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杜涛
03月13日

项目一 玩转RGB点阵屏——灯光广告牌(建议4课时)

【情境导入】


没有什么闯不过的难关,没有什么迈不过的坎,中国是一个英雄的国度,全国人民团结一心,终有风雨过后见彩虹的一天。你的心,我的心,万众一心;你的力,我的力,千钧之力。在灾难中相互扶助,历来是中华民族生生不息的奥秘所在。当然大的显示屏宣传既是必要的,也是振奋人心的。那小创客们,能否利用手中的掌中宝及其他材料,来制作一个宣传“中国战疫”的灯光广告牌呢?

【问题梳理】

1.我们如何将WS2812灯带改造成RGB点阵屏?

2.利用MpythonX软件中的哪些模块,能实现灯的点亮?

3.如何显示出我们需要表达的内容?

4.如何为作品制作合理的外观并进行美化?

【教学目标】


【项目准备】

1.电子物料:掌中宝(掌控板及其拓展板掌控宝的总称)*1,数据线*1,10颗灯珠的WS2812RGB灯带*10。

2.手工物料:双面胶*1,电烙铁套件*1,导线若干,椴木板*1。

3.编程平台:MpythonX

【知识链接】

一、WS2812 RGB灯带

WS2812 RGB灯带是由一系列的全彩LED组成。仅需一根信号线即可控制所有LED,每一颗LED都是一个独立的像素点,每个像素点都是由R,G,B三基色颜色组成,可实现256级亮度显示,完成16777216种颜色的全真色彩显示。WS2812 RGB灯带(后面简称灯带)显示色彩纯正,柔性较大,可随意对接,弯曲,裁剪,可以用来装点房间,布置会场,烘托气氛、DIY智能灯、酷炫装备DIY、指示装备等。


二、光的三原色

红、绿、蓝三种色光无法被分解,故称“三原色光”,也就是RGB(红绿蓝),RGB这三种颜色的组合(见图4-4),几乎能形成所有的颜色。光线会越加越亮,两两混合可以得到更亮的中间色:yellow黄,cyan青,magenta品红(或者叫洋红、红紫)。三种等量组合可以得到白色。


三、平面直角坐标系

在同一个平面上互相垂直且有公共原点的两条数轴构成平面直角坐标系,简称直角坐标系。通常,两条数轴分别置于水平位置与垂直位置,取向右与向上的方向分别为两条数轴的正方向。水平的数轴叫做x轴或横轴,垂直的数轴叫做y轴或纵轴,x轴y轴统称为坐标轴,它们的公共原点O称为直角坐标系的原点,以点O为原点的平面直角坐标系记作平面直角坐标系xOy。


【项目制作】

一、外观结构设计与制作

步骤一:将WS2812灯带分解成10个,每个上面10颗灯珠。


步骤二:由于掌控板分辨率128x64,即横向(每行)有128个点(0-127,数字向右增大),纵向64个点(0-63,数字向下增大),为保持跟掌控板OLED显示屏在排列上形成一致,这里将椴木板切割成合适的大小,将灯带粘贴在椴木板上,排布的时候按照下图中的顺序:


步骤三:如下图连接方式,通过焊接将灯珠首尾串联



二、显示效果设计

如下图所示,以“中国必胜”为内容,在Excel表格中进行样品设计


三、程序设计

步骤一:如下图所示以“中”字第一笔为例,点亮相关灯珠。



步骤二:分别完成“中国必胜”四个字的程序,下面以“中”字为例,给出示例:


步骤三:为四个字分别创建函数,以“中”为示例,程序如下:


步骤四:编写完整程序


四、线路连接与调试

将改造后的RGB显示屏接在掌控宝(掌控板的拓展板名称)的13号管脚,并下载程序


【迭代与升级】

每一件初创作品都有很大的改进空间,在制作过程中,大家一定能意识到作品的不足之处,那么,可以采用什么方式去进行改进呢?请在下表4-1中进行记录。

表1作:品优化记录表


【分享与评价】

一、我们的分享

1.创客的精神在于分享,请同学在班上展示、分享自己的作品,说一说你对该作品最满意的部分,并在表2中进行记录。

表2:作品分享陈述表


二、我们的反思

在项目实现过程中,遇到了这样一些困难,在这里记录遇到的问题和解决办法,便于以后出现类似问题时能更好的面对,并在表3中进行记录。

表3:作品反思记录表


三、我们的评价

请拿出你们的画笔,在表格4填涂自己的评价等级,五颗星表示卓越,四颗星表示优秀,三颗星表示良好,两颗星表示一般,一颗星表示继续努力。

表4:学习评价量表


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