本文件介绍了陀螺仪和3轴加速度计在cyberpi平台上的应用，涉及其基本工作原理、指令、及如何设计和控制自走车。文中包含了对陀螺仪的角度测量、状态检测和校正方法的详细说明，以及通过加速度计实现的运动控制功能。最后，提供了参考程序及功能要求，帮助用户进行有效的编程和实验。

1. 陀螺儀與3軸加速度計應用
Revised on November 15, 2022
 陀螺儀積木指令
 設計指北車
 設計體感控制自走車
 3軸加速度計積木指令
 設計手搖驅動自走車

2.  CyberPi 內建陀螺儀 (Gyroscope) 及3軸加速度計
陀螺儀和3軸加速度計
陀螺儀和3軸加速度計
2

3.  陀螺儀 (Gyroscope) 是航空和航海上航行姿態最方便實用的參考儀錶，
它可量測物體在三個軸向的偏轉角度值
陀螺儀讀值
俯仰角 (Pitch)
滾動角 (Roll)
偏航角 (Yaw)
X (Pitch)
-90°~90 °
Z (Yaw)
-180°~180°
Y (Roll)
-180°~180°
正值
負值
負值
負值
正值
正值
3

4.  檢測陀螺儀狀態
陀螺儀積木指令 1/2
向前傾斜 (Tilted forward) 向後傾斜 (Tilted backward)
向左傾斜 (Tilted to the left) 向右傾斜 (Tilted to the right)
螢幕面朝上 (Screen faces up) 螢幕面朝下 (Screen faces down)
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5.  讀取陀螺儀角度值
 將陀螺儀角度值歸零
陀螺儀積木指令 2/2
5
X (俯仰角)
-90°~90°
Z (偏航角)
-180°~180°
Y (滾動角)
-180°~180°
正值
負值
負值
負值
正值
正值

6. 陀螺儀測試 1/2
 功能要求
 按下 CyberPi 按鍵 A 使陀螺儀角度值歸零
 在 CyberPi LCD 顯示陀螺儀三軸狀態值
Gyroscope 角度
X(俯仰) 0
Y(滾動) 0
Z(偏航) 0
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7.  參考程式
陀螺儀測試 2/2
7

8.  功能要求
 將 mBot2 朝向正北方，然後按下 CyberPi 按鍵 B 校正陀螺儀
 將 mBot2 任意轉向其他方位，mBot2 會自動轉向朝向正北方
 按下 CyberPi 按鍵 A，停止動作
設計指北車 1/3
北 北
8

9.  參考程式
 建立 yaw 變數
 新增「Yaw偏航角」積本指令
設計指北車 2/3
9

10. 設計指北車 3/3
10

11.  功能要求
 CyberPi 平放，按下 CyberPi 按鍵 B 校正陀螺儀
 將 CyberPi 向前傾，使 mBot2 前進
 將 CyberPi 向後仰，使 mBot2 後退
 將 CyberPi 向右傾斜，使 mBot2 右彎前進
 將 CyberPi 向左傾斜，使 mBot2 左彎前進
 按下 CyberPi 按鍵 A，使 mBot2 停止
設計體感控制自走車 1/7
11

12.  mBot2端參考程式
設計體感控制自走車 2/7
12

13. 設計體感控制自走車 3/7
13

14.  CyberPi 端參考程式
 建立 cmd 變數
 新增積木指令
設計體感控制自走車 4/7
14

15. 設計體感控制自走車 5/7
15

16. 設計體感控制自走車 6/7
16

17. 設計體感控制自走車 7/7
17

18.  3軸加速度計 (Accelerometer) 透過測量的元件在某個軸向的受力大小，
也就是三軸運動的情況
 檢測3軸加速度計動作
3軸加速度計積木指令 1/4
18

19.  向上揮動 (Waved up)
 向左揮動 (Waved to the left)
 向下揮動 (Waved down)
 向右揮動 (Waved to the right)
3軸加速度計積木指令 2/4
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20.  順時針旋轉 (Rotated clockwise)
 自由掉落 (Falling down)
 逆時針旋轉 (Rotated
counterclockwise)
 搖晃 (Shaken)
3軸加速度計積木指令 3/4
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21.  讀取揮動角度值
 讀取揮動速度 (0~100)
 讀取搖晃力道 (0~100)
3軸加速度計積木指令 4/4
-90° 90°
0°
180°
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22.  功能要求
 晃動 CyberPi 驅動 mBot2 前進，晃動速度愈快，mBot2 速度愈快
 按下 CyberPi 按鍵 A，使 mBot2 停止
設計手搖驅動自走車 1/4
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23.  mBot2端參考程式
設計手搖驅動自走車 2/4
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24. 設計手搖驅動自走車 3/4
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25.  CyberPi 端參考程式
 建立 speed 變數
設計手搖驅動自走車 4/4
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