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[mbot] 讓機器人唱歌(蜂鳴器)

簡單介紹mbot機器人的蜂鳴器功能與聲音

此文完整連結 http://n.sfs.tw/10843

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2017-03-02 07:44:24 最後編修
2017-03-01 13:32:12 By zfang
 

mbot是學校開給一年級的資訊課程,蜂鳴器與LED的應用在國二理化才會教。這篇簡單整理在電腦課跟蜂鳴器相關的教學補充。

 

聲音的頻率

聲音是由振動所產生,振動的頻率影響發出聲音的高低,也就是音調高低。振動頻率越大,音調越高;振動頻率越小,音調越低。

頻率的單位是赫茲(Hz),也就是每秒振動多少次。例如,學生熟悉的是最近很夯的52Hz(魏德聖導演的52Hz我愛妳)。

「52赫茲是世界上最寂寞的鯨魚,因為科學家發現牠發出的音頻沒其他同類聽得見,對我來說,牠就是寂寞的化身。剛好用52Hz聲音的概念,去傳達這個城市裡有很多人,心中渴望愛卻無法表達讓對方知道,所以與我想在電影中闡述的概念非常契合,對我來說『52Hz』就是一個需要被聽見的聲音,代表城市裡每一個孤單的人!」(引自http://www.atmovies.com.tw/movie/ficn92719468/)

鯨魚唱歌我們聽得到嗎? 

人耳一般可以聽到20~20000Hz的聲音,所以~似乎是能有所感應。

試試你能聽到多少範圍的聲音呢? (可能也與喇叭有關。)

不同物種動物的聽覺頻率範圍如下:蝙蝠:1000~120000Hz、海豚:2000~100000Hz、貓:60~65000Hz、狗:40~50000Hz。人:20~20000Hz。

而mbot的2.4G無線模組,則是指在ISM頻段中,2.4~2.4835GHz之間的頻率。(聽得到嗎?)

 

蜂鳴器

蜂鳴器是發聲器的一種,藉由控制線圈通電的頻率使電磁鐵吸引振動薄片來發出不同聲音。(原理要到國三下學期理化才會教到。) 原理可以參考洛奇機器人科學魔法車網站。(http://www.letry.com.tw/hometec/home05/runtec05.htm)

 截圖自http://www.letry.com.tw/hometec/home05/runtec05.htm

mbot上面有一個蜂鳴器。可以利用蜂鳴器讓mbot在行走時發出單音警示,或是讓機器人將不同音調的單音組合來唱歌。

 

mbot的蜂鳴器教學

讓學生自行上網找簡譜,利用蜂鳴器編一首曲子,可以是兒歌或喜歡的歌曲,也有同學自編。

這裡利用的是機器人模組裡的積木(上),不是scratch裡的聲音積木。有的學生會不小心用錯,紫紅色的積木無法讓mbot發出聲音。整首歌都打完才發現,慘~~

 

請學生試或提醒的地方:等待一秒是停頓?還是持續?

聲音的部分:聲音的持續時間是由節拍控制,整拍是1秒。而等待一秒是無聲音的停頓,停頓一秒。

機器人的馬達功能:等待時間是馬達的動作持續時間,例如在前進積木後面加上等待一秒,是指讓馬達以前進轉速100持續一秒。

聲音對應:積木上顯示的是音名,從C2到D8 ( 請學生試,數字越大代表音調越高還是越低?)

 

音調與節拍也可以輸入數值 ,之後能以變數控制。

注意:一拍=1秒=1000毫秒。1/4拍=250ms

 

練習與延伸1:寫一個能模擬發出警車聲音的程式。

練習與延伸2:上網找簡譜,利用蜂鳴器編一首曲子,可以是兒歌或喜歡的歌曲。

練習與延伸3:在教了LED後,讓車子一邊唱歌一邊發出不同顏色的燈光。學生有的會使用二個  積木,分別控制聲音與燈光。但在機器人中,如果要上傳程式,就只能使用一個 。(所以~該怎麼做呢? 讓學生嘗試。)

練習與延伸4:結合鍵盤來控制聲音,製作鍵盤樂器。(這個是跟scratch有關。)

 

日後延伸~透過超音波感測或紅外線偵測控制。

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