莫尔斯电报机
“激光来造物，开源乐分享”激光切割造物项目作品创作方案模板项目作品案例名称：简易莫尔斯电报机作品案例类别：智能装置类作者：方威强单位：魅客科创中心涉及学科或专业领域：Arduino图形化编程、Fusion360建模、激光切割一、项目作品概述本人设计了一款简易的莫尔斯电报机，这款作品包含两个部分，一部分负责发送莫尔斯密码，另一部分负责接收并解析莫尔斯密码，并通过液晶显示屏显示出信息。file:///C:/Users/FangWeiQiang/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.png图1 莫尔斯电报机实物图（1） file:///C:/Users/FangWeiQiang/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image004.jpgfile:///C:/Users/FangWeiQiang/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image006.jpg图2 莫尔斯电报机实物图（2） 图3 莫尔斯电报机实物图（3）二、项目作品创作过程（一）创意来源在互联网之前，电报首次将整个世界紧密连接了起来。电报迅速向远距离传播海量信息的功能引发了一场深刻的全球革命。回溯历史，电报系统就是维多利亚时代的互联网。你知道吗？在维多利亚的互联网时代就已经出现了“网恋”这一现象。1848年出版的《电报逸闻》中记载了一件连最具远见的电报倡导者也意想不到的奇事：一位身在波士顿的姑娘和一位身在纽约的男士，通过刚刚向公众开放仅仅几个月的电力电报系统走进了婚姻的殿堂。书中作者称“不列颠电报见证过的所有丰功伟绩，与这个故事相比，都显得相形见绌了”。当办公室的小强老师向我讲述这个故事时，我的思绪就回到了那个遥远的充满浪漫与变革的维多利亚时代，耳边仿佛响起了“滴滴滴…哒哒…”的电报声。如今，第5代移动通信技术正在高速发展，即时通信类软件琳琅满目，电报机早已退出了历史的舞台，小朋友也只能在影视作品或博物馆中见到他们的身影。为了弥补这个遗憾，我产生了使用开源电子硬件结合激光切割工艺制作一款简易的“莫尔斯电报机”的想法。（二）问题分析/可行性分析1835年美国画家莫尔斯经过3年的钻研之后，成功地用电流的“通断”和“长短”来代替了人类的文字进行传送，这就是鼎鼎大名的莫尔斯电码。file:///C:/Users/FangWeiQiang/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image008.jpg图4 莫尔斯电码英文对照表除了莫尔斯电码外，莫尔斯还将当时零散的发明组合起来，制作了世界上第一台电报机。 file:///C:/Users/FangWeiQiang/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image010.jpg file:///C:/Users/FangWeiQiang/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image012.jpg图5 早期电报机 图6 早期电报机莫尔斯电码是一种早期的数字化通信形式，不同于现代化的数字通讯，莫尔斯电码是一种只使用“0”和“1”两种状态的二进制通信码。既然是一种二进制通信码，我们就可以判断按键按下的时长，发送相应字符。经过观察我发现莫尔斯电码中每个英文单词对应的通信码位数不同，如“A”对应了两位“.-” ，“B”对应了四位“-…”，而D对应了三位“-..”；为了实现判断就需要对莫尔斯电码进行简单编码，本项目中规定每个英文字符都由4位编码构成，“.”对应字符“1”，“-”对应字符“2”，末位空字符对应“0”。file:///C:/Users/FangWeiQiang/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image014.jpg图7 英文字母编码（三）创作实现过程1.作品设计图本人使用Fusion360进行了结构设计，并在Fusion360中生成木板实物进行搭建，以检验设计的正确性。然后将设计图保存为DXF格式，使用LaserMark打开，添加了描线部分的设计。file:///C:/Users/FangWeiQiang/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image016.jpg图8 接收端平面设计图file:///C:/Users/FangWeiQiang/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image018.jpg图9 发送端平面设计图file:///C:/Users/FangWeiQiang/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image020.png图10 莫尔斯电报机渲染图-1file:///C:/Users/FangWeiQiang/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image022.png图11 莫尔斯电报机渲染图-2file:///C:/Users/FangWeiQiang/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image024.png图12 激光切割设计图
file:///C:/Users/FangWeiQiang/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image026.png图13 发送端硬件连接示意图file:///C:/Users/FangWeiQiang/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image028.png图14 接收端硬件连接示意图4.制作材料清单
材料规格数量
Arduino UNO
2块
无线电收发一体机HC-122块
液晶显示器LCD16021块
按键
3个
蜂鸣器
1个
杜邦线
若干
螺丝M3*104颗
螺母M34颗
奥松木板60*80*2.5mm1张
竹签Φ4*100mm1根
5.软硬件工具清单
工具名称用途
Fusion360草图设计、实物渲染
LaserMaker V1.5.79激光切割图纸编辑
Mixly 1.0Arduino图形化编程
雷宇激光切割机 NOVA35激光切割加工
6.制作过程file:///C:/Users/FangWeiQiang/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image030.jpg图15 电子材料准备file:///C:/Users/FangWeiQiang/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image032.png图16 接收端材料file:///C:/Users/FangWeiQiang/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image034.jpg图17 利用热熔胶枪将上图零件组装file:///C:/Users/FangWeiQiang/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image036.jpg图18file:///C:/Users/FangWeiQiang/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image038.jpg图19 利用螺丝、螺母将液晶显示屏安装固定file:///C:/Users/FangWeiQiang/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image040.jpg图20 液晶屏固定后如图所示file:///C:/Users/FangWeiQiang/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image042.jpg图21 将电子器件与Arduino正确连接file:///C:/Users/FangWeiQiang/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image044.jpg图22 将电子器件放入接收端内，并用热熔胶枪固定file:///C:/Users/FangWeiQiang/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image046.jpg图23 接收端组装完成file:///C:/Users/FangWeiQiang/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image048.jpg图24 发送端材料准备file:///C:/Users/FangWeiQiang/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image050.jpg图25file:///C:/Users/FangWeiQiang/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image052.jpg图26file:///C:/Users/FangWeiQiang/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image054.jpg图27file:///C:/Users/FangWeiQiang/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image056.jpg图28 将杜邦线按照设计孔位穿出file:///C:/Users/FangWeiQiang/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image058.jpg图29file:///C:/Users/FangWeiQiang/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image060.jpg图30file:///C:/Users/FangWeiQiang/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image062.jpg图31file:///C:/Users/FangWeiQiang/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image064.jpg图32 将电子器件与Arduino正确连接file:///C:/Users/FangWeiQiang/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image066.jpg图33 发送端安装完成三、作品的展示与评价这款简易的莫尔斯电报机结构设计精美，搭建简单，程序逻辑难度适中，可以在教学中使用。测试结果显示通信距离、通信效果都很不错，也很好的模拟了发送电报时的场景，深受孩子们的喜爱。该作品利用4位编码数据实现了26个英文字母的判断，目前还不能实现数字、标点符号、非英语字符和特殊标点符号的判断。实现思路也比较清晰，只需要将编码位数从4位增加至7位，就能覆盖莫尔斯电码基本码表中的字符，然后在程序中增加判断条件即可。此外，HC-12还可以设置多达100个通信通道，本次项目使用的默认通道001。本人能力有限，文中若有错误，还请指正，谢谢！
四、演示视频https://v.youku.com/v_show/id_XNDgyNzA0NTY3Ng==.html
五、欢迎论坛小伙伴联系本人，相互交流与学习！
不错不错，点赞点赞，其实就按键那根杆的造型、力学结构也同样是知识点:lol
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