如何用灯泡发送短信

我们用一些开关、灯泡、电池、电线组成一个系统。通过控制灯泡的亮和灭来传递文字信息。为了把灯泡的状态,变成可以理解的信息,我们需要用到二进制,以及编码和解码的思想。

9-12 岁
二进制
编码
简单电路

一页概览

  • 核心问题:只能看到灯泡的亮与灭,如何读懂一段文字?
  • 核心方法:用有限状态 + 二进制 + 编码表完成“发送—接收”闭环。
  • 最终产出:一套可解释的编码规则,以及可复现的实验流程。

问题背景

现在有两个房间:一个放开关,一个放灯泡。开关可以控制灯泡的亮与灭。

两个小朋友在不同房间:阿果在开关房,小红在灯泡房。他们不能见面,也不能直接说话。

阿果想用开关给小红发送文字,比如 你好。这条信息不是固定的,阿果也可以发 today is a good day

小红只能看到灯泡不停亮灭,但她需要理解阿果的文字。

阿果和小红到底是怎么做到的?

项目目标

设计一套“可解释、可复用”的发送与接收系统。

系统包含四个模块:

  1. 信息发送装置(开关组)
  2. 信息接收装置(灯泡组)
  3. 电源与控制电路(保证开关能点亮灯泡)
  4. 编码表(把文字变成灯泡状态)

完成的标准如下:

  • 发送方可自由发送文字(不是预设内容)
  • 接收方能按规则正确解读
  • 全过程可被完整解释

项目结构

我写了一个项目手册,用来引导思考。关键步骤如下:

  1. 点亮一个灯泡:搭建最简电路,用一个开关控制亮灭。
  2. 发送一个“字符”:用亮灭状态表示一个符号。
  3. 点亮多个灯泡:复制电路,形成多位状态。
  4. 发送更多文字:需要一张编码表;拼音编码很方便。
  5. 降低复杂度:灯泡太多会失控,引入二进制减少数量。
  6. 编码与解码:按照编码表完成发送与接收。

注意:这不是说明书,你不需要逐步照做。它的作用是启发思考。

关键思考

  1. 一个灯泡能表示两种状态:亮和灭。那么两个灯泡能表示几种状态?五个灯泡呢?
  2. 如何用方便的记号来表示灯泡的状态?
  3. 如何把灯泡的状态跟“信息”联系起来?

参考示例

下面这个东西,就是我实现的短信发送装置。

灯泡短信装置示例

总的来说,这个项目非常有意思。我家小孩玩得很开心。装置做好后我给他发了两个字,他对着编码表查了半天,发现原来是 "sb",气得大叫,骂我臭爸爸。