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掌控板之板载加速度计

2021-07-01

电脑报 2021年12期
关键词:方向水平功能

雖然我们已经用掌控板完成了不少作品,但它还有不少好用的功能等着我们去发掘呢。掌控板的背面藏着一块板载加速度计,可以用来测试加速度传感器的数值。

加速度传感器是一种能够感受加速度并转换为输出信号的电子设备。在地球上物体自由下落因重力产生的加速度称为重力加速度,重力G可表示为G=mg,m是物体质量,g表示重力加速度,通常g取9.80 m/s2,通常说飞行员能承受几个g就是指这个重力加速度。

在地球上某点的重力加速度是常量,但我们对掌控板施加外力产生的加速度就是变量了,掌控板可以帮我们读取自身X、Y、Z三个轴向上的加速度值,单位是mg。用Mind+对掌控板编程,显示三轴当前的加速度值(图1)。

当掌控板水平放置屏幕朝上时,Z值最小,接近-1000;当掌控板水平左短边侧立时,Y值最小,接近-1000;当掌控板长边侧立按键在上时,X值最大,约为1000。

大家想想为什么会这样呢?因为掌控板的加速度芯片受到重力加速度影响,向下的方向是1g的加速度,因此:当板子水平放置时,Z轴就会受到1000mg左右的重力加速度。同理板子竖直放置时,X轴有1000mg左右加速度,侧立放置时,Y轴有1000mg左右加速度(图2)。

知道了加速传感器这些特性有什么作用呢?它可以用来感知掌控板的位置状态,当知道XYZ三个方向上的加速度时,通过三个方向上的分力,即可得知板子的状态。当板子处于静止的状态时,合力也就是重力,加速度总是朝下的,当板子甩起来的时候,掌控板对应方向就会出现加速度增加或者减少的情况了,这个时候就可以得知掌控板是静止还是运动(之前介绍过的水平仪就是利用这个原理实现的)。……

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