設計.
  2. 盒子裡面會有人偶轉圈圈.
  3. 打開盒蓋時會觸發開關, 音樂盒會發出聲音, 且人偶會轉動.



要怎麼做呢? 老師帶領兩兄弟來拆解題目.

* 做成盒子. (嗯, 小蛋糕一片.)
* 開蓋設計. (用關節結構做連接, 這也難不倒兩兄弟.)
* 人偶轉圈圈. (裝一個馬達在盒子裡, 人偶裝在馬達上即可.)

* 打開盒蓋時會觸發開關.
(兩兄弟一個說用角度感應器, 另一個建議用觸踫感應器. 都是不錯的提議, 但用角度感應器來實作有難度, 這堂課就用觸踫感應器來實作.)

可將觸踫感應器安裝在盒子開口處, 讓盒蓋能壓到凸點. (盒蓋要有足夠重量, 才能確實壓到凸點.) 

用一個或兩個觸踫感應器來實作都可以. (若用兩個觸踫感應器, 則可分配一個觸發人偶轉動, 另一個觸發發出聲音.)



程式部份就用 Switch 程式格即可.
  - 壓下時, 馬達沒動作, 不用發出聲音
  - 放開時, 馬達轉動, 同時發出聲音


Willie 的程式

除了控制人偶轉動, Willie 還編了一段很長的旋律.




Kenny 的程式

Kenny 的程式就是很基本的控制人偶轉動與發出聲音.




第三段, 測試, 修改與調整

兩兄弟開始實作的時候, 不約而同都是直接在 NXT 主機盒外接馬達, 一副要把 NXT 主機盒圍在音樂盒裡的態勢. 在老師出聲提點~ NXT 主機盒與音樂盒兩者不一定要在一起. 哥哥才想到可以把 NXT 主機盒做成音樂盒蓋子. (這設計還不錯, 剛好讓蓋子有足夠的重量, 能確實壓到觸踫感應器的凸點.) 




Willie 的作品

Willie 做盒子結構的進展算快, 卻在固定馬達時卡關許久. 








他的音樂盒體積夠大, 打開後能很清楚的看到裡面人偶在轉動.



Kenny 的作品

不知不覺的, Kenny 也跟著把 NXT 主機盒做成音樂盒蓋子. 








他的音樂盒體積嫌小了點, 看不清楚裡面人偶的轉動.



兩兄弟的作品合照






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