Micro:bit 重力控制水平仪

在 上一节 的教程里，我们学习了如何使用 Micro:bit 在线编程网站提供的选择、循环、按钮事件和游戏精灵模块实现一个简单的模拟传球小程序，这回我们来学习一下如何使用 Micro:bit 的重力模块，用它实现一个重力控制上下左右滑动的 LED，相当于一个水平仪。这节教程将会有 3 种水平仪的实现，分别是敏捷版、智障版和优化版，从简单到复杂，我们可以从中体会不同的实现带来的不同效果。

敏捷版

智障版

优化版

可以看出

1. 敏捷版最灵敏，基本上是跟随鼠标移动的方向(实际上是板子的倾斜方向)进行移动

2. 智障版就很智障了，只能动一下挪一下，感觉特别懒

3. 优化版介于敏捷版和智障版之间，能跟随重力方向自动移动，并且加上了一定延迟，使得 led 的变化更加自然

3 轴传感器

Micro:bit 板子上集成了一个 3 轴传感器，水平方向 (按钮 A 到 按钮 B) 的方向为 X 轴，垂直方向 ( 徽标(徽标就是那个椭圆形中间两个小点点像个娃娃头一样的) 到 引脚孔 2) 为 Y 轴，垂直穿过板子为 Z 轴，每个轴的加速度范围都是 -1024 到 1024，具体方向见下图

今天的这篇教程不涉及 Z 轴，只关心 X 轴和 Y 轴。水平放置板子，徽标朝上时，两个方向的加速度分别是 X = 0, Y = 0，在模拟器中，默认状态就相当于水平放置板子，即徽标朝向屏幕外，正对你。

基本原理

• 当板子水平倾斜时，会有一个 X 方向的加速度，当从按钮 A 向 按钮 B 倾斜，X 方向加速度为 正值，即大于零的值，0~1024，当从按钮 B 向 按钮 A倾斜，X 方向加速度为负值，即小于零的值，-1024~0，为了便于计算，我们给 X 方向的加速度值加上 1024，使范围变为 0~2048，这样就不用考虑负值的情况了

• 当板子垂直倾斜时，会有一个 Y 方向的加速度，当从 徽标 向 引脚孔 2 倾斜，Y 方向加速度为 正，0~1024，当从 引脚孔 2 向 徽标 倾斜，Y 方向加速度为负值，-1024~0，同样的，我们给 Y 方向的加速度值加上 1024，使范围变为 0~2048。

• 当板子同时向 水平方向 和 垂直方向 倾斜时，既有 X 方向 也有 Y 方向的加速度

• 当板子倾斜时，加速度会一直存在，直到板子被水平放置

敏捷版

敏捷版的思路比较简单，我们会用到 输入 分类下的 加速度值 模块，它提供了读取 3 轴方向上的加速度值的能力，我们可以把 X 轴的加速度和 Y 轴的加速度换算成 LED 灯阵的坐标，这样就可以控制 LED 灯来回跑啦。

解释如下：

1. 给 X 和 Y 方向的加速度 加 1024，换算成正值，范围变成 0 ~ 2048

2. 由于 X 和 Y 方向只有 5 个 LED，需要换算坐标，用 2048 / 5 约等于 410，所以用 2048 / 410 向下取整(10/3=3.3333 向下取整为 3，向上取整为 4)后得到 0、1、2、3、4 这 5 个整数

实现如下：

1. 当开机时，在 (2,2) 处创建一个精灵

2. 无限循环读取 X 方向的加速度，加 1024 后除以 410，得到的结果用来改变精灵的 X 坐标

3. 无限循环读取 Y 方向的加速度，加 1024 后除以 410，得到的结果用来改变精灵的 Y 坐标

是不是很简单呀

智障版

实现智障版需要用到 4 个事件，位于 输入 分类下的 当振动 事件，我们会用到的是 当徽标朝上 当徽标朝下 当向左倾斜 和 当向右倾斜 这 4 个事件

解释如下：

1. 当徽标朝上即水平放置板子后，向上倾斜板子，也就是徽标一端翘起，此时 Y 方向加速度为正

2. 当徽标朝上即水平放置板子后，向下倾斜板子，也就是有引脚孔的一端翘起，此时 Y 方向加速度为负

3. 当向左倾斜即水平放置板子后，向左倾斜板子，也就是按钮 B 所在的一端翘起，此时 X 方向加速度为负

4. 当向右倾斜即水平放置板子后，向右倾斜板子，也就是按钮 A 所在的一端翘起，此时 X 方向加速度为正

实现如下：

1. 当开机时，在 (2,2) 处创建一个精灵

2. 当徽标朝上精灵的 Y 坐标 加 1

3. 当徽标朝下精灵的 Y 坐标 减 1 (加 -1)

4. 当向左倾斜精灵的 X 坐标 减 1 (加 -1)

5. 当向右倾斜精灵的 X 坐标 加 1

但是这个有个缺点，就是每次都要移动一次板子才能触发事件，也就是向左移动一次板子，精灵向左移动 1 步，其他方向同理，下面我们看看优化版。

优化版

为了达到精灵自动移动的效果，我们需要用到循环，时刻检测板子在 X Y 方向上的加速度，并控制精灵向该方向自动移动，为了精灵不至于移动太快，我加上了一个 500 毫秒的延迟，同时为了降低灵敏度，使得板子倾斜一定程度精灵才移动，因此我加上了阈值，300  (反方向移动为 -300)。

实现如下：

1. 当开机时，在 (2,2) 处创建一个精灵

2. 创建1个循环，判断 X 方向的加速度值，如果大于 300，则让精灵的 X 坐标  加 1，暂停 500 毫秒

3. 创建1个循环，判断 X 方向的加速度值，如果小于 -300，则让精灵的 X 坐标 减 1 (加 -1)，暂停 500 毫秒

4. 创建1个循环，判断 Y 方向的加速度值，如果大于 300，则让精灵的 Y 坐标  加 1，暂停 500 毫秒

5. 创建1个循环，判断 Y 方向的加速度值，如果小于 -300，则让精灵的 Y 坐标 减 1 (加 -1)，暂停 500 毫秒

这样就可以让 精灵 自动向倾斜方向移动啦

练习题

改变优化版中 阈值 300 和 延迟 500 毫秒的数值，体会这两个值不同数值下的效果。

有问题可以在微信公众号中给我发消息呦。

始发于微信公众号： 暴王不暴燥