创客老爸为儿子打造超级学习桌

我的大儿子要上学，需要一张学习桌做功课。但我想做更好的桌子，而非只有简单的桌面和桌脚。另外我还想做些有趣的机关，当做孩子写完功课的奖励。去年夏天我和两个儿子参观肯尼迪太空中心，现在还沉溺在太空旅行的气氛中，因此这项书桌专题就以NASA 为主题。我查阅阿波罗计划及NASA 控制中心的相关资料，大致根据这些制作主控台的设计。我说“大致”，是因为实际的控制中心几乎都是监测装置，操控用的很少，而孩子喜欢的火箭轰隆声也不会传进来。所以我解放想像力，决定制作更有“太空风格”的游戏主控台，而不模仿实际的控制中心。我的目标是添加五花八门的创意和音效，让两个儿子能开心玩“太空家家酒”。这张桌子放在我儿子的阁楼床下（这也是手工制的）。功课做完之前不能打开盖子。

等到了游戏时间后，打开盖子就会露出任务控制台。

影片中也提到，盖子的内侧涂了磁性漆。世界地图贴在底漆上，让手工制的太空船造型磁铁在上头移动，标示现在太空船在轨道上的位置。假如有机会的话，我还想做回收船的磁铁。要是制作出标示天候的磁铁后，也就能调整发射和回收太空船的时间了。
主控台的电子回路也在GitHub上公开，用在Arduino的和Raspberry Pi这两者当中。Arduino使用四个I/O扩充器，监测每个开关和按钮的状态。假如开关（包括瞬时按钮开关、翘板开关或切换开关）的状态改变了（从开到关或从关到开），讯号就会通过串列通讯（USB传输线）从Arduino传送到Raspberry Pi。接收讯号的Raspberry Pi会分配到工作，像是发出声音或启动序列，接着再向Arduino发出指示控制LED。Arduino会用五个LED矩阵驱动（Adafruit的载板HT16K33）控制所有的LED，如此一来就能操纵640个系统LED。这听起来似乎很多，不过数字显示器每位数就有八个LED，LED条形显示器则每个条形仪表会使用24个LED（将红色和绿色的LED用在一格当中，就能发出红色、绿色和黄色的光）。电位器会透过Arduino的类比输入进行读取。
EECOM 面板有四个电位器，对应每个12段条形仪表。转动旋钮后，即可调整发光的格数。当时我决定要对应输入值的迫切程度改变颜色。假如数值刚好落在中间四格，所有格子都会发出绿光。要是数值稍高或稍低，每一格就都会变成黄色。而若太高或太低处于极端值，格子则会变红。

CAPCOM 面板能操控头戴式耳机和音量。这里有颗CALL（呼叫）按钮。我认为标示不该用“CALL”，而应改成“PTT”（Push To Talk：通话时按下）。当按下这颗按钮后，上方的LED灯会亮起来，播放Quindar Tone（天工社注：阿波罗号通讯的哔声）的前奏。而当放开按钮后，则会播放Quindar Tone的尾奏。

“C＆WS”是注意和警告系统（Caution and Warning System）的简称。就我所知，实际的任务控制并非如此。相信就连阿波罗太空船也不是这样。但这看起来很好玩，于是就做下去了。当系统向机组人员发出警告时，警报会响起，主警报钮会闪烁，而状态面板的某个灯则会亮起。按下主警报钮之后，警报会停止，按钮的灯光会消失。不过状态面板的灯光仍会持续亮着，显示引发警报的原因。“LAMP”是测试灯光用的按钮。按下这个之后，所有灯光都会亮起来，能够检查电灯的灯泡是否烧坏。C＆WS面板的其他按钮变成了模拟落雷的秘密按钮。阿波罗12号升空不久遭到雷击，讯号调节器的电源受损，任务控制的遥测资料乱成一团。EECOM的John Aaron查明故障的原因，指示机组人员“将SCE切换成Aux”，让讯号调节器透过辅助电源运作。这样一来阿波罗12号的问题就解决了​​。我也替我那可爱的主控台设计程式解决这个问题。

我替BOOSTER 面板设计程式，让火箭的声音从音效卡发出 ​​来。为了增添趣味性，我让任务中心计算所有按压按钮的次数，解除C ＆WS 在过度使用系统后所发出的警报。比方说，状态面板备有三个用在SPS 的警报，当BOOSTER 面板的SPS 钮按压到一定的次数后，三个灯就全都会亮，而若按下任何一颗BOOSTER 按钮，绿色的“THRUST” （喷射）状态LED 灯就会亮起来。

我喜欢附有安全盖的按钮。操作开关时必须逐一打开盖子，以大幅减少误按开关的差错。我在查资料时，发现阿波罗太空船的点火装置也用了这种开关。点火装置是运用炸药进行某些操作的工具，像是要弹射舱口打开降落伞时，或是将连结的模组分离时会用到。这项系统使用一次后就不能重来，所以要防止操作失误。

INCO 面板由四个电位器和两个条形LED灯所组成，不过现在条形LED灯却被拆了。我找不到适合替代的零件，但光是把玩电位器也别有一番乐趣，真是太好了。线性电位器光是上下滑动也很好玩。所有的控制面板都能取下来，即使要拿掉条形LED灯，也不会那么麻烦。
效果音几乎都从freesound.org取得。我也用音效编辑器合成降落伞和其他的声音。
而用在探测器对接的效果音，则是先取得用在“伸出”上的油压装置音效，再改变其音调，制作“缩回”的声音。幸运的是，我在阿波罗11号飞行日志（Apollo 11 Flight Journal）找到实际运作时的声音，因而能够从货真价实的NASA音效剪接需要的部分，用在我序列面板的任务当中。当儿子们长大，从只会乱按按钮到能够去玩更有故事性的太空家家酒时，就要循序渐进，先提供序列面板再指派任务。当儿子们开始使用任务控制学习桌，短短10分钟之内，就学到了按哪个按钮会启动倒数计时，发射房间里的玩具火箭和太空梭。

儿子们参观过肯尼迪太空中心，会发射玩具太空船，让飞行器在头上飞来飞去，相亲相爱地玩着太空家家酒。将学习桌和任务控制台搭配在一起后，就能在他们充满创意的游戏中添加大量的要素。对了，这张桌子还可以做功课.