前文提及設計拍子機是一個跨科學習活動，因此當中既需要具備各科基本能力，也需綜合作成品。過往綜合科學科部分中，我們明白到電阻值改變，電路中的電流和電壓便會改變。以下是資訊科技科部分。

在資訊科技科部分中，我們需使用一個與可變電阻非常相似的電子元件 — 電位器（ Potentiometer ）。電位器與變阻器的結構相似，是一個有三個接口的電子零件，當中有兩個固定接點，另外有一個轉動接點。當電位器被轉動時，轉動接點與兩個固定接點的電阻值便會改變，兩邊便會形成不同的分壓比率。

按一般操作旋鈕的習慣，順時針轉動電位器順時針增大訊號，逆時針轉動是減少訊號，故此在下面 10KΩ 電位器圖片中，左邊接腳和右邊接腳會分別接駁到 Arduino 電腦版的 GND 和 5V 位置，中間的接腳是訊號輸出，就可以製造出順時針旋轉時，中間接腳與左邊接腳 GND 的電阻值會變大，電壓輸出亦會同樣增加的效果。

Arduino 的類比數碼轉換器

Arduino 內置了類比數碼轉換器（ Analog to Digital Converter, ADC ），在 Arduino Uno 底板中，可使用的類比接口為 A0 到 A5 輸入，可讀取 0 到 5V 的電壓輸入，解析度為 10 個位元，總共有 1,024 個不同的數值，讀取到的值是由 0 到 1,023 。

按照下列的電路圖，將電位器的三個接口，連接到 Arduino 的 GND 、 5V 及 A0 ：

按著上圖的線路接駁，就可以把電位器作為拍子機的輸入，並利用 Arduino 的 A0 類比接口讀取電壓變化，並將數據轉換為不同速度的節拍。

撰寫圖像節拍器程式

接著是利用編程軟件 mBlock ，來建立圖像拍子機。首先要認識 mBlock 有「彈奏鼓聲」的方塊，其中第一個數字是代表不同的樂器，例如 1 是代表軍鼓，第二個數字是「拍子」的意思，即是等待多少時間（秒），便會打一
下鼓，例如在下面的方塊中，便會每 0.5 秒打一下鼓，同樣道理，設定「拍」為 2 時，表示每 2 秒打一下鼓。

量度音樂速度 BPM

音樂速度可以每分鐘多少拍（ Beats per minute ， BPM ）作量度單位，很多時是表示一個特定的音符，例如四分音符，在一分鐘內出現的次數。當形容一首歌的速度為 120BPM 。那即是說在這首歌中，每分鐘有 120 個四分音符，當然 BPM 的數值越大，音樂速度便越高。

因此，如果想製造出 BPM 為 120 的拍子時，「彈奏鼓聲」方塊的「拍子」設定就是 60 / 120 = 0.5 （因為一分鐘有 60 秒），即是每半秒製造出一下鼓聲。

當明白到 BPM 和音樂速度的關係後，就可以繼續編寫程式，把電位器作為這個拍子機的輸入，並且控制拍子的速度。

參考一般市面上機械式拍子機的速度範圍，我們先定下拍子機的最高和最低的節拍速度，分別是 40 （ Grave ）和 208 （ Prestissimo ），因此會設計由左至右轉動電位器時，音樂速度可以從 40 調節到 208 。剛才介紹了 Arduino 的類比接口為 A0 ，可讀取到的值是由 0 到 1,023 ，即時說，我們要將 0 至 1,023 這個範圍的數值，轉換至 40 至 208 這個範圍的數值，因此設計了以下這個數學函式：

在上述公式中的為拍子速度 BPM ， x 為 A0 類比接口讀取得到的數值。

在 mBlock 程式中，建立數學函式的方法可參照下圖。為簡化拍子機的製作，就會產生整數 BPM 速度的拍子，故此於下列的函式中，我們加了一個四捨五入的處理，令到計算出來的 BPM 的數值是一個整數，而不是有小數點後的數字。

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下期待續……