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第1篇：用Arduino控制曲別針電動機
第2篇：非接觸式開關的制作與控制
第3篇：自制電磁執行器的制作方法

我們推出了一項新計劃，即通過使用了Arduino的簡單制作來學習電子制作的原理和基礎知識。此次為我們分享的嘉賓是伊藤尚未先生，他活躍于媒體藝術領域，并且在書籍領域以講解“更深層次的原理”而聞名。第4篇我們將用Arduino來控制RGB LED燈。

前言

閃光燈動畫

用Arduino控制電機

控制三色LED

享受千變萬化的動畫

1. 前言

大家好！我是伊藤尚未。

這次我想嘗試制作一個可以稱之為動畫的原理和鼻祖的“走馬盤”。“走馬盤”也被稱為“詭盤（phenakistiscope）”，不過相比之下“走馬盤（Zoetrope）”這個詞對于喜歡電子制作的人來說可能更熟悉。無論哪種，都是在具有某種主題的轉盤上設置一些狹縫，當人通過狹縫觀看時，狹縫便起到快門的作用，轉盤旋轉時讓人感覺像在看動畫。

這是1830年代在歐洲發明的視覺玩具，有平面的、立體的、鏡像的和另設快門的，產品形式多樣。類似于翻書動畫，也可以說是當今影視技術的鼻祖。

如果嘗試以電子作品的形式展現出來的話，就需要通過使LED等光源閃爍來使人看到的瞬間連續起來。通過將LED燈控制為連續閃光燈并使繪有連續圖畫的轉盤旋轉起來，即可表現出動畫的效果。這也是因為白色LED的發明，加之電路配置變得更簡單了，才讓我們能夠享受其中的制作樂趣。

雖然在書籍和網絡上已經有多種多樣的制作介紹，但我突發奇想，如果不僅僅用白色LED閃爍，而是用RGB閃爍的方式，應該會有更豐富的表現吧，所以我決定制作出來，并介紹給大家。

2. 閃光燈動畫

我通常在工作室等進行電子制作，但最近，用簡單的電路使LED閃爍的制作，以及將其燈光照射到繪有圖畫的轉盤上形成動畫的項目多起來了。

這種裝置通常采用由晶體管、電阻器和電容器組成的簡單振蕩電路，不過在這次的作品中，我讓閃爍速度也成為可調的了。

很遺憾的是，不知道是視頻中的幀率問題還是什么原因，效果沒有很好地拍攝出來。從視頻中可以看到，轉盤的轉速會逐漸變慢并最終停止，動畫的速度也隨之變化。

3. 用Arduino控制電機

我希望它一直以相同的速度旋轉，所以我決定制作一個用電機驅動的裝置。電機使用的是“萬寶至”公司生產的“FA-130RA”。

從包裝上看，正常轉速是6500rpm，感覺這個速度有點太快了，所以我決定通過控制讓轉速慢一些。

我做了一個支架用來將轉盤的軸固定在上方，用皮帶輪將電機的旋轉傳遞給轉盤，并使用Arduino的模擬輸出來控制電機的旋轉速度。

我使用了ROHM的晶體管“2SD1866”進行驅動。

完整的作品樣子如下：

由于電機在開始轉動時需要一定的動力，因此很難從一開始就減速，所以我先讓電機轉起來，然后再使之低速轉動。為此，我做了一個可以用手旋轉進行調節的半可調電阻器旋鈕裝置，這樣就可以手動控制轉速了。

使用Arduino進行模擬輸入，以控制電機。電路圖如下：

使用電機控制用的晶體管“2SD1866”進行驅動，并由一節干電池提供1.5V電壓。將這些部件組裝在面包板上之后的示意圖如下：

草圖如下。其機制是通過A0引腳將半可調電阻器的值模擬輸入，并通過引腳9經由20kΩ的電阻器驅動連接到晶體管集電極的電機。

int Value01 = 0;

void setup() {

Serial.begin(9600);
pinMode(9, OUTPUT);

}

void loop() {

int Value01 = analogRead(A0);
Serial.println(Value01);
analogWrite(9, Value01 / 4);

}

當我實際嘗試使其轉動起來時，轉盤竟然能夠以很低的速度旋轉。當我用前面用過的閃光燈照射轉盤時，它表現如下：

4. 控制三色LED

現在，為了提高亮度，我打算增加LED的數量。此外，為了制作出最初想象中的RGB LED，我分別采用了5個紅色、綠色和藍色的LED。

為了讓Arduino控制這些LED，我決定也用晶體管“2SD1866”來驅動。

電路圖如下：

每個晶體管由Arduino的引腳11、引腳12和引腳13驅動，紅色對應引腳13，綠色對應引腳12，藍色對應引腳11。外部電源為3節干電池，4.5V。我把它們焊接到了萬用板上并接線。電路板接線圖如下：

為了便于照亮安裝在電機底座上的轉盤，我將該LED板安裝在傾斜的底座上，另外還在電機底座上安裝了Arduino和面包板等部件。由于LED的光線不夠均勻，所以我為LED安裝了擴散罩。

從電機底座的后面看，樣子如下：

將其與Arduino連接。首先，為了讓所有的LED同時閃爍，在前面提到的電機控制部分基礎上，草圖中又增加了部分內容：

int Value01 = 0;

void setup() {

pinMode(13, OUTPUT);
pinMode(12, OUTPUT);
pinMode(11, OUTPUT);

Serial.begin(9600);
pinMode(9, OUTPUT);
}

void loop() {

int Value01 = analogRead(A0);
Serial.println(Value01);
analogWrite(9, Value01 / 4);

digitalWrite(13, HIGH);
digitalWrite(12, HIGH);
digitalWrite(11, HIGH);
delay(1);

digitalWrite(13, LOW);
digitalWrite(12, LOW);
digitalWrite(11, LOW);
delay(49);

}

當前設置為點亮0.001秒，熄滅0.049秒，每秒閃爍20次。由于RGB同時閃爍，光的三原色合在一起發出白色的光，所以動畫看起來像之前的閃光燈動畫。

5. 享受千變萬化的動畫

下面，我們讓RGB錯開時間亮起。除了全部亮起形成白色光之外，還可以通過錯開時間讓紅色、綠色和藍色LED分別亮起，來使轉盤上的圖形顯示不同的顏色。草圖如下：

int Value01 = 0;
 
void setup() {
 
  pinMode(13, OUTPUT);
  pinMode(12, OUTPUT);
  pinMode(11, OUTPUT);
 
    Serial.begin(9600);
    pinMode(9, OUTPUT);
}
 
void loop() {
 
    int Value01 = analogRead(A0);
     Serial.println(Value01);
    analogWrite(9, Value01 / 4);
     
  digitalWrite(13, HIGH);               
  digitalWrite(12, HIGH);  
  digitalWrite(11, HIGH);  
  delay(1);                
 
  digitalWrite(13, LOW);   
  digitalWrite(12, LOW);  
  digitalWrite(11, LOW); 
  delay(13); 
 
  digitalWrite(13, HIGH);               
  delay(1);                
  digitalWrite(13, LOW);   
  delay(11); 
 
  digitalWrite(12, HIGH);               
  delay(1);                
  digitalWrite(12, LOW);   
  delay(11); 
 
  digitalWrite(11, HIGH);               
  delay(1);                
  digitalWrite(11, LOW);   
  delay(11); 

}

這樣，雖然沒有改變整體的周期，但看起來像紅色、綠色、藍色的人在白色人中間奔跑。