本習作的目的，是利用 Arduino 開發版，製作一個量度運動員垂直跳躍（ Vertical Leap ）高度的儀器，並可以計算在跳躍一刻的向上速度，過程中會涉及新高中課程中物理科的其中一個課題-重力作用下的垂直運動，將 STEM 與運動科學結合起來。
專題主要由一塊木板作為跳躍平台，在平台的一邊有一個激光發射器，發射出的光束會射向平台另一邊的光敏電阻。
用 Arduino 製作運動檢測器
當運動員站在平台中間，預備進行垂直跳躍的時候，運動員的雙腳便會阻擋著光束，使光束不能夠到達光敏電阻；當運動員跳起來的時候，雙腳離開了跳躍平台，光束便可以射到光敏電阻，當運動員由空中跌回地面，雙腳踏在平台上的時候，光束便會再次被阻擋著。
我們利用光敏電阻感檢測激光發射器的光束，產生訊號，從而量度運動員在跳躍時，逗留在空中的時間，再以物理公式計算出運動員垂直跳躍的高度。
跳躍平台的各項元件
1. 接駁激光發射器
在這個習作中我們利用激光發射器，將光束射向另一邊的光敏電阻，以產生一個更清楚的訊號。激光發射器的使用是非常簡單，只需要接上 Arduino 的電源便可以發射光束。在這次的實驗中我們把它接上接口 Pin11 ，因為這是一個脈衝寬度調變 Pulse Width Modulation （ PWM ），方便調節光束的亮度。同學們需注意，激光發射器發所發射出的光束，能量非常集中，務必注意，不要射到眼中，否則可能會導致眼睛受傷。
2. 光敏電阻 Light Dependent Resistor LDR
光敏電阻來感應光束的強弱，可產生訊號輸入 Arduino 中。當光敏電阻的電阻值隨著光線的強弱而改變，電阻值會與進入的光線成反比，亦即是光強度越強，電阻值便會下降，因應這個特性我們可以利用它來作感光元件。
為了使光敏電阻只會受到激光發射器的光束而影響，我們會將飲管套著光敏電阻，除了可以限制了其他光源進入光敏電阻，減少雜訊外，還可以方便將光敏電阻安放在平台的木板平面上。
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預備好光敏電阻好之後，我們需要按著下圖接駁一個簡單的電路，便可以將光敏電阻作為這個習作的當作感光元件。
在上面的電路中，光敏電阻在沒有光源的時候，其電阻值大於 1KΩ 故此 Pin2 屬於低位的狀態。但當有光射進光敏電阻的時候，其電阻值便會小於 1KΩ ， Pin2 便會接駁到 5V ，令狀態為高位，這便是此習作產生信號的原理。
下星期待續……