Mixly开源项目设计13：一个马达的动和停

吴俊杰

马达是一种将电能转化为机械能的装置，它带动着人们从蒸汽机、燃气发动机走向电动机时代，如果我们去比较电动汽车和原始汽车在动力结构上的差别，不难发现，电动汽车的机械传动结构比燃气发动机时代的简单了很多，它不需要太复杂的机械传动装置进行复杂的动力控制，因为通过调整电动机的电流就可以比较精确地对电动机进行控制。应该说，儿时的一个小车电动玩具，到现在钻到一个“很大的电动玩具”的里面的过程，正是我一个持续了二十多年的汽车梦想不断发酵的过程。“万里之行，始于足下”，就让我们从用单片机控制一个马达的动和停做起吧！

● 制作：摩爾斯管的使用

在实验中，我们使用摩尔斯管作为一个计算机能够控制的开关来控制马达的动和停。如图1所示，摩尔斯管有三个引脚，左侧的为控制信号端，该点电压越大，通过马达的电流越大，中间为电流流入端，右侧为电流流出端，它相当于一个开关，只不过不像普通的开关，电流可以从任意的一个端口流入。

接下来，我们用一个3节电池的电池盒将马达控制端接好，电流方向为电池正极、摩尔斯管流入端，、摩尔斯管流出端、马达、电池负极（如图2）。

接好电流以后我们用左侧的控制信号端触碰电池正极，会发现马达开始转动，触碰电池负极，马达转动会停止。这说明，控制端的电压确实可以控制摩尔斯管的通断，这样我们可以设想，如果用UNO控制板提供摩尔斯管的控制信号，就可以控制马达的通断，但是首先需要明确的是，摩尔斯管和马达控制电路要在一个电压标准下，需要将UNO控制板的GND端口和电池的负极相连。之后我们将UNO控制板的D8号引脚和摩尔斯管的控制端相连，接通UNO板的电源，此时我们会发现马达转一会就停了，这正是我们期望的控制效果。

● 改装：固定马达做一个选择题解答器

当我们能够用Arduino控制一个马达的转动的时候，我们就需要构建一个情境应用这个控制效果，比较简单的操作是把马达连接一个转盘制作一个类似于抽奖键盘的东西。马达需要固定在一个冰棍棒上，然后用捆扎带将冰棍棒固定在T1纸盒的侧壁，调整马达的位置，在盒子正面开一个孔，让马达轴可以顺利穿出。在马达轴上安装一个轮盘，扩大盒子上的孔，使盒子在开启和闭合的时候，不会挡住轮盘（如上页图3）。

用捆扎带将UNO板固定在T1纸盒的侧面，在盒子上开孔，将USB线的位置预留出来（如图4）。

在轮盘上贴一张圆形的纸片，上面写有ABCD四个选择题的选项（如图5），当你不能够确定这道题目选择什么的时候，就让轮盘帮助你决定吧！

● 玩转：控制马达的动和停

从程序设计的角度来看，这个程序的代码还是比较简单的（如图6），在UNO板通电的时候，将8号引脚的电压置高，然后过1秒钟以后，将其置低。

如果需要提高马达转动时间的随机性，可以将其设置为1个500毫秒到1000毫秒的随机数（如图7）。

● 分享：大富翁玩起来

通过设计转盘，我们可以让这个程序更加有趣，如将转盘设计成色子的一点到六点用来玩大富翁游戏，也可以将其设计为更有趣的“家务劳动谁来做”一类的图案，还可以将其设计为我们在商场中常常能够看到的抽奖转盘的形式，当然可以很容易地使用PPT设计这些图案，并且分享出来。这让我想起一种老北京的行当——凭天转，一个货郎挑着一个上面有一个转盘的担子，转盘上有小孩子喜欢的糖果以及拨浪鼓等小玩具，玩一次转盘，如果指针指到奖品对应的位置，就可以把奖品领走，当然，和所有的抽奖一样，孩子们常常会扫兴而归。转盘转动，命运似乎是不可控制的，但是也不尽然，人类的发展就是在和上帝的色子做斗争的过程，更美好的明天，需要知识，更需要善意。