第1讲 导论
一起来接触 micro:bit，制作使用传感器的简单乐器吧。
本讲目标
- 理解 micro:bit 的基本用法
- 使用光线传感器制作类似「特雷门琴」的乐器
- 使用加速度传感器制作「手铃」
- 了解设备艺术与声音艺术的概要
需要准备的物品
| 物品 | 说明 |
|---|---|
| micro:bit V2 | 内置传感器的单片机开发板 |
| USB 线 | 连接 micro:bit 与电脑（micro USB） |
| 电脑 | Windows 或 Mac |
| 头戴式耳机 / 入耳式耳机 | 用于确认声音 |
什么是 micro:bit
micro:bit 是 BBC（英国广播公司）面向教育开发的小型单片机开发板。它内置了以下传感器与设备。
- LED 显示屏（5×5）
- 按钮（A / B 两个）
- 加速度传感器（检测倾斜与振动）
- 光线传感器（将 LED 用作光传感器）
- 地磁传感器（电子罗盘）
- 触摸传感器（V2 的 logo 标志）
- 麦克风・扬声器（V2）
- 无线通信（Bluetooth / Radio）
编程使用 MakeCode 编辑器。可以在浏览器上进行积木式编程。
MakeCode 编辑器
访问 https://makecode.microbit.org/，点击「新建项目」即可开始开发。
Step 1: micro:bit 的基本操作
MakeCode 编辑器的使用方法
- 用浏览器访问 makecode.microbit.org
- 点击 「新建项目」
- 输入项目名称（例：「特雷门琴」）
编辑器画面的构成
- 左侧: micro:bit 模拟器（可以在电脑上确认程序的运行情况）
- 中央: 积木类别（选择想要使用的积木）
- 右侧: 编程区域（组合积木）
程序的传输方法
- 用 USB 线连接 micro:bit 与电脑
- 点击编辑器左下方的 「下载」 按钮
- （如果没有自动传输）将下载的
.hex文件复制到 micro:bit 驱动器
配对
在 MakeCode 编辑器「下载」按钮旁边的「...」中选择「Connect device」，即可进行 USB 配对。配对之后，只需按下下载按钮就能直接传输。
Step 2: 用光线传感器制作特雷门琴
特雷门琴（Theremin） 是通过手的靠近与远离来改变音高的电子乐器。让我们使用 micro:bit 的光线传感器，制作一个类似的乐器。
光线传感器的原理
micro:bit 的 LED 显示屏也可以作为检测光量的传感器使用。
- 明亮的地方: 数值大（最大 255）
- 昏暗的地方: 数值小（最小 0）
- 用手遮住 LED 数值就会变化
制作方法
- 在 MakeCode 编辑器中新建项目
- 组装以下积木:
程序的流程:
一直重复:
亮度 → 转换为频率
用该频率发出声音- 使用「输入」类别中的 「亮度」 积木
- 使用「音乐」类别中的 「播放音调」 积木
- 将亮度的数值（0〜255）映射到频率（200〜2000 Hz 左右）
- 使用「计算」类别的 「映射数值」 积木进行转换
通过串口通信将数值发送到电脑
要在电脑上确认传感器的数值，可以使用串口通信。
- 从「串口通信」类别中添加 「串口写入数值」 积木
- 将标签设为「light」，数值设为「亮度」积木
- 用 MakeCode 的「显示控制台」按钮即可实时确认数值
注意
使用串口通信时，数据会经由 USB 发送到电脑。在之后与 Pure Data 联动的课程中，这个串口通信非常重要。
Step 3: 用加速度传感器制作手铃
让我们制作一个摇动 micro:bit 就会发声的 手铃。
加速度传感器的原理
加速度传感器可以检测 micro:bit 的运动（倾斜・振动・冲击）。
- X 轴: 左右的倾斜
- Y 轴: 前后的倾斜
- Z 轴: 上下的运动
- strength（强度）: 各方向的合成值
制作方法
- 在 MakeCode 编辑器中新建项目
- 按以下流程编写程序:
程序的流程:
被摇动（shake）时:
发出声音（例: Do 音，500ms）
在 LED 上显示音符图标- 使用「输入」类别中的 「摇动时」 积木
- 用「音乐」类别的 「播放音调」 设定喜欢的音阶
- 用「基本」类别的 「显示图标」 显示音符图标
应用: 分配多个声音
也可以通过改变摇动方式来发出多个声音。
- 「摇动时」 → Do
- 「logo 朝上时」 → Re
- 「logo 朝下时」 → Mi
- 「屏幕朝上时」 → Fa
挑战
试着使用加速度的强度（strength），根据摇动的力度来改变音量。使用「输入」→「更多」→「加速度 strength」。
什么是设备艺术・声音艺术
设备艺术
设备艺术（Device Art） 是指使用电子设备和传感器创作的艺术作品。它具有 交互性 的特征——观众触摸设备或活动身体时，作品会随之变化。
声音艺术
声音艺术（Sound Art） 是以「声音」为主要素材的艺术表现。与传统音乐不同，它将环境音、噪声、电子音等一切声音都作为表现的对象。
在本课程中，我们将结合 micro:bit 的传感器 与 Pure Data 的声音合成，制作属于自己的交互式声音艺术作品。