創(chuàng)客老爸為兒子打造超級學(xué)習(xí)桌

我的大兒子要上學(xué)，需要一張學(xué)習(xí)桌做功課。但我想做更好的桌子，而非只有簡單的桌面和桌腳。另外我還想做些有趣的機(jī)關(guān)，當(dāng)做孩子寫完功課的獎勵。去年夏天我和兩個兒子參觀肯尼迪太空中心，現(xiàn)在還沉溺在太空旅行的氣氛中，因此這項書桌專題就以NASA 為主題。我查閱阿波羅計劃及NASA 控制中心的相關(guān)資料，大致根據(jù)這些制作主控臺的設(shè)計。我說“大致”，是因為實際的控制中心幾乎都是監(jiān)測裝置，操控用的很少，而孩子喜歡的火箭轟隆聲也不會傳進(jìn)來。所以我解放想像力，決定制作更有“太空風(fēng)格”的游戲主控臺，而不模仿實際的控制中心。我的目標(biāo)是添加五花八門的創(chuàng)意和音效，讓兩個兒子能開心玩“太空家家酒”。這張桌子放在我兒子的閣樓床下（這也是手工制的）。功課做完之前不能打開蓋子。

等到了游戲時間后，打開蓋子就會露出任務(wù)控制臺。

影片中也提到，蓋子的內(nèi)側(cè)涂了磁性漆。世界地圖貼在底漆上，讓手工制的太空船造型磁鐵在上頭移動，標(biāo)示現(xiàn)在太空船在軌道上的位置。假如有機(jī)會的話，我還想做回收船的磁鐵。要是制作出標(biāo)示天候的磁鐵后，也就能調(diào)整發(fā)射和回收太空船的時間了。
主控臺的電子回路也在GitHub上公開，用在Arduino的和Raspberry Pi這兩者當(dāng)中。Arduino使用四個I/O擴(kuò)充器，監(jiān)測每個開關(guān)和按鈕的狀態(tài)。假如開關(guān)（包括瞬時按鈕開關(guān)、翹板開關(guān)或切換開關(guān)）的狀態(tài)改變了（從開到關(guān)或從關(guān)到開），訊號就會通過串列通訊（USB傳輸線）從Arduino傳送到Raspberry Pi。接收訊號的Raspberry Pi會分配到工作，像是發(fā)出聲音或啟動序列，接著再向Arduino發(fā)出指示控制LED。Arduino會用五個LED矩陣驅(qū)動（Adafruit的載板HT16K33）控制所有的LED，如此一來就能操縱640個系統(tǒng)LED。這聽起來似乎很多，不過數(shù)字顯示器每位數(shù)就有八個LED，LED條形顯示器則每個條形儀表會使用24個LED（將紅色和綠色的LED用在一格當(dāng)中，就能發(fā)出紅色、綠色和黃色的光）。電位器會透過Arduino的類比輸入進(jìn)行讀取。
EECOM 面板有四個電位器，對應(yīng)每個12段條形儀表。轉(zhuǎn)動旋鈕后，即可調(diào)整發(fā)光的格數(shù)。當(dāng)時我決定要對應(yīng)輸入值的迫切程度改變顏色。假如數(shù)值剛好落在中間四格，所有格子都會發(fā)出綠光。要是數(shù)值稍高或稍低，每一格就都會變成黃色。而若太高或太低處于極端值，格子則會變紅。

CAPCOM 面板能操控頭戴式耳機(jī)和音量。這里有顆CALL（呼叫）按鈕。我認(rèn)為標(biāo)示不該用“CALL”，而應(yīng)改成“PTT”（Push To Talk：通話時按下）。當(dāng)按下這顆按鈕后，上方的LED燈會亮起來，播放Quindar Tone（天工社注：阿波羅號通訊的嗶聲）的前奏。而當(dāng)放開按鈕后，則會播放Quindar Tone的尾奏。

“C＆WS”是注意和警告系統(tǒng)（Caution and Warning System）的簡稱。就我所知，實際的任務(wù)控制并非如此。相信就連阿波羅太空船也不是這樣。但這看起來很好玩，于是就做下去了。當(dāng)系統(tǒng)向機(jī)組人員發(fā)出警告時，警報會響起，主警報鈕會閃爍，而狀態(tài)面板的某個燈則會亮起。按下主警報鈕之后，警報會停止，按鈕的燈光會消失。不過狀態(tài)面板的燈光仍會持續(xù)亮著，顯示引發(fā)警報的原因�！癓AMP”是測試燈光用的按鈕。按下這個之后，所有燈光都會亮起來，能夠檢查電燈的燈泡是否燒壞。C＆WS面板的其他按鈕變成了模擬落雷的秘密按鈕。阿波羅12號升空不久遭到雷擊，訊號調(diào)節(jié)器的電源受損，任務(wù)控制的遙測資料亂成一團(tuán)。EECOM的John Aaron查明故障的原因，指示機(jī)組人員“將SCE切換成Aux”，讓訊號調(diào)節(jié)器透過輔助電源運(yùn)作。這樣一來阿波羅12號的問題就解決了​​。我也替我那可愛的主控臺設(shè)計程式解決這個問題。

我替BOOSTER 面板設(shè)計程式，讓火箭的聲音從音效卡發(fā)出 ​​來。為了增添趣味性，我讓任務(wù)中心計算所有按壓按鈕的次數(shù)，解除C ＆WS 在過度使用系統(tǒng)后所發(fā)出的警報。比方說，狀態(tài)面板備有三個用在SPS 的警報，當(dāng)BOOSTER 面板的SPS 鈕按壓到一定的次數(shù)后，三個燈就全都會亮，而若按下任何一顆BOOSTER 按鈕，綠色的“THRUST” （噴射）狀態(tài)LED 燈就會亮起來。

我喜歡附有安全蓋的按鈕。操作開關(guān)時必須逐一打開蓋子，以大幅減少誤按開關(guān)的差錯。我在查資料時，發(fā)現(xiàn)阿波羅太空船的點火裝置也用了這種開關(guān)。點火裝置是運(yùn)用炸藥進(jìn)行某些操作的工具，像是要彈射艙口打開降落傘時，或是將連結(jié)的模組分離時會用到。這項系統(tǒng)使用一次后就不能重來，所以要防止操作失誤。

INCO 面板由四個電位器和兩個條形LED燈所組成，不過現(xiàn)在條形LED燈卻被拆了。我找不到適合替代的零件，但光是把玩電位器也別有一番樂趣，真是太好了。線性電位器光是上下滑動也很好玩。所有的控制面板都能取下來，即使要拿掉條形LED燈，也不會那么麻煩。
效果音幾乎都從freesound.org取得。我也用音效編輯器合成降落傘和其他的聲音。
而用在探測器對接的效果音，則是先取得用在“伸出”上的油壓裝置音效，再改變其音調(diào)，制作“縮回”的聲音。幸運(yùn)的是，我在阿波羅11號飛行日志（Apollo 11 Flight Journal）找到實際運(yùn)作時的聲音，因而能夠從貨真價實的NASA音效剪接需要的部分，用在我序列面板的任務(wù)當(dāng)中。當(dāng)兒子們長大，從只會亂按按鈕到能夠去玩更有故事性的太空家家酒時，就要循序漸進(jìn)，先提供序列面板再指派任務(wù)。當(dāng)兒子們開始使用任務(wù)控制學(xué)習(xí)桌，短短10分鐘之內(nèi)，就學(xué)到了按哪個按鈕會啟動倒數(shù)計時，發(fā)射房間里的玩具火箭和太空梭。

兒子們參觀過肯尼迪太空中心，會發(fā)射玩具太空船，讓飛行器在頭上飛來飛去，相親相愛地玩著太空家家酒。將學(xué)習(xí)桌和任務(wù)控制臺搭配在一起后，就能在他們充滿創(chuàng)意的游戲中添加大量的要素。對了，這張桌子還可以做功課.