【创客图书馆项目7】Mixly 开源项目设计 7:制作巫师灯

原创 2017-05-16 吴俊杰 家庭创客空间孵化课程

米思齐是北京师范大学付骞 教授团队设计的一个开源编程软件，随着创客教育的推进以及开源软件硬件编程的推广，它渐渐 成为行业内的一个编程规范。我们 在推动创客教育发展的过程中，应注意的是,不是教给学生冷冰冰的 电路，而是要创造一种玩法，一种交互的体验，一个完整的制作、改 装、玩转、分享的学习过程。因此， 本次我们将做一个稍微彪悍一点的东西——巫师灯。 现代艺术的一个重要特征就是将观众由欣赏者转变为参与者，这在很多装置艺术中都可以看到，如交互投影、一个当人走进以后会自 动开始张牙舞爪的电子章鱼等，而 这一切在现代信息技术的帮助下可以变得非常有参与感。例如，在北京“世贸天阶”硕大的天顶显示屏 上，用户可以通过发送短信将自己 的祝福投射到“头顶的天空上”，甚至去改变它的颜色，控制播放的影片。在这个过程中，交互和交互的设计是核心，而技术上的实现则 是相对下位的东西，一个非常简单 的技术通过交互设计的思想也能 够产生奇妙的效果。让参与者觉得 一件作品很酷，也并非难事，这其 中需要作者对这个世界充满好奇和爱，同时也应有一些简单、通用 的设计原则可以遵循。

● 制作：巫师灯的线路衔接

将一个LED插在13口和GND之 间，我们会发现它有时候亮，有时 候灭。用手指触摸D3端口，这种现 象尤其明显，这种时亮时灭的效果 就像巫师手中的水晶球一样，变幻 莫测，因此我们称其为“巫师灯” （如图1）。

为了增强巫师灯的效果，我们 可以在D3引脚上添加一根导线，这 根导线起到天线的作用，能够增强 人体磁场对D3端口电压的影响，使 得巫师灯的效果更为明显。这时， 从有趣的角度，你可以试着对巫师 灯说一些话看看它有什么反应，当 然，这并不是真正的巫术，只是好 玩的游戏。

● 改装：制作一个大型的巫师 灯交互装置

在巫师灯的设计中，我们知道D0～D13引脚除了可以作为信息的 输出之外，还可以作为信息的输入 来使用，但是这种信息的输入是一 个二值量，意味着它只有高低两种 变化：当D3引脚电压为高时，输入值 为真；当D3引脚电压为低时，输入值 为假。为了使巫师灯的交互效果更 好，我们制作了如图2所示的装置。

首先，使用绕线棒将更多的 LED连接在数字端口上，以四边形 的形式装饰在盒子的底部。随后， 我们将D3端口的导线延长，在底部 打孔，使其能够在将灯悬挂起来之 后，吹到地面上供参与者把玩，接 下来将GND和D5端口用同样的方 式垂下来一根导线，这三根导线就 构成了一个交互装置的雏形（如 页图3）。

我们事先已经通过程序将D5的 电压升到5V，使用者将D3和D5连 接，巫师灯常亮，将D3与GND连接 巫师灯熄灭，这说明D3作为信息的输入使用时，电压为5V的时候输入 为真，电压为0V的时候输入为假。 这样通过垂下的、类似水母触须一 样的导线的不同连接方式，我们就可以控制水母本身的LED的亮和 暗。这样，用更多的导线和更多的 数字输入输出端口可以做出更加绚 丽的互动效果。

● 玩转：数字输入

在初始化环节中，我们将管脚 5的电压设置高，这样做的目的是让 其充当一个小电流输出的5V，因为 如果直接连接系统的5V，当用户不 慎将5V和GND连接起来时，会导致 控制器停止工作，长期短路甚至会 危害控制器，所以使用数字端口置高 的办法，既能够充当5V信号的输入 源，又能够有效地避免短路的风险， 另外它还可以作为一个小电流电源， 用于连接一些简单的电路（如图4）。

上面的程序当中，使用设置的 方法直接将数字端口3的输入值赋 值给数字输出管脚13，这与下面 的“如果…否则…”结构是一致的 （如图5）。

此外，我们还可以从代码的角 度分析一下，数字输入端口的使用 如图6所示的代码。 在米思齐自动翻译的代码 中，初始化时设定端口3的状态为 “INPUT”即输入，设定端口13的状 态为“OUTPUT”即输出，这进一 步明确了D0～D13端口既可以作为 信息输出又可以作为信息输入使用 的特性。

● 分享：如何让作品更有交互性

数字艺术装置的设计有一些共 同的原则，如装置大一些、尺寸最好和一个成年人的尺寸相当，这样 就会看上去壮观很多。另外，在设 计的过程中主动地安排一些用户参 与的环节和项目，这样就会使得作 品有更强的参与感，也会使得参观 者的体验更好。例如，在巫师灯的 触须下面放一个圆桌，上面放一些 定值电阻、光敏电阻、拨位开关、电 位器、倾斜传感器、LED一类的电 子元器件，让使用者自由地连接在 上面，这样就有可能产生更为奇妙 的互动体验。当然，拍一张美美的 宣传照片也是必要的，如图7中的这 个小姑娘，举着巫师灯的样子，仿 佛魔法学院中的精灵。但愿这个世 界的美好和爱，可以通过一个个充 满创意的设计无限地传递下去。