Mixly开源项目设计12：用旋钮控制舵机

吴俊杰

旋钮是生活中非常常用的一种信息输入装置，如音量的调节、灯光亮度的调節等，都会用到旋钮。之前我们曾经用过的舵机也是一种可以有多种输出角度的设备，那么如何用旋钮来控制舵机的转动呢？这很像一个遥控机器人的雏形，舵机本身就代表着其中的一个关节，下面就让我们开启奇妙的机械世界吧！

制作：旋钮和舵机的连接

180度舵机有三根数据线，其中红线代表5V，棕色线代表信号线，土黄线代表底线，它将输入控制舵机角度的控制信号。180度舵机顾名思义就是它的控制角度可以从0度转到180度，刚好是一个半圆。在舵机连接的过程中应该注意将两侧的排阵掰弯到两边，这样绕线之后才不会轻易碰到一起（如下页图1）。

旋钮表示的是信息的输入，将旋钮的手柄面向自己，插针朝下，旋钮的两侧需要接5V或者GND，5V与GND的左右顺序会影响到旋钮输入数值变大时的旋动方向（如下页图2）。

制作这个案例的时候需要注意，旋钮和舵机都需要使用5V和GND，但是Arduino上面只有一个5V插孔，因此需要使用1转2的连接线，将一个5V信号转变成为两个（如图3）。

完成接线以后，我们会发现旋动旋钮可以连续改变舵机的旋动方向，这就实现了用旋钮来控制舵机转动的基本效果（如图4）。

总体来讲，接线的示意图如图5所示，控制关系为旋钮控制舵机的旋转角度。

改装：用PowerPoint制作一个盒子界面

任何应用都需要一个操作面板，使用演示文档制作软件可以很方便地设计盒子上的操作面板，并且把它打印出来。

①需测量出盒子的尺寸为15cm×15cm，然后将演示文稿的尺寸设计成宽15cm高15cm，这一尺寸将会在PPT的打印过程中得以保存（如图6）。

②需用尺子测量一下舵机底部的宽度和高度，长度为2.2cm，宽度为1.1cm（如图7）。

③我们可以在PPT上使用长方形工具将舵机的位置标记在面板上（如图8）。

④可以用一个圆点标记出舵机圆心的位置，并且在这个半圆的周围标记上吴老师可能会去的地方，并画出一个剪头指示出吴老师的位置。另外，在面板上也标示出了旋钮的位置和它的旋转方向（如图9）。

⑤图9中的箭头是需要转动的，因此把它放在另外的一张新的PPT上，分别打印，由于PPT的固有特征，其相对位置和尺寸是不会改变的（如下页图10）。

⑥将这两张PPT分别打印，在打印的过程中，需要注意，要勾选“给幻灯片加框”的功能，便于日后剪裁（如图11）。

⑦将打印后的面板粘贴在盒子表面，并且用一个曲别针沿着舵机区域和旋钮孔的边沿扎孔，将面板挖出合适尺寸的洞用来安装元器件（如图12）。

⑧将舵机和旋钮安装在面板上，这样一个现实版的“吴老师去哪里了”的指示板就做好了。接下来可以通过手机远程操控这个指针的位置，这就更加神奇了。将这个作品放在办公桌旁，可能会给你的生活带来一些新的乐趣（如图13）。

玩转：用函数变化数值

舵机是一种精密的控制角度的装置，在Mixly中，舵机控制指令在执行器菜单中，我们需要数学菜单的映射功能，将0～1023的数值换算为0～180之间的数值（如图14）。

我们可以发现同样的一个软件程序，很多情况下是对应不同的硬件应用情境的，如上面的这段代码，既可以用来表示旋钮控制舵机，也可以用来制作一个指针式电压表，如果配合上应用情境的差别，完全可以说是一个创意的宝库。

分享：数字化加工的重要性

在这个案例中，我们使用了最重要也是最常见的数字化工具——喷墨打印机来设计项目的交互面板，提高了剪纸、扎孔这些精度较低的操作的精细化水平，而数字化工具的使用使得我们每一步的加工都更为准确和可靠，并且给了界面设计更为丰富的可能性：我们可以想象舵机代表着一只招财猫的手臂、一扇开启的门、一个机器人的关节、一个落地的苹果……而这种多样性则代表着更为丰富的创造的可能。使用数字化的加工方式，还有利于作品的分享、复制甚至制造。我们深入到这些加工工具的内部，它们又何尝不是一个个输入输出的信息系统呢？其中也有各种各样的电机、LED、加热元件、控制器等在工作，因此，使用旋钮控制一个舵机只是未来更为精细的控制的一个开始。

本案例的分享视频将会在以下公众号中陆续登载。