九軸感測器

Webduino Bit 內建一個九軸感測器,型號為 MPU-9250,除了可以偵測空間內的加速度與旋轉,更能透過磁力計的輔助偵測,實現偵測姿態角度、指南針...等進階應用。

注意,使用九軸感測器需將 Webduino Bit 更新至最新版本,更新方式請參考:Webduino Bit 初始化設定 一文的「OTA 遠端更新」

加速度計

加速度計主要偵測 x、y 和 z 三軸直線移動時「瞬間」加速度變化,要使用加速度計必須先了解加速度計在 Webduino Bit 中的方向,如下圖所示,將開發板 5x5 全彩點矩陣朝上,金手指接腳朝向自己,垂直上下的方向為 z 軸 ( 往上為負,往下為正 ),水平左右為 x 軸 ( 往左為負,往右為正 ) 水平前後為 y 軸 ( 往自己的方向為負,遠離自己的方向為正 )。

打開 Webduino Blockly Bit 體驗版,在編輯區放入開發板積木,連線方式選擇Wi-Fi,並輸入 Device ID,接著在開發板內放入「設定 mup9250 為九軸感測器」的積木,在其下方接著擺入「mpu9250 開始偵測加速度計」的積木。

使用顯示文字的積木,同時顯示 x、y 和 z 方向的加速度,點選右上方紅色按鈕執行,就會看見三個方向的加速度呈現在網頁中,因為所在位置以及感測器初始化校準的不同,每塊 Bit 在啟用加速度偵測時,都會有些微的誤差,但 Z 通常都會是負一千多 ( 單位為 mg,1 g 通常為一個重力參數 ),X 和 Y 通常會在 200 ~ -200 之間,此時可以拿起 Webduino Bit 上下左右揮動,就會看見數值發生變化,由於所偵測的數值為「加速度」,因此當開發板沒有移動或等速移動的時候,加速度會保持在一個穩定的數值區間內

提醒您,由於偵測的數值為「加速度」,在啟動或停止的瞬間,可能會產生反向的加速度 ( 就如行駛的公車突然煞車或啟動,乘客會往前傾或後仰 ),因此在開發時要透過一些邏輯判斷來排除,或避免瞬間太大的啟動與停止動作。

陀螺儀

加速度計主要偵測直線移動的瞬間加速度變化,而陀螺儀則是偵測旋轉時「瞬間」的角度變化,如下圖所示,將開發板 5x5 全彩點矩陣朝上,金手指接腳朝向自己,垂直上下的方向為 z 軸 ( 順時針旋轉為正,逆時針旋轉為負 ),水平左右為 x 軸 ( 順時針朝自己旋轉為負,逆時針旋轉為正 ) 水平前後為 y 軸 ( 順時針旋轉為正,逆時針旋轉為負 )。

積木組合方式和加速度計相同,只需將開始偵測下拉選單選擇「陀螺儀」,點選右上方紅色按鈕執行,就會看見三個方向轉動的角度變化呈現在網頁中,因為是瞬間角度變化,所以當停止轉動後,會看到角度逐漸回歸啟動時的數值

姿態角度

有別於陀螺儀呈現的是「瞬間」角度變化,姿態角度表現的是實際轉動的夾角,如下圖所示,將開發板 5x5 全彩點矩陣朝上,金手指接腳朝向自己,垂直上下的方向為 z 軸 ( 逆時針旋轉角度遞增,區間為 -180~180 度 ),水平左右為 x 軸 ( 順時針旋轉角度遞增,區間為 -180~180 度 ) 水平前後為 y 軸 ( 逆時針旋轉角度遞增,區間為 -180~180 度 )。

積木組合方式和加速度計相同,只需將開始偵測下拉選單選擇「姿態角度」,點選右上方紅色按鈕執行,就會看見三個方向轉動的角度變化呈現在網頁中。

磁力計

磁力計主要可以計算出開發板在地球磁場空間內的數值,但主要會取決於所在地的經緯度,目前較無法提供一個準確的數值區間參考,因此使用上建議採用加速度計、陀螺儀或姿態角度來實現應用,積木組合方式和加速度計相同,只需將開始偵測下拉選單選擇「磁力計」,點選右上方紅色按鈕執行,就會看見三個數值呈現在網頁中。

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