Arduino第四課(3顆LED紅綠燈)

增加為紅 、黃、綠三顆LED

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。

0.檢查接線

設定[腳位9模式為OUTPUT]、 [腳位10模式為OUTPUT]、 [腳位11模式為OUTPUT]，設定數位腳9、10、11為輸出。

設定[腳位9、10、11輸出1](高電位)，讓三顆LED亮。

如果沒有亮，先檢查是否斷線了，再檢查是否接線有錯(LED正負極方向是否正確)。

一、使用鍵盤按鍵來控制LED

注意：

記得先檢查[輸入法]是否為[英]，當輸入法不對時，鍵盤按鍵對應的值是錯的，無法正確反應動作。

按鍵盤上的[a]鍵讓綠色LED燈亮，鬆開[a]鍵讓綠色LED燈熄滅。

按鍵盤上的[空白鍵]讓紅色LED燈亮，鬆開[空白鍵]讓紅色LED燈熄滅。

按鍵盤上的[向上移]讓黃色LED燈亮，鬆開[向上鍵]讓黃色LED燈熄滅。

程式設計請參考上一節修改

二、搶答

1.甲、乙、丙三隊搶答，先按的亮燈，後按的燈不亮。

紅隊按[空白鍵]讓紅色LED燈亮，黃隊按[向上鍵]讓黃色LED燈亮，綠 隊按[a]鍵讓綠色LED燈亮。

程式設計請參考上一節修改

2.螢幕上加上倒數計時，時間到，再搶答。

3.螢幕上隨機出現搶答畫面(加上聲音)，看(聽)到再搶答。

三、十字路口紅綠燈

a.綠、黃、紅LED輪流亮

1.[腳位(…)模式為(OUTPUT)]，設定數位腳9、10、11為輸出。

2.[數位輸出：設定腳位…為1]，讓數位腳9、10、11輸出為高電位，LED燈亮

3.[等待1秒]，讓亮燈維持一秒

4.設定[數位輸出：設定腳位….為0]，讓數位腳…輸出為 低電位，LED燈熄滅

5. 輪流讓數位腳9、10、11輸出高、低電位，就可以讓綠、黃、紅LED燈輪流亮、滅的閃爍。

6. 加上[重複執行]，就可以無限循環這個綠、黃、紅LED燈輪流閃爍。

程式下載：綠黃紅閃燈.sb2

延伸：

1.請學生想想要如何改變閃爍(亮、滅)時間？

2.燈愈多，程式愈長，請學生想一想可不可以縮短程式？

b. 模擬十字路口

將上一個練習的LED燈等待時間調整，就可以模擬十字路口的紅綠燈號了。

程式下載：紅綠燈.sb2

c.紅燈時，螢幕要顯示倒數計時(模擬十字路口)

主要程式同上面的練習。

在紅燈的部分增加顯示倒數計時的改變。

增加一個[紅燈倒數]的變數。 

一開始隱藏變數不要顯示，等輪到紅燈再顯示。 

紅燈時，先設定變數值紅燈的倒數秒數(10秒)，然後在螢幕上顯示變數，設數位腳11的紅燈輸出為1(高電位)，將紅燈點亮。 

等待一秒後，將變數值減1  
重複10次後，隱藏變數，設數位腳11的紅燈輸出為0(低電位)，紅燈熄滅。

程式下載：紅燈倒數.sb2

d. 紅、綠燈時，螢幕都要顯示倒數計時

主要程式同上面的練習。

在綠燈的部分增加顯示倒數計時的改變。

增加一個[綠燈倒數]的變數。 

程式下載： 紅綠燈倒數.sb2

延伸：

設計一個紅綠燈圖示，模擬紅綠燈的運作，配合燈號做顏色變換。

四、隨機閃燈

綠、黃、紅LED隨機點亮又熄滅

增加一個[亮燈]的變數。 

[設定變數(亮燈)為(在9到11間隨機選一個變數)]，將變數值設定為9到11之間的隨機變數。

設定[亮燈]變數的腳位輸出為1(高電位)，將燈點亮。 

等待一秒後，將[亮燈]變數的腳位輸出為0(低電位)，將燈點熄滅。

然後重複這個[變數改變]、[亮燈]、[熄滅]。

程式下載： 隨機閃燈.sb2

延伸：

1.改變等待時間，讓隨機閃燈的時間改變。

2.上面程式特地加了一個[亮燈]變數為9~11隨機選一個數，如果不要做這個變數設定，直接將9~11隨機選一個數放進腳位輸出，可以嗎？

為什麼？

程式下載：隨機閃燈0.sb2

延伸：

燈號改變時，螢幕上顯示相對應的腳色顏色。(例如：綠燈亮時，螢幕上也同時亮綠色燈)

五、學生創作：

1.提供多組材料讓學生自由創作

2.學生尋求其他組同學合作創作更多元的作品

3.十字路口有4組紅綠燈一起動作。

4.更多隊伍(5隊、6隊)的搶答系統

5.用LED編排圖形、文字

6.模擬廣告看板

7.打地鼠(看到紅色燈亮按R鍵、黃色燈亮按Y鍵、綠色燈亮按G鍵，按對計分)

8.時鐘

9.霹靂燈：

接很多LED燈排成一排，讓這些LED燈輪流一顆顆的閃亮過去。

9.1 請學生想想如何可以接更多LED燈？

從數位腳位D0~D13，共有14個數位輸出的位置，可以接14顆LED。

可是大家常用的是D2~D13可以接12顆LED，為什麼D0和D1不用？

因為程式執行時D0和D1負責傳輸訊號，這時接在D0和D1的LED會跟著訊號傳輸亂閃。

9.2 請學生想想可以接更多LED燈嗎？

類比腳A0~A5一般用來接受類比電壓輸入，也可以當作數位輸出的數位腳D14~D19，所以可以接上LED。

這樣數位輸出最多就可以從D2~D19接18顆LED

9.3 同時接18顆LED，如果用前面練習時寫程式的方法，寫出來的程式會很長一串，想想看如何用簡短的程式來控制這麼多顆LED？

9.4  同時接18顆LED，也必須同時接18顆電阻，有沒有辦法簡化？

因為同一時間只有一個燈會亮，所以可以將系統簡化，只接一顆電阻

接線圖

將18顆LED的短腳(負極)接麵包板同一邊，再串接串接220歐姆電阻後接地(GND)。

18顆LED的長腳(正極)分別接D2~D13和A0~A5，由這18個腳位來控制輸出電位，讓LED亮或滅。

將原來是類比輸入的A0~A5也當成數位輸出的D14~D19

a.18顆LED輪亮

設定變數[亮燈]來決定該輪到哪一顆LED燈要亮。

重複18次[腳位(…)模式為OUTPUT]，將D2到D19設定為數位輸出

重複18次[腳位(…) 數位輸出1]、[等待0.1秒]、[腳位(…)數位輸出0]，讓D2到D19輪流亮、滅

[重複執行]，讓上面LED亮、滅的動作重複進行。

程式下載：18顆LED輪亮.sb2

b.18顆LED來回亮

前面的程式讓LED輪流閃過，改變一下，變成讓LED來回閃爍

請學生思考有18顆LED，為什麼重複執行只有17次？

試試看改變重複執行為18次，觀察有什麼不一樣？

程式下載：18顆LED來回亮.sb2

延伸：

1.如果將[腳位(…)數位輸出1]、[等待0.1秒]、[腳位(…)數位輸出0]的[等待0.1秒]移除，結果有什麼不同？

2.可以讓程式更簡短嗎？再加入一個迴圈？

3.除了上面兩種霹靂燈的模式，試試看如何可以讓他有更多種變化？

111.2.17更新

霹靂燈(OSEP)

10.光立方

將27顆LED燈排列成3X3X3的立方體形狀，同一層的9顆LED負極焊接在一起，同一列的3顆LED正極焊接在一起。

所以三層有3組GND接頭，搭配一層9組正極，就可以用12個腳位來控制27顆LED燈了。

依序將正極接在數位腳D2~D10，負極接在數位腳D11~D13

設定變數[亮燈]來決定該輪到哪一列LED正極要輸出1。

設定變數[GND]來決定該輪到哪一層LED負極要輸出0。

重複12次[腳位(…)模式為OUTPUT]，將D2到D13設定為數位輸出

要點亮LED，必須正極要輸出1，負極要輸出0

如果負極輸出為1，正極輸出為1或0都不會亮；控制GND的輸出來決定同一列中，哪一顆(哪一層)LED要亮。

用如果[ (…)就 … ]來控制負極D11~D13的輸出。

搭配D2~D10的[腳位(…)數位輸出1]、[等待0.1秒]、[腳位(…)數位輸出0]，讓D2到D10輪流輸出1和0，就可以讓27顆LED依序閃亮起來。

程式下載：光立方.sb2

將輸出1和輸出0中間的等待時間去掉，閃亮速度更快

光立方(亂閃)

將GND和亮燈變數都用[隨機選一個數]來決定。

程式下載：光立方亂閃.sb2

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