Mixly开源项目设计2：led灯串设计

Mixly开源项目设计2：led灯串设计北京景山学校吴俊杰Mixly是北京师范大学创客教育实验室傅骞教授团队研发的一款基于arduino的图形化编程工具，具有容易掌握，易于分享和适合编写大型程序等特点，中文名字为“米思齐”。本期我们的开源项目的主题是一个led灯串，许多灯构成的灯串，就像是春节里面家家户户挂的那种灯串一样，它的核心是一个led的闪烁控制。在Mixly开源项目设计的系列论文中，开源项目是指符合创客文化当中开源、分享、服务的精神，遵从知识共享协议，鼓励知识产权收益的项目方案包。具体来讲，完成一个开源项目，对公众而言看到的是一个视频，讲授一个很好玩的东西，问你要不要做一个，而视频当中则有一个二维码，扫描二维码后，进入一个网盘或者另一个针对爱好者的更长的视频中，文件夹中有针对专家的技术文档，有针对性零起点爱好者的一步一步的制作视频。而且文件夹当中还有这个项目使用的知识共享协议类型和作者声明的知识产权收益方案。关于收益针对爱好者群体个人和盈利性的实体是不同的，爱好者个人免费使用，而盈利性的实体则需要知识产权人声明一个收益方案，并具体协商。这实际上是一个类似于学生在网上连载一个小说，对于看博客的人而言免费，而且特别感谢读者把作品转发到朋友圈，但是对于出版社要出版则需要具体协商，至于小说形成了“热门IP”要改编成电影，则需要学习一下郭敬明或者“天下霸唱”了。LED灯串这个项目不能构成专利，因为它要求独创性，但是生成它所构成的文字、图片、视频都自然形成知识产权，因此一个开源项目的完成，即以一个精彩的分享视频结束，又以这个视频开始。在教师指导学生的过程中依旧遵循着“制作-改装-玩转-分享”的MHPS模式。1.制作：让一个led闪烁将一个led插在的D13和GND之间，可以看到led闪烁起来了，而且是周期性的闪烁，在这里面闪烁周期是一个编程者设定的“迷”，对于用户而言可以用手机启动一个秒表程序，然后测量一下其闪烁的周期。接下来，提供足够的led灯串，按照下图的电路示意图，将他们并连起来，接到D13和GND之间，观察这些led是否还会一起闪烁。改装的过程中需要连接的灯串比较多可能需要分工合作，在制作的过程中，应注意避免led的正负极接触在一起避免短路。在制作灯串的过程中，我常常组织一项叫“创客记录挑战”的活动，即在规定时间内，看哪个组能够连接最多的led，并且分享经验。需要注意的是，不同颜色的led，不要放在一个并联电路当中，因为他们的工作电压不同，往往会导致有些种类的led（蓝色、白色）不亮。这是学生把一串led挂在一个脖子上的场景，他们小组在40分钟之内完成了20个led，他使我们的“绕线大师”。2.改装：制作led灯串当我们开始认真的对待我们的创客作品或者想更进一步的改进它们的时候，就是从一个学习者开始变成一个设计师的时刻。设计往往从需求开始，我们看到各种各样的拉花、卡片、照片墙，甚至一株植物，都可以安装上led，但是如何操作体现了创客作品当中，常见的“借物”的做法。即找生活中的一个物品，将这些基本技能，应用在上面。在应用的过程当中学生自然可以体会到“防止短路”、“布线”，“美观程度”、“易于收纳”、“容易修改”等问题，而以往这些注意事项往往都是教师的要求，但是要把创造性的体验传递给学生，就必须要让学生在家庭当中去“写作业”，去寻找“真实情境下的问题”，并且在解决问题中成长。3.玩转：修改led的闪烁方式之前曾经让学生试着测量发光二极管的闪烁周期，以及亮的时间和灭的时间。谜底在程序中，如下图所示亮的时间为0.618秒，灭的时间为1.618秒，显然程序的编写者对黄金分割有一些小崇拜，周期为2.236秒，这样设计周期，主要是期望能够检测出，不同实验者和实验手段之间的区别。显然延时的时间是一个可以修改的量，我们既可以把周期改得很短，以至于可能不需要挥动led才能看到这种现象，这个时间可以是日光灯的闪烁一次的时间一次0.02秒，我们知道日光灯的照明是不连续的，如果用高速摄像机观看日光灯下的人，人可能是一会儿亮一会儿灭的，只是肉眼观察不到而已。此外还可以借此探究闪烁周期为多少以下时，人眼感受不到它的闪烁，或者在同样的闪烁周期的情况下，亮的时间和灭的时间比例不同的时候，led的亮度的差别。或者我们将程序调慢，让led在白天灭，晚上亮，甚至让它能够伴随着一首节奏简单的曲子闪烁，这些操作的核心都是修改延时的时间，问题的关键不在于我们是否能够修改他们，而是在于是否找到一个修改它们的理由——一个真实情境下的问题或者需求。4.分享：独一无二的led灯串在分享环节当中我们希望学生能够制作一个独一无二的灯串，承载着一个具体的情境，并且把它实现，看一看这个灯串和淘宝当中搜索到的“LED灯串”有什么区别和联系。由于学生完整的经历了整个项目的流程，会很清楚每一个led，每一米的导线的成本，以及作品的制作过程，以及可能的价值，这构成了一个开源项目。即一段面向公众的介绍视频，视频中有一个进一步了解项目细节的网盘二维码引向更细致的视频或者是面向专业人士的视频及技术资料和知识产权主张。分享的视频一般都会在家庭中完成，而所需要的基础知识在学校中讲授，但是分享之后，这个项目——一个独一无二的led灯串，就像一篇文章发表一样，进入了社会，构成了一种潜在的资源，完成了家庭-学校-社会的一次联结。我们常常有一种体验：当一个创意作品面世或者成为爆款的时候，说“我以前也有类似的想法，可惜我没有做”，不过现在你可能会说“我把这个想法分享了出来，加速了这个想法趋于完美的过程”，或许你有机会这样说“这个东西的生产者