掌控板图形化指北针抖动问题的研究
2022-04-284.2万
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本文探讨了使用掌控板2.0的地磁传感器实现指北针功能的方法。首先介绍了地磁传感器的基本原理和校准步骤，然后详细说明了如何通过图形化编程实现电子罗盘。文中提到，在校准过程中，需要让掌控板远离强磁场，并保持裸板状态。通过这些步骤，用户可以准确检测方向，适用于STEM教育场景。
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指南针，古代叫司南，主要组成部分是一根装在轴上的磁针，磁针在天然地磁场的作用下可以自由转动并保持在磁子午线的切线方向上，磁针的南极指向地理南极(磁场北极)，利用这一性能可以辨别方向。掌控板2.0版本也内置了可以实现指示方向的磁场传感器，它不仅可以检测测地球的磁场，让你发现自己所处位置的方向，还可以测量磁通量。 使用地磁传感器指示方向前，需要先校准传感器。且需要让掌控板远离强磁场，且最好掌控板保持裸板状态，不接其他拓展板。 使用掌控板的地磁传感器，需要选择主控板为掌控板后，在用户库中扩展加载“地磁传感器”。  将校准程序上传到掌控板，掌控板屏幕会出现校准的提示画面，根据屏幕提示完成校准之后，掌控板屏幕会出现“校准完成”的提示字样。 任务1：使用电子罗盘传感器，检测0度的方向？  经试验，在掌控板正面朝上的情况下（显示屏朝上），usb接口的方向指向北，掌控板的指南针功能实质上是指北针。当usb指向东是角度为90度，指向南时，显示180度，指向西时显示270度。即顺时针方向掌控板与地磁北京之间的夹角越大，数据越大。  任务二：图形化电子罗盘的实现。 思路:在掌控板上画一个圆，圆形位置为屏幕中心点，从圆心出发的线段OC随着指南针角度而变化。难点是理清线段终点的位置C的坐标与角度的关系。可以使用图形的方式理清他们的关系：  掌控板的屏幕坐标与常用的坐标系y轴是反向的，为了计算方便，以未来板屏幕左上角为(0,0)点，设置Y反轴与X轴构建坐标系，其中Y反=-Y。O点在X轴与Y反坐标系中的坐标为（64,-32）。“指南针指向”在图中用a角表示，点C的坐标与角b相关，角b=90-(360-a),即a+90度。 Cx=cos(b)*R+64 Cy反=sin(b)*R-32,由此Cy=32-sin(b)*R。 需要注意的问题，掌控板的屏幕点坐标需要为整数，作图时需要将数据结果四舍五入取整。 绘制图形化电子罗盘，使用前需要进行磁场校准。除了永远指向地磁北极的线段还需要绘制半径为30的圆，作为罗盘。  |
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