【花雕动手做】行空板K10掌控板姿态陀螺仪动态遥控小车

行空板K10是一款专为快速体验物联网和学习人工智能而设计的开发学习板，100%采用国产芯片，知识产权自主可控，符合信息科技课程中编程学习、物联网及人工智能等教学需求。该板集成2.8寸LCD彩屏、WiFi蓝牙、摄像头、麦克风、扬声器、RGB指示灯、多种传感器及丰富的扩展接口。凭借高度集成的板载资源，教学过程中无需额外连接其他设备，便可轻松实现传感器控制、物联网应用以及人脸识别、语音识别、语音合成等AI人工智能项目。

主要特点
集成摄像头&内置算法，可进行离线图像检测
集成麦克风&内置算法，可进行离线语音识别
集成扬声器&内置算法，可进行离线语音合成
2.8寸彩色屏幕，数据展示更清晰
集成度高，利于教学
接口丰富，兼容软件多，扩展性好

实验扩展板与麦轮小车

遥控发射端掌控宝（带锂电池）

掌控板是国内专为**中小学 Python 创客教育**设计的开源微型开发板，搭载 ESP32 主控，自带 WiFi + 蓝牙，是一块 “掌上微型电脑”DFRobot。

一、核心板载硬件（不用外接配件就能玩）

1. **1.3 寸 OLED 显示屏**：128×64 分辨率，显示文字、动画、图片，支持中文；
2. **交互部件**：A/B 物理按键、6 路金手指触摸键、3 颗全彩 RGB 灯、蜂鸣器（播放音乐）；
3. **内置传感器**：麦克风（拾音）、光线传感器、三轴加速度 / 磁场传感器（做电子罗盘、计步器）；
4. **通信**：WiFi、蓝牙双无线，可联网、两块板子无线互传数据；
5. **拓展**：底部金手指引出全部 IO，能外接舵机、温湿度、电机等模块。

二、两种编程方式，零基础友好

1. **图形化积木编程（mPython/Mind+）**：拖拽模块，小学生也能上手；
2. **MicroPython 代码编程**：直接写 Python 代码，衔接初高中信息技术课程。

三、常见用途

- 课堂教学：编程入门、物联网、STEAM 科创课；
- 趣味制作：电子表、声光小游戏、声控彩灯、便携噪声 / 光照检测仪；
- 物联网：联网看天气、远程控制设备、环境数据上传云端；
- 可穿戴：智能手环、电子徽章、便携小仪器。

四、特点
体积小巧、一体化集成传感器、国产教育硬件、软硬件全开源，不用复杂接线就能快速做出智能小作品。

添加通信模块——无线广播

板载传感器与小车扩展板相关积木





辅助：屏幕显示相关积木



LED控制模块

知识点：无线广播------行空板 K10 BLE、BLE Mesh 广播

一、BLE 普通广播（广播包 Advertising，非连接型）
1. 工作原理
发送板不建立蓝牙配对连接，定时（间隔可设）向外发送短小广播数据包；周围所有开启蓝牙扫描的 K10/ESP32 设备被动抓取数据，属于一对多离线通信，全程不用 WiFi、路由器。
发送端：只发包，不等待应答
接收端：持续扫描，识别目标设备标识后读取内容
2. 核心参数
传输距离：空旷 5–10 米，隔墙大幅衰减
功耗优势：发送、待机电流都很低，电池供电可长时间运行
数据限制：单帧广播载荷很短，一般几十字节以内
拓扑：1 个发射源→N 个接收机，接收机之间互不通信
3. 适用场景
一块主控批量控制多台 LED、蜂鸣器、小电机开关
手环式传感器广播温湿度、按键状态给多块行空板
无网络教室简易一控多教具
4. 短板
不能传长文本、语音、图片、大量数值
无可靠重传机制，干扰环境容易丢包
只能单向发，接收端无法回传数据给发射板

二、BLE Mesh 网格广播组网
1. 工作原理
所有行空板加入同一个 Mesh 网络，节点地位平等：
任意一块板子发送一条消息，全网所有 Mesh 节点同步收到；信号弱的节点还能中继转发消息，扩大覆盖范围，属于多向全网广播。
完全离线运行，不需要 WiFi 路由。
2. 对比普通 BLE 广播优势
信号中继：远距离、隔墙场景靠中间板子接力传递信号
双向互通：每个节点既能发全网广播，也能接收全网消息
分组控制：可划分分组，消息只发给指定分组设备，不用全部设备响应
稳定性高于单纯 Advertising 广播，自带简单纠错
3. 典型应用
教室几十台行空板灯光同步亮灭、抢答同步触发
多房间灯光、智能开关统一控制
分布式传感器，任意节点上报数据全网可见
4. 固有局限
单条消息数据量依旧偏小，依旧无法承载音频、大图
组网设备数量过多时，消息延迟会上升
相比 WiFi UDP，传输速度慢很多

三、两者统一短板汇总
大数据传输能力弱：仅适配开关指令、1–2 组数字、简短标识
高速传输不行：实时音频、大屏多行文字、图像一律不推荐
穿墙能力一般，密集金属遮挡信号暴跌
大量设备同时发包容易产生蓝牙信道冲突丢包

四、行空板 K10 实操区分选择
简单一控多、电池低功耗、距离近 → BLE 普通 Advertising 广播（代码简单、资源占用最小）
多设备互相收发、需要中继扩距离、批量分组控制 → BLE Mesh（组网复杂一点，功能更强）
要传文字、声音、大量数据、距离远、设备多稳定通信 → 优先改用 WiFi UDP 广播

补充简易实操要点
BLE 广播必须设置唯一设备名称 / UUID，接收端过滤识别，避免抓取无关蓝牙设备数据包；
Mesh 组网所有设备必须写入同一组网密钥、同一网络 ID 才能互相通信；
电池供电项目首选 BLE 体系，插电稳定大数据项目优先 WiFi。

掌控板陀螺仪姿态遥控器发射端

【花雕动手做】行空板 K10 系列实验之掌控板陀螺仪姿态遥控器控制小车前后左右行走

实验开源代码

// 引入掌控板核心驱动库，提供屏幕、加速度传感器、RGB彩灯等硬件操作接口
#include <MPython.h>
// 引入ESP32 2.4G无线射频通信库，用于向小车端发送方向指令
#include <DFRobot_ESP32_Radio.h>

// 创建无线通信对象Radio，所有无线开关、频道、数据发送都通过该对象操作
DFRobot_ESP32Radio Radio;

// 初始化函数，设备上电/复位仅执行一次
void setup() {
    // 初始化掌控板全部硬件：屏幕、传感器、灯光、IO等，必须放在setup第一行
        mPython.begin();
    // 开启2.4G无线射频模块，进入发送就绪状态
        Radio.turnOn();
    // 设置无线通信分组频道13，接收端小车必须设置相同分组才能收到信号
        Radio.setGroup(13);
    // 控制第1颗RGB彩灯，设置待机紫色 0x663366（红0x66 绿0x33 蓝0x66）
        rgb.write(1, 0x663366);

    // 将文字光标定位到屏幕第1行
        display.setCursorLine(1);
    // 在第1行打印标题文字
        display.printLine("陀螺姿态小车遥控器");

    // 光标切换至屏幕第2行
        display.setCursorLine(2);
    // 打印操作提示，告知用户倾斜板子控制四个方向
        display.printLine("前后左右四个方向");
}

// 主循环函数，setup执行完毕后无限重复运行
void loop() {
    // 判断传感器手势：掌控板向前倾斜
        if ((accelerometer.isGesture(accelerometer.TiltForward))) {
        // 无线发送字符串指令qian，告知小车执行前进动作
                Radio.send("qian");
        // 第1颗灯切换为绿色，代表前进指令发送成功
                rgb.write(1, 0x00FF00);
        // 光标跳转到屏幕第3行
                display.setCursorLine(3);
        // 第三行刷新文字，显示当前操作：前进
                display.printLine("前进");
        }

    // 判断传感器手势：掌控板向后倾斜
        if ((accelerometer.isGesture(accelerometer.TiltBack))) {
        // 无线发送后退指令hou
                Radio.send("hou");
        // 彩灯切换红色，代表后退
                rgb.write(1, 0xFF0000);
                display.setCursorLine(3);
                display.printLine("后退");
        }

    // 判断传感器手势：掌控板向左倾斜
        if ((accelerometer.isGesture(accelerometer.TiltLeft))) {
        // 无线发送左移指令zuo
                Radio.send("zuo");
        // 彩灯切换蓝色，代表左横走
                rgb.write(1, 0x0000FF);
                display.setCursorLine(3);
                display.printLine("左横走");
        }

    // 判断传感器手势：掌控板向右倾斜
        if ((accelerometer.isGesture(accelerometer.TiltRight))) {
        // 无线发送右移指令you
                Radio.send("you");
        // 彩灯切换橙黄色0xFF9900，代表右横走
                rgb.write(1, 0xFF9900);
                display.setCursorLine(3);
                display.printLine("右横走");
        }
}
复制代码

掌控板姿态遥控发送端代码解读

一、头文件引入

#include <MPython.h>

#include <DFRobot_ESP32_Radio.h>
复制代码

1. `#include <MPython.h>`
掌控板官方集成库，一次性提供屏幕、加速度传感器、RGB 灯、按键等所有板载硬件操作能力，没有这个库无法操作掌控板自带外设。
2. `#include <DFRobot_ESP32_Radio.h>`
ESP32 专用 2.4G 无线通信库，实现两块开发板近距离点对点无线传输，不需要 WiFi、路由器，专门用于小车遥控信号传输。

二、创建无线对象

DFRobot_ESP32Radio Radio;
复制代码

定义全局无线通信实例 `Radio`，后续所有开启无线、设置频道、发送指令都依靠这个对象调用方法。

三、setup () 初始化函数（上电仅执行一次）

void setup() {

        mPython.begin();

        Radio.turnOn();

        Radio.setGroup(13);

        rgb.write(1, 0x663366);

        display.setCursorLine(1);

        display.printLine("陀螺姿态小车遥控器");

        display.setCursorLine(2);

        display.printLine("前后左右四个方向");

}
复制代码

逐行解析：

1. `mPython.begin();`
掌控板硬件初始化入口，必须写在 setup 第一行，启动屏幕、传感器、灯光驱动。
2. `Radio.turnOn();`
打开 2.4G 无线射频模块，进入就绪发送状态。
3. `Radio.setGroup(13);`
设置无线通信分组为 13。只有接收端行空板 K10 设置相同分组，才能收到无线指令；多台小车同时使用可修改分组数字防止互相干扰。
4. `rgb.write(1, 0x663366);`
控制第 1 颗 RGB 彩灯，设置待机紫色，板子平放无倾斜时保持该颜色。
5. `display.setCursorLine(1); display.printLine("陀螺姿态小车遥控器");`
光标定位屏幕第 1 行，打印标题。
6. `display.setCursorLine(2); display.printLine("前后左右四个方向");`
光标定位屏幕第 2 行，打印操作提示，告诉使用者倾斜板子控制小车四向移动。

四、loop () 主循环（上电后无限重复执行）

本程序没有事件回调，采用**循环实时轮询**加速度传感器姿态，持续检测板子倾斜状态。

void loop() {

        // 检测：板子向前倾斜

        if ((accelerometer.isGesture(accelerometer.TiltForward))) {

                Radio.send("qian");        // 无线发送前进指令字符串qian

                rgb.write(1, 0x00FF00);    // 第1颗灯变绿色

                display.setCursorLine(3);

                display.printLine("前进"); // 屏幕第三行刷新文字

        }

        // 检测：板子向后倾斜

        if ((accelerometer.isGesture(accelerometer.TiltBack))) {

                Radio.send("hou");

                rgb.write(1, 0xFF0000);

                display.setCursorLine(3);

                display.printLine("后退");

        }

        // 检测：板子向左倾斜

        if ((accelerometer.isGesture(accelerometer.TiltLeft))) {

                Radio.send("zuo");

                rgb.write(1, 0x0000FF);

                display.setCursorLine(3);

                display.printLine("左横走");

        }

        // 检测：板子向右倾斜

        if ((accelerometer.isGesture(accelerometer.TiltRight))) {

                Radio.send("you");

                rgb.write(1, 0xFF9900);

                display.setCursorLine(3);

                display.printLine("右横走");

        }

}
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### 核心对象 `accelerometer` 说明

`accelerometer` 是掌控板内置三轴加速度传感器对象，自带姿态识别函数：

- `accelerometer.isGesture(姿态参数)`：自动判断当前板子倾斜手势，返回真 / 假；
- `TiltForward`：向前倾斜
- `TiltBack`：向后倾斜
- `TiltLeft`：向左倾斜
- `TiltRight`：向右倾斜

### 每段 if 分支统一逻辑

1. 通过 `Radio.send()` 向外发送对应拼音指令；
2. 修改第 1 颗 RGB 灯为专属颜色，区分运动方向；
3. 光标固定到屏幕第 3 行，使用`printLine`整行覆盖刷新当前动作文字。

五、整体功能总结

1. 硬件角色：掌控板作为**姿态感应遥控器**；
2. 控制逻辑：倾斜板子识别方向，持续无线发送拼音指令 `qian / hou / zuo / you`；
3. 适配底盘：左横走、右横走对应麦克纳姆轮全向小车；
4. 灯光状态区分：
   - 平放待机：紫色
   - 前倾前进：绿色
   - 后倾后退：红色
   - 左倾左移：蓝色
   - 右倾右移：橙黄色
5. 通信匹配要求：小车接收端（行空板 K10）无线分组必须设为 13，且代码中要识别 `qian/hou/zuo/you` 四条指令执行对应电机动作。