情景描述

“要是你在野外迷了路”是我们熟知的这篇小学课文中介绍了四种天然的指南针,地球磁场是一种更重要的天然指南针。本课我们将学习如何利用好搭bit内置的电子罗盘,制作一个便捷的手持指南针。

知识与概念

电子罗盘

罗盘是中国古代四大发明之一。它利用地球磁场指示方向,在航海上有着广泛应用。如今,电子技术的发展催生了小巧的电子罗盘,好搭bit内部就集成了这样的磁阻传感器芯片,使它具备识别方向的功能。

地球磁场

地球磁场分布在地球周围空间,磁南极指向地理北极附近,磁北极指向地理南极附近。赤道附近磁场水平,两极附近则与地表垂直,两极磁场强,赤道磁场弱。

作品制作

作品描述

指南针利用好搭bit的电子罗盘和数码管,指示方向;搭配乐高积木搭建外形,点阵屏显示方向字母,打造一款智能指南针。

硬件连接

将模块连接好搭bit:数码管连接”I2C”端口;接着将好搭bit连接计算机,进入下载模式。

校准电子罗盘

使用电子罗盘前需要先校准。将”校准指南针”指令放在”当开机时”指令中。

为便于操作,可添加两个”显示字符串”指令,在校准过程前后提示操作者开始和完成校准。具体程序如下图:

校准步骤:

  1. 运行上述程序。
  2. 点阵屏显示”GO!”时,倾斜好搭bit点亮所有点阵屏。
  3. 点阵屏显示”YES”时,校准完成。

在数码管上显示方向角度值

结合数码管指令和”指南针朝向角度”指令,并加入”暂停”指令,让角度数更清晰显示,具体程序如下:

要探索大自然的指南针,我们将从好 搭 bit 开始,顺时针或逆 时针旋转它,并观察点阵屏上的角度值。

在点阵屏上呈现方向字母

电子罗盘显示的角度值以顺时针方向从 0 度到 360 度递增。正 北方为 0 度,正 东方为 90 度,正 南方为 180 度,正 西方为 270 度。采用显示四个方向英文字母的方式:E(东)、S(南)、W(西)、N(北),能让指南针更直观地显示方向。

要在点阵屏上呈现这些表示方向的字母,首先需要创建一个变量(angle)来保存角度值,然后根据变量值进行判断、显示相应的字母。这可以通过结合“如果否则”指令、“比较”指令和“显示字符串”指令来实现。当角度值(即变量 angle)大于 45 度小于等于 135 度,点阵屏显示“E”。当大于 135 度小于等于 225 度,显示“S”。当大于 225 度小于等于 315 度,显示“W”。其他情况下,显示“N”。具体程序如下:

欢迎尝试:以上程序只能判断、显示四个方向。如何修改程序来增加“東南”、“西南”、“西北”、“东北”的判断、显示?

延伸思考

你能否使用其他传感器让指南针更智能、更有趣?比如加入 RGB 灯,让它在不同方向显示不同颜色,实现更直观的显示。不妨尝试一下!

我的想法是:_________________________________________________________________________

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需要注意的事项:___________________________________________________________________

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