🟧 micro:bit 範例：陀螺儀 IMU

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這一頁是寫給完全沒寫過程式的人。5 個範例從「LED 顯示讀值」開始，一步一步做到「開車」。全部用 MakeCode 網頁版＋MBC 擴充 pxt-mbc-sensors v2 寫：切到 JavaScript 把範例貼上就能用，也可以切回積木模式看它變成哪些積木。

重要

• 擴充 pxt-mbc-sensors v2 還沒上機驗證。本頁的範例都在電腦上用 MakeCode CLI 編譯通過（V1＋V2 各一次），數值方向、就緒時間、供電等實機結果見下方「硬體關卡」的「上機待測」。
• 請用 通用 I2C 版的產品。SPIKE 版、EV3 版韌體不同，接 micro:bit 讀不到。

軟體對照表

• 聲音：V2 有內建喇叭；V1 要在 P0 接蜂鳴器或耳機才有聲音。
• 伺服／馬達：範例用 pins.servoWritePin，一顆 9g 伺服（SG90）接 P1；開車用兩顆連續旋轉伺服（FS90R 之類），左輪 P1、右輪 P2。伺服電源一律外接 4.8～6 V 電池盒，電池負極要和 micro:bit GND 接在一起（共地）；不要從 micro:bit 3V 腳推伺服。
• 積木文字：MakeCode 語言切成繁體中文，擴充的積木就是中文（例如「循行者 線位置」）；本頁表格同時列出中文積木和 JavaScript 寫法。

開始之前：硬體關卡（上機待測）

micro:bit 是 3.3 V 的板子，接 MBC 產品前每一關都要過；打「上機待測」的是擴充 v2 還沒在實機確認的項目。

讀不到值時先看：接線（SDA＝P20、SCL＝P19）→ 外接電源有沒有開 → 擴充「裝置」分類的「位址 … 的裝置就緒？」積木是不是 true。

接線（所有範例共用）

這頁會用到的數值

航向單位是度，開機或歸零時 = 0，往右轉變大、往左轉變小，轉超過一圈會一直累加（不會在 360 歸零）。「融合」航向 = 陀螺儀＋磁力計，長時間最穩。

範例 1：電子羅盤

這個範例會做什麼：把 micro:bit 和陀螺儀一起轉，LED 箭頭會反方向轉，一直指著開機時的正前方。按 A 顯示航向角度、按 B 把現在的方向設成 0。

要準備什麼

• micro:bit V1 或 V2＋USB 線
• 陀螺儀 IMU（通用 I2C 版）＋4P 線
• 把兩塊板子固定在同一塊紙板上

怎麼接：照上面的接線表：SDA → P20、SCL → P19、VCC → 3V、GND → GND。

下載程式：ex01_compass.ts（右鍵另存）→ MakeCode 新專案 → 齒輪 → 擴充 → 貼 https://github.com/contactmbcrobot/pxt-mbc-sensors → 右上切到 JavaScript → 全選刪掉原本的內容、把檔案內容貼上 → 下載，把 .hex 拖進 MICROBIT 磁碟。

程式

// 陀螺儀 × micro:bit 範例 1：電子羅盤（箭頭一直指著開機時的正前方）
// 做什麼：把 micro:bit 和陀螺儀一起轉，LED 箭頭會反方向轉，一直指著原本的正前方。按 A 顯示航向角度、按 B 把現在的方向設成 0。
// 接線：陀螺儀 SDA → P20、SCL → P19、VCC → 3V（或外接 5 V）、GND → GND。
// 準備：MakeCode 新專案 → 擴充 → 貼 https://github.com/contactmbcrobot/pxt-mbc-sensors → 切到 JavaScript 把本檔全部貼上 → 下載到 micro:bit。陀螺儀平放、開機後 2 秒不要動。
// 看到什麼：開機打勾、箭頭朝上；往右轉 90° → 箭頭指左；轉 180° → 箭頭朝下；轉回來 → 箭頭朝上。

const ARROWS = [ArrowNames.North, ArrowNames.NorthEast, ArrowNames.East, ArrowNames.SouthEast,
    ArrowNames.South, ArrowNames.SouthWest, ArrowNames.West, ArrowNames.NorthWest]   // 順時針 8 個方向
let busy = false

if (mbc.waitReady(mbc.ADDR_IMU, 3000)) {
    basic.showIcon(IconNames.Yes)
} else {
    basic.showIcon(IconNames.No)                          // 沒回應：檢查 P19／P20 和電源
}
mbc.imuZeroHeading()                                      // 現在的方向 = 0°

basic.forever(function () {
    if (busy) {
        basic.pause(100)
        return
    }
    let h = mbc.imuHeading(MbcImuHeading.Fused)           // 度，往右轉變大、往左轉變小，可超過 360
    let a = ((h % 360) + 360) % 360                       // 整理成 0~359
    let idx = Math.round(a / 45) % 8                      // 轉了幾個 45°
    basic.showArrow(ARROWS[(8 - idx) % 8], 0)             // 箭頭要往反方向指回原本的正前方
    basic.pause(50)
})

input.onButtonPressed(Button.A, function () {
    busy = true
    basic.showNumber(mbc.imuHeading(MbcImuHeading.Fused))
    busy = false
})
input.onButtonPressed(Button.B, function () {
    mbc.imuZeroHeading()
})

一步一步看懂程式

1. ARROWS：8 個箭頭，從上開始順時針排。
2. mbc.waitReady(mbc.ADDR_IMU, 3000) 打勾後 mbc.imuZeroHeading()：現在的方向 = 0°。
3. forever：h = mbc.imuHeading(Fused)；a = ((h % 360) + 360) % 360 把它整理成 0～359（負數也能處理）。
4. idx = Math.round(a / 45) % 8：轉了幾個 45°。
5. ARROWS[(8 − idx) % 8]：板子往右轉了 idx 格，原本的正前方就在左邊 idx 格，所以箭頭取反方向。
6. A：顯示航向；B：歸零。

跑起來應該看到什麼

• 開機（板子不動）：打勾、箭頭朝上。
• 往右轉 90°：箭頭指左；按 A 顯示約 90。
• 轉 180°：箭頭朝下。轉回來：朝上。
• 按 B：不管現在朝哪裡，箭頭都變成朝上。

常見問題

• 沒轉它，數字卻慢慢變？ → 陀螺儀飄移。開機時板子要靜止；放著 10 秒讓它自己校準，或按 B 歸零。
• 箭頭轉的方向跟板子一樣（沒有反過來）？ → 把 (8 − idx) % 8 改成 idx，就變成「箭頭跟著轉」的另一種羅盤。
• 開機就是 X（找不到感應器）？ → 看接線 SDA＝P20、SCL＝P19 有沒有接反；外接電源有沒有開；用鱷魚夾接的話夾子有沒有碰到旁邊的腳。
• 模擬器裡數字都是 0？ → 正常。MakeCode 模擬器沒有真的 I2C，讀到的都是 0；要看真的數值一定要下載到 micro:bit。
• V1 沒有聲音？ → V1 沒有喇叭，在 P0 和 GND 之間接蜂鳴器或耳機。

範例 2：轉彎計數＋傾斜警報

這個範例會做什麼：每轉 90° 嗶一聲、次數 +1（事件積木）；前後傾斜超過 20° → 哭臉＋低音警報；靜止不動 → 睡臉、有在動 → 笑臉。按 B 歸零。

要準備什麼

• 範例 1 的東西
• V1 另外要蜂鳴器或耳機接 P0

怎麼接：同範例 1。

下載程式：ex02_turn_alarm.ts（右鍵另存）→ MakeCode 新專案 → 齒輪 → 擴充 → 貼 https://github.com/contactmbcrobot/pxt-mbc-sensors → 右上切到 JavaScript → 全選刪掉原本的內容、把檔案內容貼上 → 下載，把 .hex 拖進 MICROBIT 磁碟。

程式

// 陀螺儀 × micro:bit 範例 2：轉彎計數＋傾斜警報
// 做什麼：每轉 90° 嗶一聲並把次數 +1；前後傾斜超過 20° → 哭臉＋低音警報；靜止不動 → 睡臉、有在動 → 笑臉。按 B 歸零。
// 接線：陀螺儀 SDA → P20、SCL → P19、VCC → 3V、GND → GND。V1 要在 P0 接蜂鳴器或耳機才有聲音（V2 有內建喇叭）。
// 準備：擴充與貼程式的方法同範例 1。
// 看到什麼：桌上慢慢轉一圈 → 嗶 4 聲、顯示 1 2 3 4；把板子前端抬高 → 哭臉＋警報；放著不動 → 睡臉。

let turns = 0

mbc.imuZeroHeading()

mbc.onImuTurned(90, function () {                         // 融合航向每累積變化 90° 觸發一次
    turns += 1
    music.playTone(Note.C5, 150)
    basic.showNumber(turns)
})

input.onButtonPressed(Button.B, function () {
    turns = 0
    mbc.imuZeroHeading()
    basic.showNumber(0)
})

basic.forever(function () {
    let p = mbc.imuPitch()                                // 俯仰角，度：前端抬高或壓低
    if (Math.abs(p) > 20) {
        basic.showIcon(IconNames.Sad, 0)
        music.playTone(Note.C, 200)                       // 低音警報
    } else if (mbc.imuFlag(MbcImuFlag.Still)) {           // 狀態旗標 b1：靜止
        basic.showIcon(IconNames.Asleep, 0)
    } else {
        basic.showIcon(IconNames.Happy, 0)
    }
    basic.pause(100)
})

一步一步看懂程式

1. mbc.imuZeroHeading() 先歸零。
2. mbc.onImuTurned(90, ...)：融合航向每累積變化 90° 執行一次 → turns + 1、Note.C5、顯示次數。
3. forever：p = mbc.imuPitch()（俯仰角）。Math.abs(p) > 20 → 哭臉＋Note.C 低音。
4. 否則 mbc.imuFlag(MbcImuFlag.Still) 是 true → 睡臉；不是 → 笑臉。
5. B：turns = 0、歸零、顯示 0。

跑起來應該看到什麼

• 桌上慢慢轉一圈：嗶 4 聲、顯示 1 2 3 4。
• 把板子前端抬高超過 20°：哭臉＋警報；放平：停。
• 放著不動 1 秒：睡臉；拿起來晃：笑臉。

常見問題

• 轉一圈嗶了 5 聲？ → 轉太快有過衝，或轉回來時也算（來回都累積）。這是「變化量」事件，不分方向。
• 傾斜警報一直響？ → 陀螺儀沒平放、或安裝軸還沒擷取（狀態 b2）。放平開機再試。

範例 3：穩定雲台（伺服永遠指著同一個方向）

這個範例會做什麼：伺服裝在陀螺儀旁邊、擺臂上貼箭頭：轉動底座，伺服會反方向轉回去，箭頭一直指著原本的方向（±90° 內）。按 A 重設「原本的方向」。

要準備什麼

• 範例 1 的東西
• 9g 伺服（SG90）×1＋紙箭頭
• 4.8～6 V 電池盒＋杜邦線
• 一塊板子把 micro:bit、陀螺儀、伺服固定在一起

怎麼接：陀螺儀同範例 1。伺服 橘（訊號）→ P1、紅 → 外接 4.8～6 V 電池正極、棕 → 電池負極，電池負極再接一條到 micro:bit GND（共地）。

下載程式：ex03_stabilize_servo.ts（右鍵另存）→ MakeCode 新專案 → 齒輪 → 擴充 → 貼 https://github.com/contactmbcrobot/pxt-mbc-sensors → 右上切到 JavaScript → 全選刪掉原本的內容、把檔案內容貼上 → 下載，把 .hex 拖進 MICROBIT 磁碟。

程式

// 陀螺儀 × micro:bit 範例 3：穩定雲台（伺服永遠指著同一個方向）
// 做什麼：伺服裝在陀螺儀旁邊、上面貼箭頭：轉動底座，伺服會反方向轉回去，箭頭一直指著原本的方向（±90° 內）。按 A 重設「原本的方向」。
// 接線：陀螺儀 SDA → P20、SCL → P19、VCC → 3V、GND → GND。伺服 橘（訊號）→ P1、紅 → 外接 4.8~6 V 電池正極、棕 → 電池負極並接 micro:bit GND。
// 準備：9g 伺服（SG90）、一塊板子把 micro:bit、陀螺儀、伺服固定在一起。
// 看到什麼：底座往右轉 45° → 伺服往左轉 45°，箭頭還是指著原方向；轉超過 90° 伺服到底就跟不上了。

mbc.imuZeroHeading()
basic.showIcon(IconNames.Yes)

basic.forever(function () {
    let h = mbc.imuHeading(MbcImuHeading.Fused)           // 往右轉為正
    let angle = Math.constrain(90 - h, 0, 180)            // 底座右轉 → 伺服左轉
    pins.servoWritePin(AnalogPin.P1, angle)
    basic.pause(20)
})

input.onButtonPressed(Button.A, function () {
    mbc.imuZeroHeading()                                  // 現在的方向當成新的 0°
    basic.showIcon(IconNames.Yes, 0)
})

一步一步看懂程式

1. mbc.imuZeroHeading()：現在的方向 = 0。
2. forever：h = 融合航向（右轉為正）。
3. angle = Math.constrain(90 − h, 0, 180)：底座右轉 h 度，伺服就轉到 90 − h（往左 h 度），箭頭還是指原方向。
4. pins.servoWritePin(AnalogPin.P1, angle) 每 20 ms 更新。
5. A：重新歸零，現在的方向變成新的基準。

跑起來應該看到什麼

• 底座往右轉 45°：伺服往左 45°，箭頭沒動。
• 轉超過 90°：伺服到底（0° 或 180°）跟不上了。
• 按 A：伺服回 90°、以現在的方向為準。

常見問題

• 伺服跟底座同方向轉？ → 伺服裝的方向相反：90 − h 改 90 + h。
• 慢慢偏掉？ → 陀螺儀飄移，按 A 歸零；靜止 10 秒讓它自動校準會改善。

範例 4：走直線（陀螺儀修正）

這個範例會做什麼：按 A 車子往前走，偏掉就用航向修回來，所以能走得很直；按 B 停。LED 顯示往哪邊修。這是所有陀螺儀機器人的基本功。

要準備什麼

• 兩輪小車：兩顆連續旋轉伺服（FS90R 之類）當輪子＋一顆萬向輪
• 陀螺儀平放在車上、絲印箭頭朝前
• 4.8～6 V 電池盒

怎麼接：陀螺儀同範例 1，平放在車上、絲印箭頭朝車頭。左輪連續旋轉伺服訊號 → P1、右輪 → P2，兩顆伺服的紅線接 4.8～6 V 電池盒正極、棕線接電池負極，電池負極再接 micro:bit GND。

下載程式：ex04_drive_straight.ts（右鍵另存）→ MakeCode 新專案 → 齒輪 → 擴充 → 貼 https://github.com/contactmbcrobot/pxt-mbc-sensors → 右上切到 JavaScript → 全選刪掉原本的內容、把檔案內容貼上 → 下載，把 .hex 拖進 MICROBIT 磁碟。

程式

// 陀螺儀 × micro:bit 範例 4：走直線（陀螺儀修正）
// 做什麼：按 A 車子往前走，偏掉就用陀螺儀的航向修回來，所以能走得很直；按 B 停。LED 顯示往哪邊修。
// 接線：陀螺儀 SDA → P20、SCL → P19、VCC → 3V、GND → GND。左輪連續旋轉伺服訊號 → P1、右輪 → P2；伺服電源 4.8~6 V 電池盒，電池負極接 micro:bit GND。
// 準備：兩輪小車，陀螺儀平放在車上（絲印箭頭朝前）。
// 看到什麼：按 A 車子直直走；用手把車頭撥歪，它會自己轉回原本的方向繼續走。

const KP = 2                                              // 偏 1° 修正 2% 速度差
let running = false

// 左輪伺服 P1、右輪伺服 P2（連續旋轉伺服）；left／right = −100~100，正 = 前進
function drive(left: number, right: number): void {
    left = Math.constrain(left, -100, 100)
    right = Math.constrain(right, -100, 100)
    pins.servoWritePin(AnalogPin.P1, Math.round(90 + left * 0.9))    // 90 = 停、180 = 全速前進、0 = 全速後退
    pins.servoWritePin(AnalogPin.P2, Math.round(90 - right * 0.9))   // 右輪裝的方向相反，所以用減的
}

input.onButtonPressed(Button.A, function () {
    mbc.imuZeroHeading()                                  // 出發方向 = 0°
    running = true
    basic.showArrow(ArrowNames.North, 0)
})
input.onButtonPressed(Button.B, function () {
    running = false
    drive(0, 0)
    basic.showIcon(IconNames.No, 0)
})

basic.forever(function () {
    if (!running) {
        basic.pause(100)
        return
    }
    let h = mbc.imuHeading(MbcImuHeading.Fused)           // 正 = 車頭偏右了
    let turn = Math.constrain(h * KP, -40, 40)
    drive(50 - turn, 50 + turn)                           // 偏右 → 左輪慢、右輪快 → 轉回左
    if (turn > 5) {
        basic.showArrow(ArrowNames.NorthWest, 0)
    } else if (turn < -5) {
        basic.showArrow(ArrowNames.NorthEast, 0)
    } else {
        basic.showArrow(ArrowNames.North, 0)
    }
    basic.pause(20)
})

一步一步看懂程式

1. function drive(left, right)：左輪 P1、右輪 P2，−100～100，正 = 前進；右輪裝反所以用減的。
2. A：mbc.imuZeroHeading() 出發方向 = 0，running = true；B：停。
3. forever：h = 融合航向，正 = 車頭偏右了。
4. turn = Math.constrain(h × KP, −40, 40)，KP = 2：偏 1° 差 2%。
5. drive(50 − turn, 50 + turn)：偏右 → 左輪慢、右輪快 → 轉回左。箭頭顯示修正方向。

跑起來應該看到什麼

• 按 A：車子直直走，比沒有陀螺儀時直很多。
• 用手把車頭撥歪 30°：箭頭指斜、車子轉回原本的方向繼續走。
• 按 B：停。

常見問題

• 左右擺動？ → KP 從 2 改 1。
• 修正方向反了（越偏越歪）？ → 陀螺儀裝反（箭頭朝後）或伺服正負相反。先跑範例 1 確認右轉時數字變大。

範例 5：走正方形（綜合）

這個範例會做什麼：按 A：直走 1.5 秒（用陀螺儀保持直線）→ 原地右轉剛好 90°（看航向，不是看時間）→ 重複 4 次回到原點；LED 顯示第幾邊。按 B 中途停。

要準備什麼

• 範例 4 的小車
• 約 1 公尺見方的空地

怎麼接：同範例 4。

下載程式：ex05_square_path.ts（右鍵另存）→ MakeCode 新專案 → 齒輪 → 擴充 → 貼 https://github.com/contactmbcrobot/pxt-mbc-sensors → 右上切到 JavaScript → 全選刪掉原本的內容、把檔案內容貼上 → 下載，把 .hex 拖進 MICROBIT 磁碟。

程式

// 陀螺儀 × micro:bit 範例 5：走正方形（綜合）
// 做什麼：按 A：直走 1.5 秒（用陀螺儀保持直線）→ 原地右轉剛好 90° → 重複 4 次回到原點，LED 顯示第幾邊；按 B 中途停。
// 接線：同範例 4（陀螺儀 P19／P20；左輪 P1、右輪 P2、伺服外接電池、共地）。
// 準備：兩輪小車＋約 1 公尺見方的空地。
// 看到什麼：按 A 車子走出一個正方形、顯示 1 2 3 4，最後停下來打勾。轉彎不足或過頭 → 把 TURN_SPEED 調小。

const SIDE_MS = 1500                                      // 每邊走多久
const TURN_SPEED = 35
let running = false

// 左輪伺服 P1、右輪伺服 P2（連續旋轉伺服）；left／right = −100~100，正 = 前進
function drive(left: number, right: number): void {
    left = Math.constrain(left, -100, 100)
    right = Math.constrain(right, -100, 100)
    pins.servoWritePin(AnalogPin.P1, Math.round(90 + left * 0.9))    // 90 = 停、180 = 全速前進、0 = 全速後退
    pins.servoWritePin(AnalogPin.P2, Math.round(90 - right * 0.9))   // 右輪裝的方向相反，所以用減的
}

// 直走 ms 毫秒，用陀螺儀保持在 target 這個航向
function straight(target: number, ms: number): void {
    let t0 = control.millis()
    while (running && control.millis() - t0 < ms) {
        let err = mbc.imuHeading(MbcImuHeading.Fused) - target
        let turn = Math.constrain(err * 2, -40, 40)
        drive(50 - turn, 50 + turn)
        basic.pause(20)
    }
}

// 原地轉到 target 航向（誤差 3° 內就停）
function turnTo(target: number): void {
    while (running) {
        let err = target - mbc.imuHeading(MbcImuHeading.Fused)   // 正 = 還要往右轉
        if (Math.abs(err) < 3) {
            break
        }
        let s = err > 0 ? TURN_SPEED : -TURN_SPEED
        drive(s, -s)                                      // 左輪前、右輪後 = 右轉
        basic.pause(20)
    }
    drive(0, 0)
    basic.pause(300)                                      // 停一下讓車身穩定
}

input.onButtonPressed(Button.A, function () {
    if (running) {
        return
    }
    running = true
    mbc.imuZeroHeading()
    let target = 0
    for (let side = 1; side <= 4; side++) {
        basic.showNumber(side)
        straight(target, SIDE_MS)
        target += 90                                      // 下一邊的航向
        turnTo(target)
    }
    drive(0, 0)
    if (running) {
        basic.showIcon(IconNames.Yes)
    }
    running = false
})
input.onButtonPressed(Button.B, function () {
    running = false
    drive(0, 0)
    basic.showIcon(IconNames.No)
})

一步一步看懂程式

1. straight(target, ms)：走 ms 毫秒，每 20 ms 用「航向 − target」修正，跟範例 4 一樣。
2. turnTo(target)：err = target − 航向，|err| < 3 就停；否則 drive(s, −s) 原地轉（err 正 → 右轉），轉到位後停 0.3 秒讓車身穩定。
3. A：歸零、target = 0；for side = 1..4：顯示邊數 → straight(target, 1500) → target += 90 → turnTo(target)。
4. 4 邊走完 drive(0, 0)、打勾。
5. B：running = false，straight 和 turnTo 的 while (running) 會馬上跳出。

跑起來應該看到什麼

• 按 A：顯示 1、直走、右轉；2、直走、右轉 … 4 邊後打勾，回到差不多原點。
• 每個角都是 90°，不會越轉越歪（因為是看航向）。

常見問題

• 轉過頭又轉回來、抖？ → TURN_SPEED 35 改 25，或 < 3 改 < 5。
• 邊長不一樣？ → 這是用時間走的，電池電壓掉會變短；改用循行者或編碼器才會準。
• 想走三角形？ → for 改 3 次、target += 120。

下一步

• 全部積木、數值和硬體說明：陀螺儀 IMU × micro:bit
• 每個數值編號的意思：指令參考
• 擴充原始碼與回報問題：https://github.com/contactmbcrobot/pxt-mbc-sensors