Mixly開源項(xiàng)目設(shè)計(jì)2：led燈串設(shè)計(jì)

Mixly開源項(xiàng)目設(shè)計(jì)2：led燈串設(shè)計(jì)北京景山學(xué)校吳俊杰Mixly是北京師范大學(xué)創(chuàng)客教育實(shí)驗(yàn)室傅騫教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)的一款基于arduino的圖形化編程工具，具有容易掌握，易于分享和適合編寫大型程序等特點(diǎn)，中文名字為“米思齊”。本期我們的開源項(xiàng)目的主題是一個(gè)led燈串，許多燈構(gòu)成的燈串，就像是春節(jié)里面家家戶戶掛的那種燈串一樣，它的核心是一個(gè)led的閃爍控制。在Mixly開源項(xiàng)目設(shè)計(jì)的系列論文中，開源項(xiàng)目是指符合創(chuàng)客文化當(dāng)中開源、分享、服務(wù)的精神，遵從知識(shí)共享協(xié)議，鼓勵(lì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)收益的項(xiàng)目方案包。具體來講，完成一個(gè)開源項(xiàng)目，對(duì)公眾而言看到的是一個(gè)視頻，講授一個(gè)很好玩的東西，問你要不要做一個(gè)，而視頻當(dāng)中則有一個(gè)二維碼，掃描二維碼后，進(jìn)入一個(gè)網(wǎng)盤或者另一個(gè)針對(duì)愛好者的更長的視頻中，文件夾中有針對(duì)專家的技術(shù)文檔，有針對(duì)性零起點(diǎn)愛好者的一步一步的制作視頻。而且文件夾當(dāng)中還有這個(gè)項(xiàng)目使用的知識(shí)共享協(xié)議類型和作者聲明的知識(shí)產(chǎn)權(quán)收益方案。關(guān)于收益針對(duì)愛好者群體個(gè)人和盈利性的實(shí)體是不同的，愛好者個(gè)人免費(fèi)使用，而盈利性的實(shí)體則需要知識(shí)產(chǎn)權(quán)人聲明一個(gè)收益方案，并具體協(xié)商。這實(shí)際上是一個(gè)類似于學(xué)生在網(wǎng)上連載一個(gè)小說，對(duì)于看博客的人而言免費(fèi)，而且特別感謝讀者把作品轉(zhuǎn)發(fā)到朋友圈，但是對(duì)于出版社要出版則需要具體協(xié)商，至于小說形成了“熱門IP”要改編成電影，則需要學(xué)習(xí)一下郭敬明或者“天下霸唱”了。LED燈串這個(gè)項(xiàng)目不能構(gòu)成專利，因?yàn)樗螵?dú)創(chuàng)性，但是生成它所構(gòu)成的文字、圖片、視頻都自然形成知識(shí)產(chǎn)權(quán)，因此一個(gè)開源項(xiàng)目的完成，即以一個(gè)精彩的分享視頻結(jié)束，又以這個(gè)視頻開始。在教師指導(dǎo)學(xué)生的過程中依舊遵循著“制作-改裝-玩轉(zhuǎn)-分享”的MHPS模式。1.制作：讓一個(gè)led閃爍將一個(gè)led插在的D13和GND之間，可以看到led閃爍起來了，而且是周期性的閃爍，在這里面閃爍周期是一個(gè)編程者設(shè)定的“迷”，對(duì)于用戶而言可以用手機(jī)啟動(dòng)一個(gè)秒表程序，然后測(cè)量一下其閃爍的周期。接下來，提供足夠的led燈串，按照下圖的電路示意圖，將他們并連起來，接到D13和GND之間，觀察這些led是否還會(huì)一起閃爍。改裝的過程中需要連接的燈串比較多可能需要分工合作，在制作的過程中，應(yīng)注意避免led的正負(fù)極接觸在一起避免短路。在制作燈串的過程中，我常常組織一項(xiàng)叫“創(chuàng)客記錄挑戰(zhàn)”的活動(dòng)，即在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，看哪個(gè)組能夠連接最多的led，并且分享經(jīng)驗(yàn)。需要注意的是，不同顏色的led，不要放在一個(gè)并聯(lián)電路當(dāng)中，因?yàn)樗麄兊墓ぷ麟妷翰煌鶗?huì)導(dǎo)致有些種類的led（藍(lán)色、白色）不亮。這是學(xué)生把一串led掛在一個(gè)脖子上的場(chǎng)景，他們小組在40分鐘之內(nèi)完成了20個(gè)led，他使我們的“繞線大師”。2.改裝：制作led燈串當(dāng)我們開始認(rèn)真的對(duì)待我們的創(chuàng)客作品或者想更進(jìn)一步的改進(jìn)它們的時(shí)候，就是從一個(gè)學(xué)習(xí)者開始變成一個(gè)設(shè)計(jì)師的時(shí)刻。設(shè)計(jì)往往從需求開始，我們看到各種各樣的拉花、卡片、照片墻，甚至一株植物，都可以安裝上led，但是如何操作體現(xiàn)了創(chuàng)客作品當(dāng)中，常見的“借物”的做法。即找生活中的一個(gè)物品，將這些基本技能，應(yīng)用在上面。在應(yīng)用的過程當(dāng)中學(xué)生自然可以體會(huì)到“防止短路”、“布線”，“美觀程度”、“易于收納”、“容易修改”等問題，而以往這些注意事項(xiàng)往往都是教師的要求，但是要把創(chuàng)造性的體驗(yàn)傳遞給學(xué)生，就必須要讓學(xué)生在家庭當(dāng)中去“寫作業(yè)”，去尋找“真實(shí)情境下的問題”，并且在解決問題中成長。3.玩轉(zhuǎn)：修改led的閃爍方式之前曾經(jīng)讓學(xué)生試著測(cè)量發(fā)光二極管的閃爍周期，以及亮的時(shí)間和滅的時(shí)間。謎底在程序中，如下圖所示亮的時(shí)間為0.618秒，滅的時(shí)間為1.618秒，顯然程序的編寫者對(duì)黃金分割有一些小崇拜，周期為2.236秒，這樣設(shè)計(jì)周期，主要是期望能夠檢測(cè)出，不同實(shí)驗(yàn)者和實(shí)驗(yàn)手段之間的區(qū)別。顯然延時(shí)的時(shí)間是一個(gè)可以修改的量，我們既可以把周期改得很短，以至于可能不需要揮動(dòng)led才能看到這種現(xiàn)象，這個(gè)時(shí)間可以是日光燈的閃爍一次的時(shí)間一次0.02秒，我們知道日光燈的照明是不連續(xù)的，如果用高速攝像機(jī)觀看日光燈下的人，人可能是一會(huì)兒亮一會(huì)兒滅的，只是肉眼觀察不到而已。此外還可以借此探究閃爍周期為多少以下時(shí)，人眼感受不到它的閃爍，或者在同樣的閃爍周期的情況下，亮的時(shí)間和滅的時(shí)間比例不同的時(shí)候，led的亮度的差別?；蛘呶覀儗⒊绦蛘{(diào)慢，讓led在白天滅，晚上亮，甚至讓它能夠伴隨著一首節(jié)奏簡單的曲子閃爍，這些操作的核心都是修改延時(shí)的時(shí)間，問題的關(guān)鍵不在于我們是否能夠修改他們，而是在于是否找到一個(gè)修改它們的理由——一個(gè)真實(shí)情境下的問題或者需求。4.分享：獨(dú)一無二的led燈串在分享環(huán)節(jié)當(dāng)中我們希望學(xué)生能夠制作一個(gè)獨(dú)一無二的燈串，承載著一個(gè)具體的情境，并且把它實(shí)現(xiàn)，看一看這個(gè)燈串和淘寶當(dāng)中搜索到的“LED燈串”有什么區(qū)別和聯(lián)系。由于學(xué)生完整的經(jīng)歷了整個(gè)項(xiàng)目的流程，會(huì)很清楚每一個(gè)led，每一米的導(dǎo)線的成本，以及作品的制作過程，以及可能的價(jià)值，這構(gòu)成了一個(gè)開源項(xiàng)目。即一段面向公眾的介紹視頻，視頻中有一個(gè)進(jìn)一步了解項(xiàng)目細(xì)節(jié)的網(wǎng)盤二維碼引向更細(xì)致的視頻或者是面向?qū)I(yè)人士的視頻及技術(shù)資料和知識(shí)產(chǎn)權(quán)主張。分享的視頻一般都會(huì)在家庭中完成，而所需要的基礎(chǔ)知識(shí)在學(xué)校中講授，但是分享之后，這個(gè)項(xiàng)目——一個(gè)獨(dú)一無二的led燈串，就像一篇文章發(fā)表一樣，進(jìn)入了社會(huì)，構(gòu)成了一種潛在的資源，完成了家庭-學(xué)校-社會(huì)的一次聯(lián)結(jié)。我們常常有一種體驗(yàn)：當(dāng)一個(gè)創(chuàng)意作品面世或者成為爆款的時(shí)候，說“我以前也有類似的想法，可惜我沒有做”，不過現(xiàn)在你可能會(huì)說“我把這個(gè)想法分享了出來，加速了這個(gè)想法趨于完美的過程”，或許你有機(jī)會(huì)這樣說“這個(gè)東西的生產(chǎn)者