microbit教程 两块microbit之间的无线传输复杂数据---重力感应器遥控小车

一。问题描述

      

 

        用一块microbit作为主控板，板载陀螺仪（重力感应器）,可以用来前后旋转，左右滚动,得到不同水平方向(X轴,Y轴)的数据。两块主板之间通过2.4G方式通信，另一块板将X轴,Y轴数据接收后，控制小车左右轮的前进，后退，转弯等动作。

        1.先看发送端重力感应器数据的获取与发送

            

            将microbit水平放置：

            从左到右为X轴，角度为0。

            从上到下为Y轴，角度为0.

                X轴的偏转角度量，即沿Y轴旋转,为横滚。如下图：

                 

               

           沿Y轴逆时针旋转（向左）为负值。实际值在-90----0之间。

         

          沿Y轴顺时针旋转（向右）为正值。实际值在0----90之间。

         即沿着轴向箭头方向的数值为正，反方向为负。同理实测，Y轴前翻为负值，后翻为正值。

         发送端代码如下：

         

        无线设置组，即无线的通信频道，值在0-255。

        用无线循环的方式，将重力加速度的水平方向上的X轴与Y轴数据不停的发送出去。距离10米，最远50米。

        2。接收端代码与问题如下：

             <1>在无线接程序块中，接收只能使用一次。即全局的接收一直在进行，但程序块只能调用一次。     

           

                 

          <2>那如何在一次的代码中同时接收x和y两个数据呢？

         

          在发送端，可以看到，发送数据类型为纯数字，名称=值，字符串。没有其它复杂数据类型，比如json数据，数组之类的。

         

           接收端的方式所以也很简单，对应的接收纯数字，名称=值，字符串。

         如果只接收X轴或者只接收Y轴，失去了用X轴和Y轴偏移角度共同遥控小车转弯的目地。只能前进，后退，转弯。而不是在前进的过程中，根据X轴的角度，适当向左或向右偏转。

        这就是问题重现的重点：

        两块microbit之间如何无线传输复杂数据????

二，解决思路与方案：

       1 ，数位拼接与拆分

           举例：

          

        用数位的多少来表示。比如x=12,y=56,表示出来就是012  056，计算方式为合成数M=X*1000+Y.

        拆解方案为M/1000求余数，余数就是Y的值。X的值用合成数去掉Y的值，X=M-Y即可得到。

       现在的问题是，用多少数位来表示每个坐标轴上的值呢？2位，还是4位？？

       这要看发送端的x,y分别占用几位。测试方法很简单，用microbit主板自带的led阵列显示一下，看看用了几位数。

     . 

       经实际测试，角度占位为整数，值在-90-90之间。

      现在可以用2位数方法10x+y方式拼接了吗？？不可以！

      还要考虑负值对值的影响。

     解决方法很简单，分别加上90，让X,Y轴的值都大于0，值变成0-180之简。很明显，我们最少需要用3位数来表示一个值。

     发送端代码如下：

    

   对于接收端，需要做两件事：

     一是把合成数值正确拆分，二是将拆分后的值正确驱动左右两个电机工作。

     先看合成数值拆分： 

     

     合成数值除以1000，求得余数，再减掉90，才是Y轴的正确偏转角度值。

     合成数值去掉y的值，除以1000，再减掉90，才是X轴的正确偏转角度值。

     xy的值接收成功并正确拆分后，电机工作部分可根据需求制作。

     我的设计思路如下：

             1。左右转弯时，X轴的左右旋转需要一个间隙，比如10度的量。不能稍微一倾斜小车就左右动，类似汽车方向盘的转动间隙。代码如下：

             

             Y轴的偏转角度，为负值是前进，取绝对值作为电机速度。

             正值时倒退。

           2.  前进过程中左转与右转

                

            看着密密麻麻，其实思路很简单。

           小车在直行前进过程中，如果水平左转了30度，左转角度在90度直角内所占角度比例为30除以90,左轮以当前前进速度为基准，降低速度，实出左转。所降速度为30/90.也就是说,

           microbit板左旋几度，左轮就降低多少速度，降低的速度与当前速度为基准，与左旋角度成正比。

          3.  后退过程中左转与右转

             

     经过实测，遥控成功。

    接收端项目分享地址为： https://makecode.microbit.org/_APFVtycpr7jL

   2。字符串拼接与拆分

         发送端将数字拼成字符串发送,

        

        

   接收端拆解字符串，并转换成数字

       

        从目前的编程代码看，还不具备比较强大的字符解析能力。如果字符串里的值是-60是三位数，50是位数。

      接收端取值很显然是失败的。不能在2位数与3位数之间正确取值。

      这就要求发送端统一数据位数。方法很简单，在 x,y数据中加入一下量，让它们的值都变成三位数，且为正。减少干扰。

       x+90+100,y+90+100.

      加90，所有值都为正，再加100，不会存在2位数了。接收端以3位字符串依次分解，减掉附加上去的常量，就得到了正确值。

三。总结

       

 

      1 积木式编程，在复杂的问题解决中，依然是数学问题。数学逻辑真接体现了解决问题的能力。

      2 microbit作为入门级编程，不是简单的玩具。从某些扩展功能看，提供了更高级，更深奥的拓展能力。