【仿真】掌控板水平仪
2020-05-149209
AI 快速预览详细
本文介绍了如何使用mPython仿真功能制作掌控板水平仪。首先介绍了三轴加速计的工作原理和读取加速度数值的方法。然后详细说明了如何通过绘制空心圆和实心圆，结合逻辑块判断水平仪是否在中心位置。最终实现了水平仪的功能。这个项目适合STEM教育场景，可以帮助学生理解物理原理并动手实践。
 水平仪是一种测量相对于水平位置的倾斜角、平面度和直线度等常用工具 2020年5月13日，编程软件mPython又更新了！ 仅仅4天时间，版本从0.3.6升级为0.3.10版， 编程软件mPython功能越来越强大了，仿真界面越来越丰富。 今天利用mPython仿真功能，分享一个仿真掌控板水平仪。  一、知识库： 1、认识三轴加速计原理 2、明白如何读取三轴加速计的数值 3、理解数学知识映射对应的关系  二、学一学 1、三轴加速计工作原理 加速度传感器能够测量由于重力引起的加速度，传感器在加速过程中，通过对质量块所受惯性力的测量，利用牛顿第二定律获得加速度值。掌控板上的加速度计可测量加速度，测量范围为 -2g 到 +2g 之间。掌控板的测量沿3个轴，每个轴的测量值是正数或负数，正轴越趋近重力加速度方向，其数值往正数方向增加，反之往负数方向减小。  上图说明：X - 掌控板向前和向后倾斜；Y - 掌控板向左和向右倾斜；Z - 掌控板上下翻转。 平放桌面 --(0,0,-1)； 翻转平放桌面 --(0,0,1)； 掌控板下板边直立与桌面 --(1,0,0)； 掌控板左板边直立与桌面 --(0,1,0); 仿真模式下 读取三轴加速计的数值（-2,2）  2、进入仿真界面，点击声音传感器或者光线传感器图标，左侧显示五个滑竿，依次是：X、Y、Z、声音、光线当调节滑竿X轴滑竿位置，小球在屏幕中上下运动，当调节滑竿Y轴滑竿位置，小球在屏幕中左右运动运动， 当调整小球位置处于（63,31）时，红灯点亮，掌控处于水平位置，实现水平仪的功能。  说明： 在绘制实心圆的时候， x坐标值-----Y轴加速度数值，即左右方向； y坐标值-----x轴加速度数值，即上下方向。  三、想一想 如何用掌控板制作一个灯光结合智能水平仪？  四、练一练 （一）绘制运动轨道——空心圆  1.在指令模块区添加 显示块，绘制空心圆工；  2、绘制空心圆，圆心（63.31），半径：20； （二）绘制地球图像——实心圆；  1.指令模块区，显示绘图工具，绘制实心圆，圆心（x，y），半径：15 ；  2.在指令模块区添加数学块 将加速计的X或Y运动的数值映射取整，确定实心小球的运动位置， Y轴加速度数值（-2,2）——小球x坐标：（0-127）； X轴加速度数值（-2,2）——小球y坐标：（0-63）； （三）判断水平仪是否在中心位置  1.在指令模块区添加 逻辑块  2.当X1=x;Y1=y时，小球正好处于（63,31）时，红灯点亮， 掌控处于水平位置，实现水平仪的功能。 （四）掌控板水平仪主程序   五、做一做： 设计一个两个圆环重叠表示水平的作品  六、视频回放 |
