Arduino第18課視訊控制

Scratch2.0有[視訊控制]積木，搭配使用電腦(筆電)的攝影機就可以控制Arduino。

在[偵測]類下有3個視訊的積木。

一、視訊控制LED亮、滅

當碰到畫面上的紅、黃、綠色圖案時，對應顏色的LED燈就會亮起來。

紅色LED，正極接Arduino板數位腳位11
黃色LED，正極接Arduino板數位腳位10
綠色LED，正極接Arduino板數位腳位9

控制數位腳位9、10、11的輸出為高電位(5V)或低電位(0V)，來控制三種顏色LED的亮或熄滅。

舞台程式：

1.[腳位(…)模式為(OUTPUT)]，設定數位腳9、10、11為輸出。

2.[將視訊設定為(開啟)]，啟動視訊攝影機。

[紅]腳色：

[video(動作)on(這個腳色)]

，判斷紅色圖案是否有被碰到

如果有碰到，數值會大於20，就讓腳位11輸出1(高電位)讓紅燈亮。

[黃]腳色：

[video(動作)on(這個腳色)]

，判斷黃色圖案是否有被碰到。

如果有碰到，數值會大於20，就讓腳位10輸出1(高電位)讓黃燈亮。

[綠]腳色：

[video(動作)on(這個腳色)]

，判斷綠色圖案是否有被碰到。

如果有碰到，數值會大於20，就讓腳位9輸出1(高電位)讓綠燈亮。

程式下載： 3色LED.sb2

二、視訊控制LED亮、滅加音樂彈奏

當碰到畫面上的紅、黃、綠色圖案時，對應顏色的LED燈就會亮起來，同時發出音樂聲音。

紅色LED，正極接Arduino板數位腳位11
黃色LED，正極接Arduino板數位腳位10
綠色LED，正極接Arduino板數位腳位9

控制數位腳位9、10、11的輸出為高電位(5V)或低電位(0V)，來控制三種顏色LED的亮或熄滅。

舞台程式：

1.[腳位(…)模式為(OUTPUT)]，設定數位腳9、10、11為輸出。

2.[將視訊設定為(開啟)]，啟動視訊攝影機。

[紅]腳色：

[video(動作)on(這個腳色)]

，判斷紅色圖案是否有被碰到。

如果有碰到，數值會大於20，就讓腳位11輸出1(高電位)讓紅燈亮，並彈奏音符。

[黃]腳色：

[video(動作)on(這個腳色)]

，判斷黃色圖案是否有被碰到。

如果有碰到，數值會大於20，就讓腳位10輸出1(高電位)讓黃燈亮，並彈奏音符。

[綠]腳色：

[video(動作)on(這個腳色)]

，判斷綠色圖案是否有被碰到。

如果有碰到，數值會大於20，就讓腳位9輸出1(高電位)讓綠燈亮，並彈奏音符。

程式下載：   3色LED+音樂.sb2

 

延伸：

使用[說(……)]的擴充積木將碰觸到的顏色說出來。

三、控制三種顏色LED的亮度

當碰到畫面上的紅、黃、綠色圖案時，對應顏色的LED燈亮度會改變，同時發出音樂聲音。

紅色LED，正極接Arduino板數位腳位11
黃色LED，正極接Arduino板數位腳位10
綠色LED，正極接Arduino板數位腳位9

Arduino UNO控制板的數位腳位上有[~]符號的D3,D5,D6,D9,D10,D11也可以當作類比輸出，利用PWM模擬不同的電壓輸出。(請參考第五課)

控制數位腳位9、10、11的類比輸出(PWM)，來控制三種顏色LED的亮度。

在舞台背景畫出漸暗、漸亮(因為不能直接輸入中文，可以利用繪圖軟體製作圖片，再匯入，舞台大小為寬480像素、高360像素)。

製作紅、黃、綠三個變數，來控制亮度。

製作6個顏色腳色，碰觸後分別增加或減少LED的亮度變數。

紅、黃、綠腳色代表碰觸後變數減少(變暗)，圖案放左邊；紅+、黃+、綠+腳色代表碰觸後變數增加(變亮)，圖案放右邊。

為了區別漸暗和漸亮，設定樂器為1(鋼琴，代表漸亮)和12(長笛，代表漸暗)，讓碰觸時發出的樂器聲音不一樣。

將變數值放中間可以觀察變數的改變情形。

舞台程式：

1.[腳位(…)模式為(OUTPUT)]，設定數位腳9、10、11為輸出。

2.[設定變數(…)為0]，將亮度一開始設定為0

3.[將視訊設定為(開啟)]，啟動視訊攝影機。

[紅]腳色：

[video(動作)on(這個腳色)]

，判斷紅色圖案是否有被碰到。

如果有碰到，數值會大於20，就 [ 將變數紅改變 -5 ] (變暗)， [ 腳位11類比輸出(紅) ] ，並彈奏音符。

[如果 (紅) 變數 > 0 ]，因為類比輸出(PWM)的值在0~255之間，怕變數變成負數，所以增加這個判斷。

[黃]腳色：

[video(動作)on(這個腳色)]

，判斷黃色圖案是否有被碰到。

如果有碰到，數值會大於20，就 [ 將變數黃改變 -5 ] (變暗)， [ 腳位10類比輸出(黃) ] ，並彈奏音符。

[如果 (黃) 變數 > 0 ]，因為類比輸出(PWM)的值在0~255之間，怕變數變成負數，所以增加這個判斷。

[綠]腳色：

[video(動作)on(這個腳色)]

，判斷綠色圖案是否有被碰到。

如果有碰到，數值會大於20，就 [ 將變數綠改變 -5 ] (變暗)， [ 腳位9類比輸出(綠) ] ，並彈奏音符。

[如果 (綠) 變數 > 0 ]，因為類比輸出(PWM)的值在0~255之間，怕變數變成負數，所以增加這個判斷。

[紅+]腳色：

[video(動作)on(這個腳色)]

，判斷紅色圖案是否有被碰到。

如果有碰到，數值會大於20，就 [ 將變數紅改變 5 ] (變亮)， [ 腳位11類比輸出(紅) ] ，並彈奏音符。

[如果 (紅) 變數 < 255 ]，因為類比輸出(PWM)的值在0~255之間，怕變數大於255，所以增加這個判斷。

[黃+]腳色：

[video(動作)on(這個腳色)]

，判斷黃色圖案是否有被碰到。

如果有碰到，數值會大於20，就 [ 將變數黃改變 5 ] (變亮)， [ 腳位10類比輸出(黃) ] ，並彈奏音符。

[如果 (黃) 變數 < 255 ]，因為類比輸出(PWM)的值在0~255之間，怕變數大於255，所以增加這個判斷。

[綠+]腳色：

[video(動作)on(這個腳色)]

，判斷綠色圖案是否有被碰到。

如果有碰到，數值會大於20，就 [ 將變數綠改變 5 ] (變亮)， [ 腳位9類比輸出(綠) ] ，並彈奏音符。

[如果 (綠) 變數 < 255 ]，因為類比輸出(PWM)的值在0~255之間，怕變數大於255，所以增加這個判斷。

程式下載：3色LED(PWM).sb2

四、控制RGB三色LED

一顆RGB三色LED裡面就有RGB(紅、綠、藍)三種顏色的LED，我們用的是共陰極，有四支腳，其中最長的腳要接地(GND)，其他三支腳分別控制 R、G、B 三個顏色。(請參考第六課)

當碰到畫面上的紅、黃、綠色圖案時，對應顏色的LED燈亮度會改變，同時發出音樂聲音，調整RGB(紅、綠、藍)的不同亮度，就可以混成各種不同的顏色。

為了避免電流太大，負極接地前先接一顆電阻；

其他三支腳分別接D9(藍)、D10(綠)、D11(紅)

利用PWM模擬不同的電壓輸出，控制數位腳位9、10、11的類比輸出(PWM)，來控制三種顏色LED的亮度，控制混成的顏色。

在舞台背景畫出漸暗、漸亮(因為不能直接輸入中文，可以利用繪圖軟體製作圖片，再匯入，舞台大小為寬480像素、高360像素)。

製作紅、綠、藍三個變數，來控制RGB顏色亮度。

製作6個顏色腳色，碰觸後分別增加或減少LED的亮度變數。

紅、綠、藍腳色代表碰觸後變數減少(變暗)，圖案放左邊；紅+、綠+、藍+腳色代表碰觸後變數增加(變亮)，圖案放右邊。

為了區別漸暗和漸亮，設定樂器為1(鋼琴，代表漸亮)和12(長笛，代表漸暗)，讓碰觸時發出的樂器聲音不一樣。

將變數值放中間可以觀察變數的改變情形。

舞台程式：

1.[腳位(…)模式為(OUTPUT)]，設定數位腳9、10、11為輸出。

2.[設定變數(…)為0]，將亮度一開始設定為0

3.[將視訊設定為(開啟)]，啟動視訊攝影機。

[紅]腳色：

[video(動作)on(這個腳色)]

，判斷紅色圖案是否有被碰到。

如果有碰到，數值會大於20，就 [ 將變數紅改變 -5 ] (變暗)， [ 腳位11類比輸出(紅) ] ，並彈奏音符。

[如果 (紅) 變數 > 0 ]，因為類比輸出(PWM)的值在0~255之間，怕變數變成負數，所以增加這個判斷。

[綠]腳色：

[video(動作)on(這個腳色)]

，判斷綠色圖案是否有被碰到。

如果有碰到，數值會大於20，就 [ 將變數綠改變 -5 ] (變暗)， [ 腳位10類比輸出(綠) ] ，並彈奏音符。

[如果 (綠) 變數 > 0 ]，因為類比輸出(PWM)的值在0~255之間，怕變數變成負數，所以增加這個判斷。

[藍]腳色：

[video(動作)on(這個腳色)]

，判斷藍色圖案是否有被碰到。

如果有碰到，數值會大於20，就 [ 將變數藍改變 -5 ] (變暗)， [ 腳位9類比輸出(藍) ] ，並彈奏音符。

[如果 (藍) 變數 > 0 ]，因為類比輸出(PWM)的值在0~255之間，怕變數變成負數，所以增加這個判斷。

[紅+]腳色：

[video(動作)on(這個腳色)]

，判斷紅色圖案是否有被碰到。

如果有碰到，數值會大於20，就 [ 將變數紅改變 5 ] (變亮)， [ 腳位11類比輸出(紅) ] ，並彈奏音符。

[如果 (紅) 變數 < 255 ]，因為類比輸出(PWM)的值在0~255之間，怕變數大於255，所以增加這個判斷。

[綠+]腳色：

[video(動作)on(這個腳色)]

，判斷綠色圖案是否有被碰到。

如果有碰到，數值會大於20，就 [ 將變數綠改變 5 ] (變亮)， [ 腳位10類比輸出(綠) ] ，並彈奏音符。

[如果 (綠) 變數 < 255 ]，因為類比輸出(PWM)的值在0~255之間，怕變數大於255，所以增加這個判斷。

[藍+]腳色：

[video(動作)on(這個腳色)]

，判斷綠色圖案是否有被碰到。

如果有碰到，數值會大於20，就 [ 將變數藍改變 5 ] (變亮)， [ 腳位9類比輸出(藍) ] ，並彈奏音符。

[如果 (藍) 變數 < 255 ]，因為類比輸出(PWM)的值在0~255之間，怕變數大於255，所以增加這個判斷。

當碰到畫面上的紅、黃、綠色圖案時，對應顏色的LED燈亮度會改變，調整上面的RGB(紅、綠、藍)的不同亮度，就可以混成各種不同的顏色的光。

程式下載：RGBLED.sb2

五、音樂演奏(不用接Arduino)

當碰觸鍵盤圖案時，電腦就發出一個聲音，輪流碰觸鍵盤圖案，讓電腦完成歌曲演奏。

主程式：

[將視訊設定為(開啟)]，啟動視訊攝影機。

[設定(亮度)特效為(60)]，讓鍵盤圖案變透明。

設定樂器種類，上圖[設定樂器為1] 是鋼琴。

副程式：

製作一個變數[彈奏]

[video(動作)on(這個腳色)]

，判斷是否有被碰到鍵盤圖案。

如果有碰到，數值會大於10(實際值請自行調整)，就[設定變數(彈奏)為1]，否則讓變數為0。

製作音樂積木：

將歌曲音符編排好，加上[等待(彈奏)=1]。

當碰到鍵盤圖案時，變數(彈奏)為1，就彈奏一個音符。

這樣就可以依序將歌播完。

因為歌曲常常有一些重複的曲段，所以用積木來編排，節省程式長度，比較簡潔。

如果想要變換樂器，只要更改[樂器種類]就可以了。

以小星星為例，主要分成3段，各用了2次。

主程式變得很簡短。

註：如果使用[製作一個積木]來寫程式的好處就是程式比較有規律，修改、除錯都比較容易。

程式下載： 音樂演奏.sb2

延伸：

1.學生自由創作不同的音樂

2.如何加快音樂節奏？

3.增加一組蜂鳴器，使用蜂鳴器來演奏樂曲。

六、使用蜂鳴器演奏音樂

當碰觸鍵盤圖案時，蜂鳴器就發出一個聲音，輪流碰觸鍵盤圖案，完成歌曲演奏。

請參考第七課(蜂鳴器)

蜂鳴器的正極(長腳)接數位腳D6，負極接GND

主程式：

先拉一個[腳位(號碼)模式設為OUTPUT]的積木，設定數位腳位D6為輸出。

[將視訊設定為(開啟)]，啟動視訊攝影機。

[設定(亮度)特效為(60)]，讓鍵盤圖案變透明。

副程式：

製作一個變數[彈奏]

[video(動作)on(這個腳色)]

，判斷是否有被碰到鍵盤圖案。

如果有碰到，數值會大於10(實際值請自行調整)，就[設定變數(彈奏)為1]，否則讓變數為0。

製作音樂積木：

使用 [等待(彈奏)=1]，當碰到鍵盤圖案時，變數(彈奏)為1，蜂鳴器就發出一個音。。

在 [腳位(6)播放音調，頻率為：(C2,523)Hz，時間為：(500)ms] 積木上選擇要發出的音階頻率，或是參考上面的音階-頻率對照表，設定不同音階對應的頻率。

依照歌曲需求拉一些音調播放積木就可以組合成一首歌了。

記得每個音之後都要接等待幾秒，讓音階唱完。

這樣就可以依序將歌播完。

因為歌曲常常有一些重複的曲段，所以用積木來編排，節省程式長度，比較簡潔。

如果想要變換樂器，只要更改[樂器種類]就可以了。

以小星星為例，主要分成3段，各用了2次。

主程式變得很簡短。

註：如果使用[製作一個積木]來寫程式的好處就是程式比較有規律，修改、除錯都比較容易。

程式下載：  音樂演奏(蜂鳴器).sb2

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