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測距者 2 路 × Arduino 範例

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這一頁有 6 個產品範例+3 個共用範例,從「確認接好了沒」一路做到「用 mm 精準停車」。每個範例都可以直接複製、上傳,程式裡每一行都有中文說明。完全沒寫過程式也沒關係,照順序一個一個做就好。

提示

第一次用 Arduino?先看 🔰 第一次用 Arduino:從零開始,15 分鐘學會安裝軟體、上傳程式、看結果。

下載全部範例(ZIP) 下載共用命令範例(ZIP)

接線(所有範例都一樣)

感應器 Arduino UNO / Nano ESP32 Arduino UNO R4
VCC 5V 5V(VIN) 5V
GND GND GND GND
SDA A4 GPIO 21 SDA
SCL A5 GPIO 22 SCL

圖:/images/figures/tof2/wiring-uno.svg

重要

  • 請用 通用 I2C 版 的測距者 2 路。SPIKE 版、EV3 版的韌體不同,不能直接接 Arduino。
  • 兩顆雷射開機初始化要 1~3 秒,每個範例一開始都會先等 F3 就緒。
  • 「左、右」是感應器裝在車頭(雷射朝前)、你站在車子後面往前看的左右(左=J5、右=J3);面對感應器看會剛好相反。
  • 接線前先拔掉 USB 線。

指令總覽表(協議 v2)

感應器像一排有編號的「格子」,每一格放一個 16 位元的數字(int16,小端)。讀法:寫 [編號] → 等 2 ms → 讀 2×k 個 byte,就能從那個編號起一次拿到連續 k 格(k ≤ 16)。沒有的編號會回 -32768。門牌號碼(I2C 位址)是 0x29。

編號 名稱 範圍 / 單位 說明 出現在
01 左距離 0~120 cm 左邊那顆的距離;120 = 前面沒東西/那顆失效 範例 2、3
02 右距離 0~120 cm 右邊那顆的距離;120 = 沒東西/失效 範例 2、3
03 較近距離 0~120 cm 左右兩顆取較近的 範例 3、5
04 左距離 0~1200 mm 左邊那顆,精細到 1 mm;1200 = 沒東西/失效 範例 2、4
05 右距離 0~1200 mm 右邊那顆,精細到 1 mm 範例 2、4
06 初始化位元圖 0~3(bit) bit0 = 左、bit1 = 右,1 = 那顆開機初始化成功;3 = 兩顆都好 範例 2、6
07 故障位元圖 0~3(bit) bit0 = 左、bit1 = 右,1 = 那顆目前失效(讀失敗或 200 ms 沒更新) 範例 2、6
08 左右平均 0~1200 mm (左 mm + 右 mm) / 2;跟 EV3 模式 3、SPIKE 模式 6 一致 範例 2、4
F0 裝置 ID — 低 byte = 出廠位址 0x29、高 byte = 2(雷射顆數) 範例 1、共用 2、共用 3
F1 協議版本 2 這份範例照版本 2 寫 範例 1
F2 韌體版本 主×100+次 例 102 = 1.2 範例 1
F3 狀態旗標 bit b0 就緒(兩顆都初始化完)、b1 任一顆失效 範例 1、6
F4 更新序號 0~255 每 10 ms +1,一直跳 = 感應器活著 共用 2
F5 開機秒數 0~32767 秒 變小 = 重開機過 範例 1、共用 2
F8 換 I2C 位址(命令) [新位址][取反] [F8][00][FF] = 回出廠;重開機後生效 共用 1
EF 重新開機(命令) [A5] 送 [EF][A5] 共用 1、共用 2

測距者 2 路沒有產品專用的寫入命令(E0~EE)。


範例總覽

# 範例 學會什麼 另外要準備
1 跟感應器打招呼 確認接線正確,讀 F0~F3 身分證與狀態 無
2 一次看完所有讀值 整張值表 01~08 每一格是什麼 你的手
3 左邊近還是右邊近? 01/02/03 三格,畫長條 一個盒子
4 用 mm 精準停車(進階) 04/05/08 mm,到 200 mm 剛好停 兩輪小車、L298N 馬達驅動板
5 倒車雷達警報 用 03 較近距離控制燈與蜂鳴器 蜂鳴器(可不接)
6 雷射健康檢查 06/07 初始化與故障位元圖、F3 無
共 1 換 I2C 位址 F8 換位址/回出廠、EF 重開機 無
共 2 身分證+重新開機 F0~F5 六格共用暫存器 無
共 3 掃描線上裝置 掃 0x08~0x77、用 F0 認產品 無

提示

建議順序:1 → 2 → 3 → 6 → 5 → 4。 先確認接好(1),看懂每一格(2),再做應用。


1️⃣ 跟感應器打招呼

做什麼: 確認感應器接好了,並讀出它的身分證:F0 裝置 ID(出廠位址+雷射顆數)、F1 協議版本、F2 韌體版本、F3 狀態旗標逐 bit 用中文印出來。每次接新的感應器,都先跑這一個。

步驟:

  1. 照上面的表格接好 4 條線,USB 插上電腦。
  2. 複製下面的程式,貼到 Arduino IDE,按 → 上傳。
  3. 打開序列埠監控窗(右上角放大鏡),速度選 115200。

下載 tof2_01_hello.ino

/*
 * 測距者 2 路 × Arduino 範例 1:跟感應器打招呼
 * ------------------------------------------------------------
 * 這個範例會做什麼?
 *   確認感應器有沒有接好。接好了,會印出它的身分證(裝置 ID、協議版本、
 *   韌體版本)和目前狀態(兩顆雷射是不是都正常)。
 *   每次接新感應器,都建議先跑這個範例。
 *
 * 你需要:測距者 2 路(通用 I2C 版)、Arduino UNO/Nano/UNO R4 或 ESP32。
 *
 * 接線:
 *   感應器 VCC → 5V      感應器 GND → GND
 *   感應器 SDA → A4      感應器 SCL → A5         (UNO / Nano)
 *   UNO R4 接 SDA / SCL 腳;ESP32 接 GPIO 21 (SDA) / GPIO 22 (SCL)
 *
 * 怎麼看結果:
 *   上傳後,打開「序列埠監控窗」,速度選 115200。
 */

#include <Wire.h>                        // Arduino 內建的 I2C 通訊工具,用來跟感應器講話

const uint8_t ADDR = 0x29;               // 測距者的「門牌號碼」(I2C 位址),2 路與 8 路都是 0x29
const int16_t MBC_NONE = -32768;         // 「沒有這個值/讀不到」的代號

// 小幫手的宣告(實作在檔案最下面);mbcWrite 的參數可以省略
bool mbcWrite(uint8_t addr, uint8_t id, const uint8_t *p = NULL, uint8_t n = 0);

void setup() {
  Serial.begin(115200);                  // 打開跟電腦講話的通道,速度 115200
  mbcBegin();                            // 準備好 I2C 通訊(小幫手在檔案最下面)
  delay(500);                            // 等感應器開機 0.5 秒

  Serial.println(F("=== 測距者 2 路:跟感應器打招呼 ==="));
  Serial.println(F("等兩顆雷射開機(最多 4 秒)..."));

  // 等感應器說「我準備好了」(狀態旗標 F3 的 bit0 = 兩顆都初始化完),最多等 4 秒
  if (!mbcWaitReady(ADDR, 4000)) {
    Serial.println(F("找不到感應器!請檢查:"));
    Serial.println(F("  1. SDA 接 A4、SCL 接 A5(ESP32:21 / 22),有沒有接反?"));
    Serial.println(F("  2. VCC 接 5V、GND 接 GND,有沒有插緊?"));
    Serial.println(F("  3. 你的感應器是「通用 I2C 版」嗎?(SPIKE 版、EV3 版不能接 Arduino)"));
    while (true) {}                      // 找不到就停在這裡
  }

  // ---- F0 裝置 ID:低 byte = 出廠位址、高 byte = 雷射顆數 ----
  int16_t id = mbcRead(ADDR, 0xF0);
  uint8_t factoryAddr = (uint8_t)(id & 0xFF);        // 出廠位址(換過位址也不變)
  uint8_t sensors     = (uint8_t)((id >> 8) & 0xFF); // hw[0] = 幾顆雷射
  Serial.print(F("找到了!出廠位址 0x"));
  Serial.print(factoryAddr, HEX);
  Serial.print(F(",雷射數量 "));
  Serial.print(sensors);                 // 測距者 2 路 = 2
  Serial.println(F(" 顆"));

  // ---- F1 協議版本(這份範例是照版本 2 寫的) ----
  Serial.print(F("協議版本:"));
  Serial.println(mbcRead(ADDR, 0xF1));

  // ---- F2 韌體版本:主版×100 + 次版(例如 102 = 1.2) ----
  int16_t fw = mbcRead(ADDR, 0xF2);
  Serial.print(F("韌體版本:"));
  Serial.print(fw / 100);
  Serial.print('.');
  Serial.println(fw % 100);

  // ---- F3 狀態旗標:一個 bit 代表一件事 ----
  int16_t st = mbcRead(ADDR, 0xF3);
  Serial.println(F("目前狀態:"));
  Serial.print(F("  bit0 就緒        ")); Serial.println((st & 0x01) ? F("是(兩顆都初始化完)") : F("否"));
  Serial.print(F("  bit1 任一顆失效  ")); Serial.println((st & 0x02) ? F("是!(看範例 6 查哪一顆)") : F("否(兩顆都正常)"));

  // ---- F5 開機秒數 ----
  Serial.print(F("開機秒數:"));
  Serial.println(mbcRead(ADDR, 0xF5));

  Serial.println(F("接線正確,可以開始玩其他範例了!"));
}

void loop() {
  // 這個範例只要在開機時檢查一次,所以 loop 裡什麼都不做
}

// ============================================================
// 以下是「通訊小幫手」(MBC I2C 協議 v2):負責跟感應器講話。
// 所有 MBC 範例都一樣,不用改,也不用看懂。
//   讀法:寫 [編號] → 等 2 ms → 讀 2×k 個 byte = 從該編號起連續 k 個 int16(小端)
//   沒有這個編號(空號)時感應器回 -32768(MBC_NONE)
// ============================================================

// 開始 I2C 通訊(setup 裡呼叫一次)
// UNO/Nano:SDA=A4、SCL=A5;UNO R4:SDA/SCL 腳;ESP32:預設 GPIO21(SDA)/22(SCL)
void mbcBegin() {
  Wire.begin();
#if defined(WIRE_HAS_TIMEOUT)
  Wire.setWireTimeout(25000, true);      // 線沒接好時,不會讓 Arduino 當機卡住
#endif
}

// 從位址 addr 的感應器,由編號 id 起連續讀 k 個值(1~16)放進 out。全部讀到回傳 true
bool mbcReadMany(uint8_t addr, uint8_t id, uint8_t k, int16_t *out) {
  if (k < 1) k = 1;
  if (k > 16) k = 16;                    // 一次最多 16 個值(32 byte,Wire 緩衝區上限)
  Wire.beginTransmission(addr);
  Wire.write(id);                        // 告訴感應器:我要從第 id 號開始讀
  if (Wire.endTransmission() != 0) return false;
  delay(2);                              // 等 2 ms 再讀(ESP32 型的產品一定要等)
  uint8_t n = (uint8_t)(2 * k);
  if (Wire.requestFrom(addr, n) != n) return false;
  for (uint8_t i = 0; i < k; i++) {
    uint16_t lo = Wire.read();           // 先來的是低位元組
    uint16_t hi = Wire.read();           // 再來高位元組(小端)
    out[i] = (int16_t)(uint16_t)(lo | (hi << 8));
  }
  return true;
}

// 讀一個值。讀不到(沒接好)回傳 MBC_NONE
int16_t mbcRead(uint8_t addr, uint8_t id) {
  int16_t v;
  return mbcReadMany(addr, id, 1, &v) ? v : MBC_NONE;
}

// 送命令:寫 [id][參數…]。p 指向參數、n = 參數幾個 byte(沒參數就不填)。成功回傳 true
bool mbcWrite(uint8_t addr, uint8_t id, const uint8_t *p, uint8_t n) {
  Wire.beginTransmission(addr);
  Wire.write(id);
  for (uint8_t i = 0; i < n; i++) Wire.write(p[i]);
  return Wire.endTransmission() == 0;
}

// 等感應器準備好(狀態旗標 F3 的 bit0 = 1),最多等 ms 毫秒。準備好了回傳 true
bool mbcWaitReady(uint8_t addr, uint16_t ms) {
  unsigned long start = millis();
  while (millis() - start < ms) {
    int16_t f = mbcRead(addr, 0xF3);
    if (f != MBC_NONE && (f & 1)) return true;
    delay(50);
  }
  return false;
}

你會看到:

=== 測距者 2 路:跟感應器打招呼 ===
等兩顆雷射開機(最多 4 秒)...
找到了!出廠位址 0x29,雷射數量 2 顆
協議版本:2
韌體版本:2.0
目前狀態:
  bit0 就緒        是(兩顆都初始化完)
  bit1 任一顆失效  否(兩顆都正常)
開機秒數:5
接線正確,可以開始玩其他範例了!

注意

「通訊小幫手」是什麼? 每個範例最下面都有一段一模一樣的程式,負責跟感應器「講話」。你不用改它,也不用看懂。只要記得:

  • mbcRead(位址, 編號):讀一格,讀不到回 MBC_NONE(−32768)
  • mbcReadMany(位址, 起始編號, 幾格, 陣列):從起始編號一次讀連續幾格(最多 16),全部來自同一瞬間
  • mbcWrite(位址, 命令, 參數, 參數幾個):送命令,沒參數時後兩個可以不寫
  • mbcWaitReady(位址, 最多等幾毫秒):等 F3 bit0 就緒

2️⃣ 一次看完所有讀值

做什麼: 每 0.5 秒用一次 mbcReadMany 把 01~08 整張值表印出來。先在這裡認識每一格,之後的範例只是各挑幾格來用。

下載 tof2_02_all_values.ino

/*
 * 測距者 2 路 × Arduino 範例 2:一次看完所有讀值
 * ------------------------------------------------------------
 * 這個範例會做什麼?
 *   把感應器「整張值表」每 0.5 秒印一次:
 *     01 左 cm、02 右 cm、03 較近 cm、04 左 mm、05 右 mm、
 *     06 初始化位元圖、07 故障位元圖、08 左右平均 mm。
 *   之後的範例只是各挑其中幾格來用,先在這裡把每一格認識一遍。
 *
 * 你需要:測距者 2 路(通用 I2C 版)+ 你的手或一個盒子。
 *
 * 接線:
 *   感應器 VCC → 5V      感應器 GND → GND
 *   感應器 SDA → A4      感應器 SCL → A5         (UNO / Nano)
 *   UNO R4 接 SDA / SCL 腳;ESP32 接 GPIO 21 (SDA) / GPIO 22 (SCL)
 *
 * 怎麼看結果:
 *   序列埠監控窗 115200。拿手在左邊、右邊的雷射前面移動。
 *
 * 小提醒:
 *   01~08 編號連續,一次讀 8 個值(mbcReadMany),保證是同一瞬間的值。
 *   120 cm/1200 mm = 前面沒東西(或那顆失效)。
 */

#include <Wire.h>

const uint8_t ADDR = 0x29;               // 測距者的門牌號碼(I2C 位址)
const int16_t MBC_NONE = -32768;         // 「沒有這個值/讀不到」的代號

bool mbcWrite(uint8_t addr, uint8_t id, const uint8_t *p = NULL, uint8_t n = 0);

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  mbcBegin();
  delay(500);
  if (!mbcWaitReady(ADDR, 4000)) {
    Serial.println(F("找不到感應器,請先跑範例 1 檢查接線。"));
    while (true) {}
  }
  Serial.println(F("準備好了!拿手在左右兩顆雷射前面移動看看。"));
}

void loop() {
  int16_t a[8];                          // 放 01~08 這 8 格
  if (!mbcReadMany(ADDR, 0x01, 8, a)) { Serial.println(F("讀不到")); delay(500); return; }

  Serial.println(F("---------------------------------------"));
  Serial.print(F("01 左距離     ")); Serial.print(a[0]); Serial.println(F(" cm   (0~120,120 = 沒東西)"));
  Serial.print(F("02 右距離     ")); Serial.print(a[1]); Serial.println(F(" cm"));
  Serial.print(F("03 較近距離   ")); Serial.print(a[2]); Serial.println(F(" cm   (左右取比較近的那個)"));
  Serial.print(F("04 左距離     ")); Serial.print(a[3]); Serial.println(F(" mm   (0~1200,比 cm 精細 10 倍)"));
  Serial.print(F("05 右距離     ")); Serial.print(a[4]); Serial.println(F(" mm"));
  Serial.print(F("06 初始化位元圖 ")); Serial.print(a[5]); Serial.println(F("     (bit0 左、bit1 右;3 = 兩顆都開機成功)"));
  Serial.print(F("07 故障位元圖   ")); Serial.print(a[6]); Serial.println(F("     (bit0 左、bit1 右;0 = 都正常)"));
  Serial.print(F("08 左右平均   ")); Serial.print(a[7]); Serial.println(F(" mm   ((左 mm + 右 mm) / 2)"));

  delay(50);                             // 讀完值歇一下
  delay(450);                            // 每 0.5 秒更新一次,比較好看
}

// ============================================================
// 以下是「通訊小幫手」(MBC I2C 協議 v2):負責跟感應器講話。
// 所有 MBC 範例都一樣,不用改,也不用看懂。
//   讀法:寫 [編號] → 等 2 ms → 讀 2×k 個 byte = 從該編號起連續 k 個 int16(小端)
//   沒有這個編號(空號)時感應器回 -32768(MBC_NONE)
// ============================================================

// 開始 I2C 通訊(setup 裡呼叫一次)
// UNO/Nano:SDA=A4、SCL=A5;UNO R4:SDA/SCL 腳;ESP32:預設 GPIO21(SDA)/22(SCL)
void mbcBegin() {
  Wire.begin();
#if defined(WIRE_HAS_TIMEOUT)
  Wire.setWireTimeout(25000, true);      // 線沒接好時,不會讓 Arduino 當機卡住
#endif
}

// 從位址 addr 的感應器,由編號 id 起連續讀 k 個值(1~16)放進 out。全部讀到回傳 true
bool mbcReadMany(uint8_t addr, uint8_t id, uint8_t k, int16_t *out) {
  if (k < 1) k = 1;
  if (k > 16) k = 16;                    // 一次最多 16 個值(32 byte,Wire 緩衝區上限)
  Wire.beginTransmission(addr);
  Wire.write(id);                        // 告訴感應器:我要從第 id 號開始讀
  if (Wire.endTransmission() != 0) return false;
  delay(2);                              // 等 2 ms 再讀(ESP32 型的產品一定要等)
  uint8_t n = (uint8_t)(2 * k);
  if (Wire.requestFrom(addr, n) != n) return false;
  for (uint8_t i = 0; i < k; i++) {
    uint16_t lo = Wire.read();           // 先來的是低位元組
    uint16_t hi = Wire.read();           // 再來高位元組(小端)
    out[i] = (int16_t)(uint16_t)(lo | (hi << 8));
  }
  return true;
}

// 讀一個值。讀不到(沒接好)回傳 MBC_NONE
int16_t mbcRead(uint8_t addr, uint8_t id) {
  int16_t v;
  return mbcReadMany(addr, id, 1, &v) ? v : MBC_NONE;
}

// 送命令:寫 [id][參數…]。p 指向參數、n = 參數幾個 byte(沒參數就不填)。成功回傳 true
bool mbcWrite(uint8_t addr, uint8_t id, const uint8_t *p, uint8_t n) {
  Wire.beginTransmission(addr);
  Wire.write(id);
  for (uint8_t i = 0; i < n; i++) Wire.write(p[i]);
  return Wire.endTransmission() == 0;
}

// 等感應器準備好(狀態旗標 F3 的 bit0 = 1),最多等 ms 毫秒。準備好了回傳 true
bool mbcWaitReady(uint8_t addr, uint16_t ms) {
  unsigned long start = millis();
  while (millis() - start < ms) {
    int16_t f = mbcRead(addr, 0xF3);
    if (f != MBC_NONE && (f & 1)) return true;
    delay(50);
  }
  return false;
}

你會看到:(手放在左邊 30 公分,右邊沒東西)

---------------------------------------
01 左距離     30 cm   (0~120,120 = 沒東西)
02 右距離     120 cm
03 較近距離   30 cm   (左右取比較近的那個)
04 左距離     304 mm   (0~1200,比 cm 精細 10 倍)
05 右距離     1200 mm
06 初始化位元圖 3     (bit0 左、bit1 右;3 = 兩顆都開機成功)
07 故障位元圖   0     (bit0 左、bit1 右;0 = 都正常)
08 左右平均   752 mm   ((左 mm + 右 mm) / 2)

提示

試試看: 用一張紙斜著放在兩顆雷射前面,看 04 和 05 差多少——這就是測「牆壁斜不斜」的方法。


3️⃣ 左邊近還是右邊近?

做什麼: 讀 01 左 cm、02 右 cm、03 較近 cm 三格,把兩顆的距離畫成兩條長條,並說出東西在哪一邊比較近。左右以感應器朝前、從背後看為準(左=J5、右=J3)。

準備: 一個盒子或你的手。

下載 tof2_03_left_right.ino

/*
 * 測距者 2 路 × Arduino 範例 3:左邊近還是右邊近?
 * ------------------------------------------------------------
 * 這個範例會做什麼?
 *   讀「01 左 cm」「02 右 cm」「03 較近 cm」三格,把兩顆雷射的距離畫成兩條長條,
 *   並告訴你東西在哪一邊比較近。這是避障、找對手最常用的三格。
 *
 * 你需要:測距者 2 路(通用 I2C 版)+ 一個盒子或你的手。
 *
 * 接線:
 *   感應器 VCC → 5V      感應器 GND → GND
 *   感應器 SDA → A4      感應器 SCL → A5         (UNO / Nano)
 *   UNO R4 接 SDA / SCL 腳;ESP32 接 GPIO 21 (SDA) / GPIO 22 (SCL)
 *
 * 怎麼看結果:
 *   序列埠監控窗 115200。拿手從左邊移到右邊,看長條怎麼變。
 *
 * 左、右怎麼算?
 *   感應器裝在車頭(雷射朝前),你站在車子後面往前看的左、右。
 */

#include <Wire.h>

const uint8_t ADDR = 0x29;               // 測距者的門牌號碼(I2C 位址)
const int16_t MBC_NONE = -32768;         // 「沒有這個值/讀不到」的代號

bool mbcWrite(uint8_t addr, uint8_t id, const uint8_t *p = NULL, uint8_t n = 0);

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  mbcBegin();
  delay(500);
  if (!mbcWaitReady(ADDR, 4000)) {
    Serial.println(F("找不到感應器,請先跑範例 1 檢查接線。"));
    while (true) {}
  }
  Serial.println(F("準備好了!拿手從左邊移到右邊看看。(長條越長 = 越遠)"));
}

void loop() {
  int16_t v[3];                          // v[0] = 01 左 cm、v[1] = 02 右 cm、v[2] = 03 較近 cm
  if (!mbcReadMany(ADDR, 0x01, 3, v)) { Serial.println(F("讀不到感應器")); delay(500); return; }
  int16_t left = v[0], right = v[1], nearest = v[2];

  Serial.print(F("左 "));
  printBar(left);
  Serial.print(F("  右 "));
  printBar(right);

  if (nearest >= 120)        Serial.println(F("  → 120 公分內沒有東西"));
  else if (left < right)     { Serial.print(F("  → 左邊比較近:")); Serial.print(nearest); Serial.println(F(" 公分")); }
  else if (right < left)     { Serial.print(F("  → 右邊比較近:")); Serial.print(nearest); Serial.println(F(" 公分")); }
  else                       { Serial.print(F("  → 正前方:"));     Serial.print(nearest); Serial.println(F(" 公分")); }

  delay(50);
  delay(150);                            // 每 0.2 秒印一行   👉 可以改
}

// 把 0~120 公分畫成 0~12 格的長條
void printBar(int16_t cm) {
  int8_t n = cm / 10;
  if (n > 12) n = 12;
  Serial.print('[');
  for (int8_t i = 0; i < 12; i++) Serial.print(i < n ? '#' : '.');
  Serial.print(']');
  if (cm < 10)  Serial.print(' ');
  if (cm < 100) Serial.print(' ');
  Serial.print(cm);
}

// ============================================================
// 以下是「通訊小幫手」(MBC I2C 協議 v2):負責跟感應器講話。
// 所有 MBC 範例都一樣,不用改,也不用看懂。
//   讀法:寫 [編號] → 等 2 ms → 讀 2×k 個 byte = 從該編號起連續 k 個 int16(小端)
//   沒有這個編號(空號)時感應器回 -32768(MBC_NONE)
// ============================================================

// 開始 I2C 通訊(setup 裡呼叫一次)
// UNO/Nano:SDA=A4、SCL=A5;UNO R4:SDA/SCL 腳;ESP32:預設 GPIO21(SDA)/22(SCL)
void mbcBegin() {
  Wire.begin();
#if defined(WIRE_HAS_TIMEOUT)
  Wire.setWireTimeout(25000, true);      // 線沒接好時,不會讓 Arduino 當機卡住
#endif
}

// 從位址 addr 的感應器,由編號 id 起連續讀 k 個值(1~16)放進 out。全部讀到回傳 true
bool mbcReadMany(uint8_t addr, uint8_t id, uint8_t k, int16_t *out) {
  if (k < 1) k = 1;
  if (k > 16) k = 16;                    // 一次最多 16 個值(32 byte,Wire 緩衝區上限)
  Wire.beginTransmission(addr);
  Wire.write(id);                        // 告訴感應器:我要從第 id 號開始讀
  if (Wire.endTransmission() != 0) return false;
  delay(2);                              // 等 2 ms 再讀(ESP32 型的產品一定要等)
  uint8_t n = (uint8_t)(2 * k);
  if (Wire.requestFrom(addr, n) != n) return false;
  for (uint8_t i = 0; i < k; i++) {
    uint16_t lo = Wire.read();           // 先來的是低位元組
    uint16_t hi = Wire.read();           // 再來高位元組(小端)
    out[i] = (int16_t)(uint16_t)(lo | (hi << 8));
  }
  return true;
}

// 讀一個值。讀不到(沒接好)回傳 MBC_NONE
int16_t mbcRead(uint8_t addr, uint8_t id) {
  int16_t v;
  return mbcReadMany(addr, id, 1, &v) ? v : MBC_NONE;
}

// 送命令:寫 [id][參數…]。p 指向參數、n = 參數幾個 byte(沒參數就不填)。成功回傳 true
bool mbcWrite(uint8_t addr, uint8_t id, const uint8_t *p, uint8_t n) {
  Wire.beginTransmission(addr);
  Wire.write(id);
  for (uint8_t i = 0; i < n; i++) Wire.write(p[i]);
  return Wire.endTransmission() == 0;
}

// 等感應器準備好(狀態旗標 F3 的 bit0 = 1),最多等 ms 毫秒。準備好了回傳 true
bool mbcWaitReady(uint8_t addr, uint16_t ms) {
  unsigned long start = millis();
  while (millis() - start < ms) {
    int16_t f = mbcRead(addr, 0xF3);
    if (f != MBC_NONE && (f & 1)) return true;
    delay(50);
  }
  return false;
}

你會看到:(手從左邊移到右邊)

左 [###.........] 35  右 [############]120  → 左邊比較近:35 公分
左 [###.........] 32  右 [###.........] 32  → 正前方:32 公分
左 [############]120  右 [####........] 41  → 右邊比較近:41 公分
左 [############]120  右 [############]120  → 120 公分內沒有東西

4️⃣ 用 mm 精準停車(進階)

做什麼: 用 04 左 mm、05 右 mm、08 平均 mm(精細到 1 mm),讓小車往牆開,到 STOP_MM(預設 200 mm)剛好停下;接近時自動減速。沒有小車也可以跑,只看序列埠數字。

另外要準備: 兩輪小車、L298N 馬達驅動板(或同樣接法的 TB6612)、電池、一面牆。

馬達接線:

L298N Arduino UNO / Nano / R4 ESP32 控制
ENA 5 GPIO 25 左輪速度
IN1 / IN2 7 / 8 GPIO 26 / 27 左輪方向
ENB 6 GPIO 14 右輪速度
IN3 / IN4 9 / 10 GPIO 32 / 33 右輪方向
GND GND GND 一定要跟 Arduino 共地

下載 tof2_04_mm_precise.ino

/*
 * 測距者 2 路 × Arduino 範例 4(進階):用 mm 精準停車
 * ------------------------------------------------------------
 * 這個範例會做什麼?
 *   用「04 左 mm」「05 右 mm」「08 左右平均 mm」三格(精細到 1 mm),
 *   讓小車往前開,到距離牆壁 STOP_MM(預設 200 mm = 20 公分)時剛好停下。
 *   接近時會自動減速,所以不會衝過頭。沒有小車也可以跑:只看序列埠的數字。
 *
 * 你需要:兩輪小車、L298N 馬達驅動板(或同樣接法的 TB6612 等)、電池、一面牆或盒子。
 *
 * 接線:
 *   感應器 VCC → 5V      感應器 GND → GND
 *   感應器 SDA → A4      感應器 SCL → A5         (UNO / Nano)
 *   UNO R4 接 SDA / SCL 腳;ESP32 接 GPIO 21 (SDA) / GPIO 22 (SCL)
 *   L298N ENA → 5     IN1 → 7     IN2 → 8      (左輪)
 *   L298N ENB → 6     IN3 → 9     IN4 → 10     (右輪)
 *   (ESP32 改接:ENA → 25、IN1 → 26、IN2 → 27、ENB → 14、IN3 → 32、IN4 → 33)
 *   L298N 的 GND 要跟 Arduino 的 GND 接在一起!感應器裝在車頭,雷射朝前。
 *
 * 怎麼看結果:
 *   序列埠監控窗 115200。車子停下時印出的距離應該很接近 STOP_MM。
 */

#include <Wire.h>

const uint8_t ADDR = 0x29;               // 測距者的門牌號碼(I2C 位址)
const int16_t MBC_NONE = -32768;         // 「沒有這個值/讀不到」的代號

bool mbcWrite(uint8_t addr, uint8_t id, const uint8_t *p = NULL, uint8_t n = 0);

// ---- 馬達接腳 ----
#if defined(ESP32)
const int ENA = 25, IN1 = 26, IN2 = 27;  // 左輪(ESP32 的 6~11 腳不能用)
const int ENB = 14, IN3 = 32, IN4 = 33;  // 右輪
#else
const int ENA = 5, IN1 = 7, IN2 = 8;     // 左輪
const int ENB = 6, IN3 = 9, IN4 = 10;    // 右輪
#endif

// ---- 👉 可以改的參數 ----
const int16_t STOP_MM    = 200;          // 停在離牆幾 mm(200 = 20 公分)
const int16_t SLOW_MM    = 500;          // 離牆幾 mm 以內開始減速
const int     FAST_SPEED = 150;          // 全速 0~255
const int     SLOW_SPEED = 70;           // 最慢的爬行速度(太慢馬達會不動)
const bool    LEFT_REVERSE  = false;     // 左輪轉反了改成 true
const bool    RIGHT_REVERSE = false;     // 右輪轉反了改成 true

bool stopped = false;

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  pinMode(ENA, OUTPUT); pinMode(IN1, OUTPUT); pinMode(IN2, OUTPUT);
  pinMode(ENB, OUTPUT); pinMode(IN3, OUTPUT); pinMode(IN4, OUTPUT);
  drive(0, 0);
  mbcBegin();
  delay(500);
  if (!mbcWaitReady(ADDR, 4000)) {
    Serial.println(F("找不到感應器,請先跑範例 1 檢查接線。"));
    while (true) {}
  }
  Serial.print(F("3 秒後出發,目標:停在 ")); Serial.print(STOP_MM); Serial.println(F(" mm"));
  delay(3000);
}

void loop() {
  int16_t v[5];                          // 04 左 mm、05 右 mm、06、07、08 平均 mm
  if (!mbcReadMany(ADDR, 0x04, 5, v)) {  // 從 04 號起一次讀 5 格(04~08)
    drive(0, 0);                         // 讀不到 → 安全停車
    delay(50);
    return;
  }
  int16_t leftMm = v[0], rightMm = v[1], avgMm = v[4];
  int16_t dist = (leftMm < rightMm) ? leftMm : rightMm;   // 用比較近的那顆,避免斜著撞到

  Serial.print(F("左 ")); Serial.print(leftMm);
  Serial.print(F(" mm  右 ")); Serial.print(rightMm);
  Serial.print(F(" mm  平均 ")); Serial.print(avgMm);
  Serial.print(F(" mm  "));

  if (stopped || dist <= STOP_MM) {
    drive(0, 0);
    if (!stopped) { stopped = true; Serial.println(F("→ 到了,停車!")); }
    else Serial.println(F("(已停)"));
  } else if (dist <= SLOW_MM) {
    // 越近越慢:距離從 SLOW_MM 到 STOP_MM,速度從 FAST 降到 SLOW
    int speed = map(dist, STOP_MM, SLOW_MM, SLOW_SPEED, FAST_SPEED);
    drive(speed, speed);
    Serial.print(F("→ 減速 ")); Serial.println(speed);
  } else {
    drive(FAST_SPEED, FAST_SPEED);
    Serial.println(F("→ 全速前進"));
  }
  delay(50);
}

void drive(int left, int right) {
  if (LEFT_REVERSE)  left  = -left;
  if (RIGHT_REVERSE) right = -right;
  setMotor(ENA, IN1, IN2, left);
  setMotor(ENB, IN3, IN4, right);
}

void setMotor(int en, int inA, int inB, int speed) {
  speed = constrain(speed, -255, 255);
  digitalWrite(inA, speed >= 0 ? HIGH : LOW);
  digitalWrite(inB, speed >= 0 ? LOW : HIGH);
  analogWrite(en, abs(speed));
}

// ============================================================
// 以下是「通訊小幫手」(MBC I2C 協議 v2):負責跟感應器講話。
// 所有 MBC 範例都一樣,不用改,也不用看懂。
//   讀法:寫 [編號] → 等 2 ms → 讀 2×k 個 byte = 從該編號起連續 k 個 int16(小端)
//   沒有這個編號(空號)時感應器回 -32768(MBC_NONE)
// ============================================================

// 開始 I2C 通訊(setup 裡呼叫一次)
// UNO/Nano:SDA=A4、SCL=A5;UNO R4:SDA/SCL 腳;ESP32:預設 GPIO21(SDA)/22(SCL)
void mbcBegin() {
  Wire.begin();
#if defined(WIRE_HAS_TIMEOUT)
  Wire.setWireTimeout(25000, true);      // 線沒接好時,不會讓 Arduino 當機卡住
#endif
}

// 從位址 addr 的感應器,由編號 id 起連續讀 k 個值(1~16)放進 out。全部讀到回傳 true
bool mbcReadMany(uint8_t addr, uint8_t id, uint8_t k, int16_t *out) {
  if (k < 1) k = 1;
  if (k > 16) k = 16;                    // 一次最多 16 個值(32 byte,Wire 緩衝區上限)
  Wire.beginTransmission(addr);
  Wire.write(id);                        // 告訴感應器:我要從第 id 號開始讀
  if (Wire.endTransmission() != 0) return false;
  delay(2);                              // 等 2 ms 再讀(ESP32 型的產品一定要等)
  uint8_t n = (uint8_t)(2 * k);
  if (Wire.requestFrom(addr, n) != n) return false;
  for (uint8_t i = 0; i < k; i++) {
    uint16_t lo = Wire.read();           // 先來的是低位元組
    uint16_t hi = Wire.read();           // 再來高位元組(小端)
    out[i] = (int16_t)(uint16_t)(lo | (hi << 8));
  }
  return true;
}

// 讀一個值。讀不到(沒接好)回傳 MBC_NONE
int16_t mbcRead(uint8_t addr, uint8_t id) {
  int16_t v;
  return mbcReadMany(addr, id, 1, &v) ? v : MBC_NONE;
}

// 送命令:寫 [id][參數…]。p 指向參數、n = 參數幾個 byte(沒參數就不填)。成功回傳 true
bool mbcWrite(uint8_t addr, uint8_t id, const uint8_t *p, uint8_t n) {
  Wire.beginTransmission(addr);
  Wire.write(id);
  for (uint8_t i = 0; i < n; i++) Wire.write(p[i]);
  return Wire.endTransmission() == 0;
}

// 等感應器準備好(狀態旗標 F3 的 bit0 = 1),最多等 ms 毫秒。準備好了回傳 true
bool mbcWaitReady(uint8_t addr, uint16_t ms) {
  unsigned long start = millis();
  while (millis() - start < ms) {
    int16_t f = mbcRead(addr, 0xF3);
    if (f != MBC_NONE && (f & 1)) return true;
    delay(50);
  }
  return false;
}

你會看到:

3 秒後出發,目標:停在 200 mm
左 812 mm  右 805 mm  平均 808 mm  → 全速前進
左 486 mm  右 480 mm  平均 483 mm  → 減速 139
左 231 mm  右 226 mm  平均 228 mm  → 減速 77
左 199 mm  右 196 mm  平均 197 mm  → 到了,停車!

提示

停得太遠就把 SLOW_SPEED 調大、太近(撞到)就把 SLOW_MM 調大。程式用「比較近的那顆」判斷,車子斜著靠近牆也不會撞到。


5️⃣ 倒車雷達警報

做什麼: 讀 03 較近距離,用板子內建的小燈(L)和蜂鳴器當倒車雷達:沒有東西安靜,有東西就閃/嗶,越近越急,貼到 10 公分內就一直亮。

準備: 有源蜂鳴器(可不接):+ → 8(ESP32 → 27)、− → GND。

下載 tof2_05_distance_alarm.ino

/*
 * 測距者 2 路 × Arduino 範例 5:倒車雷達警報
 * ------------------------------------------------------------
 * 這個範例會做什麼?
 *   用板子內建的小燈(L)和一顆蜂鳴器(可不接)當倒車雷達:
 *   讀「03 較近距離 cm」,沒有東西就安靜,有東西就閃/嗶,越近越急,
 *   貼到 STOP_CM 以內就一直亮、一直響。
 *
 * 你需要:測距者 2 路(通用 I2C 版);蜂鳴器可有可無(有的話接「有源蜂鳴器」)。
 *
 * 接線:
 *   感應器 VCC → 5V      感應器 GND → GND
 *   感應器 SDA → A4      感應器 SCL → A5         (UNO / Nano)
 *   UNO R4 接 SDA / SCL 腳;ESP32 接 GPIO 21 (SDA) / GPIO 22 (SCL)
 *   蜂鳴器 + → 8(ESP32 → 27)   蜂鳴器 − → GND
 *
 * 怎麼看結果:
 *   手慢慢靠近感應器,L 燈(和蜂鳴器)越閃越快;序列埠 115200 也會印距離。
 */

#include <Wire.h>

#ifndef LED_BUILTIN
#define LED_BUILTIN 2                    // ESP32 開發板的內建燈通常接在 GPIO 2
#endif

const uint8_t ADDR = 0x29;               // 測距者的門牌號碼(I2C 位址)
const int16_t MBC_NONE = -32768;         // 「沒有這個值/讀不到」的代號

bool mbcWrite(uint8_t addr, uint8_t id, const uint8_t *p = NULL, uint8_t n = 0);

#if defined(ESP32)
const int BUZZER = 27;                   // 蜂鳴器腳位(ESP32)
#else
const int BUZZER = 8;                    // 蜂鳴器腳位(UNO)
#endif

// ---- 👉 可以改的參數 ----
const int16_t ALARM_START_CM = 80;       // 幾公分以內開始警報
const int16_t STOP_CM        = 10;       // 幾公分以內一直亮、一直響

unsigned long lastPrint = 0;

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
  pinMode(BUZZER, OUTPUT);
  mbcBegin();
  delay(500);
  if (!mbcWaitReady(ADDR, 4000)) {
    Serial.println(F("找不到感應器,請先跑範例 1 檢查接線。"));
    while (true) {}
  }
  Serial.println(F("準備好了!手慢慢靠近感應器,看 L 燈越閃越快。"));
}

void loop() {
  int16_t cm = mbcRead(ADDR, 0x03);      // 03 = 左右兩顆取較近的距離(cm)
  if (cm == MBC_NONE) { delay(100); return; }

  if (millis() - lastPrint >= 500) {     // 每 0.5 秒印一次距離
    lastPrint = millis();
    if (cm >= 120) Serial.println(F("沒有東西"));
    else { Serial.print(F("最近的東西:")); Serial.print(cm); Serial.println(F(" 公分")); }
  }

  if (cm >= ALARM_START_CM) {            // 太遠:安靜
    alarm(false);
    delay(50);
  } else if (cm <= STOP_CM) {            // 太近:一直亮
    alarm(true);
    delay(50);
  } else {                               // 中間:越近閃越快(間隔 50 ~ 400 ms)
    int gap = map(cm, STOP_CM, ALARM_START_CM, 50, 400);
    alarm(true);  delay(gap / 2);
    alarm(false); delay(gap / 2);
  }
}

void alarm(bool on) {
  digitalWrite(LED_BUILTIN, on ? HIGH : LOW);
  digitalWrite(BUZZER, on ? HIGH : LOW);
}

// ============================================================
// 以下是「通訊小幫手」(MBC I2C 協議 v2):負責跟感應器講話。
// 所有 MBC 範例都一樣,不用改,也不用看懂。
//   讀法:寫 [編號] → 等 2 ms → 讀 2×k 個 byte = 從該編號起連續 k 個 int16(小端)
//   沒有這個編號(空號)時感應器回 -32768(MBC_NONE)
// ============================================================

// 開始 I2C 通訊(setup 裡呼叫一次)
// UNO/Nano:SDA=A4、SCL=A5;UNO R4:SDA/SCL 腳;ESP32:預設 GPIO21(SDA)/22(SCL)
void mbcBegin() {
  Wire.begin();
#if defined(WIRE_HAS_TIMEOUT)
  Wire.setWireTimeout(25000, true);      // 線沒接好時,不會讓 Arduino 當機卡住
#endif
}

// 從位址 addr 的感應器,由編號 id 起連續讀 k 個值(1~16)放進 out。全部讀到回傳 true
bool mbcReadMany(uint8_t addr, uint8_t id, uint8_t k, int16_t *out) {
  if (k < 1) k = 1;
  if (k > 16) k = 16;                    // 一次最多 16 個值(32 byte,Wire 緩衝區上限)
  Wire.beginTransmission(addr);
  Wire.write(id);                        // 告訴感應器:我要從第 id 號開始讀
  if (Wire.endTransmission() != 0) return false;
  delay(2);                              // 等 2 ms 再讀(ESP32 型的產品一定要等)
  uint8_t n = (uint8_t)(2 * k);
  if (Wire.requestFrom(addr, n) != n) return false;
  for (uint8_t i = 0; i < k; i++) {
    uint16_t lo = Wire.read();           // 先來的是低位元組
    uint16_t hi = Wire.read();           // 再來高位元組(小端)
    out[i] = (int16_t)(uint16_t)(lo | (hi << 8));
  }
  return true;
}

// 讀一個值。讀不到(沒接好)回傳 MBC_NONE
int16_t mbcRead(uint8_t addr, uint8_t id) {
  int16_t v;
  return mbcReadMany(addr, id, 1, &v) ? v : MBC_NONE;
}

// 送命令:寫 [id][參數…]。p 指向參數、n = 參數幾個 byte(沒參數就不填)。成功回傳 true
bool mbcWrite(uint8_t addr, uint8_t id, const uint8_t *p, uint8_t n) {
  Wire.beginTransmission(addr);
  Wire.write(id);
  for (uint8_t i = 0; i < n; i++) Wire.write(p[i]);
  return Wire.endTransmission() == 0;
}

// 等感應器準備好(狀態旗標 F3 的 bit0 = 1),最多等 ms 毫秒。準備好了回傳 true
bool mbcWaitReady(uint8_t addr, uint16_t ms) {
  unsigned long start = millis();
  while (millis() - start < ms) {
    int16_t f = mbcRead(addr, 0xF3);
    if (f != MBC_NONE && (f & 1)) return true;
    delay(50);
  }
  return false;
}

你會看到:(手慢慢靠近)

準備好了!手慢慢靠近感應器,看 L 燈越閃越快。
沒有東西
最近的東西:65 公分
最近的東西:30 公分
最近的東西:8 公分

6️⃣ 雷射健康檢查

做什麼: 讀 06 初始化位元圖、07 故障位元圖和 F3,每秒報告兩顆雷射是不是都健康。失效那顆的距離會固定回 120/1200,看起來像「沒東西」,所以要靠這兩格分辨。比賽前跑一下。

下載 tof2_06_fault_check.ino

/*
 * 測距者 2 路 × Arduino 範例 6:雷射健康檢查
 * ------------------------------------------------------------
 * 這個範例會做什麼?
 *   讀「06 初始化位元圖」「07 故障位元圖」和「F3 狀態旗標」,
 *   每秒報告兩顆雷射是不是都健康。比賽前跑一下,就知道感應器有沒有壞。
 *     06:bit0 = 左、bit1 = 右,1 = 那顆開機初始化成功(失敗不會重試,要重新上電)
 *     07:bit0 = 左、bit1 = 右,1 = 那顆現在失效(讀不到或 200 ms 沒更新)
 *   失效那顆的距離會固定回 120 cm/1200 mm,看起來像「沒東西」,所以要靠這兩格分辨。
 *
 * 你需要:測距者 2 路(通用 I2C 版)。
 *
 * 接線:
 *   感應器 VCC → 5V      感應器 GND → GND
 *   感應器 SDA → A4      感應器 SCL → A5         (UNO / Nano)
 *   UNO R4 接 SDA / SCL 腳;ESP32 接 GPIO 21 (SDA) / GPIO 22 (SCL)
 *
 * 怎麼看結果:
 *   序列埠監控窗 115200。
 */

#include <Wire.h>

const uint8_t ADDR = 0x29;               // 測距者的門牌號碼(I2C 位址)
const int16_t MBC_NONE = -32768;         // 「沒有這個值/讀不到」的代號

bool mbcWrite(uint8_t addr, uint8_t id, const uint8_t *p = NULL, uint8_t n = 0);

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  mbcBegin();
  delay(500);
  Serial.println(F("=== 測距者 2 路:雷射健康檢查 ==="));
  // 這個範例故意不等就緒,開機失敗時也看得到 06 哪一顆沒起來
  delay(3000);                           // 兩顆雷射開機最多約 3 秒
}

void loop() {
  int16_t v[2];                          // v[0] = 06 初始化、v[1] = 07 故障
  int16_t st = mbcRead(ADDR, 0xF3);
  if (!mbcReadMany(ADDR, 0x06, 2, v) || st == MBC_NONE) {
    Serial.println(F("整個感應器都讀不到:檢查接線,或它是不是 SPIKE/EV3 版"));
    delay(1000);
    return;
  }
  int16_t initOk = v[0], fault = v[1];

  Serial.println(F("---------------------------"));
  Serial.print(F("F3 就緒 "));       Serial.print((st & 0x01) ? F("是") : F("否"));
  Serial.print(F("  任一顆失效 "));  Serial.println((st & 0x02) ? F("是") : F("否"));

  reportOne(F("左"), initOk & 0x01, fault & 0x01);
  reportOne(F("右"), initOk & 0x02, fault & 0x02);

  if (initOk == 3 && fault == 0) Serial.println(F("兩顆雷射都健康!"));
  else Serial.println(F("有問題:先重新上電;還是一樣就檢查那顆雷射有沒有被遮住或接頭鬆了"));

  delay(50);
  delay(950);
}

// 印一顆雷射的狀況
void reportOne(const __FlashStringHelper *name, int16_t ok, int16_t bad) {
  Serial.print(F("  "));
  Serial.print(name);
  Serial.print(F(" 顆:初始化 "));
  Serial.print(ok ? F("成功") : F("失敗"));
  Serial.print(F(",目前 "));
  Serial.println(bad ? F("失效!") : F("正常"));
}

// ============================================================
// 以下是「通訊小幫手」(MBC I2C 協議 v2):負責跟感應器講話。
// 所有 MBC 範例都一樣,不用改,也不用看懂。
//   讀法:寫 [編號] → 等 2 ms → 讀 2×k 個 byte = 從該編號起連續 k 個 int16(小端)
//   沒有這個編號(空號)時感應器回 -32768(MBC_NONE)
// ============================================================

// 開始 I2C 通訊(setup 裡呼叫一次)
// UNO/Nano:SDA=A4、SCL=A5;UNO R4:SDA/SCL 腳;ESP32:預設 GPIO21(SDA)/22(SCL)
void mbcBegin() {
  Wire.begin();
#if defined(WIRE_HAS_TIMEOUT)
  Wire.setWireTimeout(25000, true);      // 線沒接好時,不會讓 Arduino 當機卡住
#endif
}

// 從位址 addr 的感應器,由編號 id 起連續讀 k 個值(1~16)放進 out。全部讀到回傳 true
bool mbcReadMany(uint8_t addr, uint8_t id, uint8_t k, int16_t *out) {
  if (k < 1) k = 1;
  if (k > 16) k = 16;                    // 一次最多 16 個值(32 byte,Wire 緩衝區上限)
  Wire.beginTransmission(addr);
  Wire.write(id);                        // 告訴感應器:我要從第 id 號開始讀
  if (Wire.endTransmission() != 0) return false;
  delay(2);                              // 等 2 ms 再讀(ESP32 型的產品一定要等)
  uint8_t n = (uint8_t)(2 * k);
  if (Wire.requestFrom(addr, n) != n) return false;
  for (uint8_t i = 0; i < k; i++) {
    uint16_t lo = Wire.read();           // 先來的是低位元組
    uint16_t hi = Wire.read();           // 再來高位元組(小端)
    out[i] = (int16_t)(uint16_t)(lo | (hi << 8));
  }
  return true;
}

// 讀一個值。讀不到(沒接好)回傳 MBC_NONE
int16_t mbcRead(uint8_t addr, uint8_t id) {
  int16_t v;
  return mbcReadMany(addr, id, 1, &v) ? v : MBC_NONE;
}

// 送命令:寫 [id][參數…]。p 指向參數、n = 參數幾個 byte(沒參數就不填)。成功回傳 true
bool mbcWrite(uint8_t addr, uint8_t id, const uint8_t *p, uint8_t n) {
  Wire.beginTransmission(addr);
  Wire.write(id);
  for (uint8_t i = 0; i < n; i++) Wire.write(p[i]);
  return Wire.endTransmission() == 0;
}

// 等感應器準備好(狀態旗標 F3 的 bit0 = 1),最多等 ms 毫秒。準備好了回傳 true
bool mbcWaitReady(uint8_t addr, uint16_t ms) {
  unsigned long start = millis();
  while (millis() - start < ms) {
    int16_t f = mbcRead(addr, 0xF3);
    if (f != MBC_NONE && (f & 1)) return true;
    delay(50);
  }
  return false;
}

你會看到:

=== 測距者 2 路:雷射健康檢查 ===
---------------------------
F3 就緒 是  任一顆失效 否
  左 顆:初始化 成功,目前 正常
  右 顆:初始化 成功,目前 正常
兩顆雷射都健康!

🔧 共用命令範例(所有 MBC 通用 I2C 產品都一樣)

這三支放在 examples/i2c/arduino/,循行者、測距者、掌控者、IMU、神攝手都能用;程式開頭的 ADDR/OLD_ADDR 改成 0x29 即可。

共用 1:換 I2C 位址(F8)

做什麼: 兩個測距者 2 路要接在同一條線上(例如車頭、車尾各一個)時,用 [F8][新位址][新位址取反] 把其中一個換成別的位址(存 EEPROM);[F8][00][FF] 回出廠。換完自動送 [EF][A5] 重開機,再掃一次確認。

下載 i2c_01_change_address.ino

/*
 * MBC 通用 I2C × Arduino 共用範例 1:換 I2C 位址(F8)
 * ------------------------------------------------------------
 * 這個範例會做什麼?
 *   同一條 I2C 線上要接兩個「門牌號碼」一樣的 MBC 感應器(例如兩個測距者 2 路,都是 0x29)
 *   時,先把其中一個換成別的位址。做法:
 *     寫 [F8][新位址][新位址取反]  → 存進感應器 EEPROM,重開機後生效
 *     寫 [F8][0x00][0xFF]          → 回出廠位址
 *   換完會自動送 [EF][0xA5] 重新開機,再掃一次確認新位址有出現。
 *
 * 你需要:任何一款 MBC 通用 I2C 版感應器(一次只接一個!)。
 *
 * 接線:
 *   感應器 VCC → 5V      感應器 GND → GND
 *   感應器 SDA → A4      感應器 SCL → A5         (UNO / Nano)
 *   UNO R4 接 SDA / SCL 腳;ESP32 接 GPIO 21 (SDA) / GPIO 22 (SCL)
 *
 * 怎麼用:
 *   1. 把下面 OLD_ADDR 改成感應器現在的位址、NEW_ADDR 改成想換的位址(0x08~0x77)。
 *   2. 上傳,打開序列埠監控窗 115200,打 y 按 Enter 就換;打 r 按 Enter 回出廠。
 *   3. 之後所有範例裡的 ADDR 都要改成新位址。
 *
 * 小提醒:
 *   F0「裝置 ID」低 byte 永遠是出廠位址,換了位址也不變,所以掃描時還是認得出是哪一款。
 */

#include <Wire.h>

const uint8_t OLD_ADDR = 0x29;           // 感應器現在的位址   👉 改這裡(循行者 0x16、測距者 0x29、掌控者 0x42、IMU 0x6A、神攝手 0x4C)
const uint8_t NEW_ADDR = 0x2A;           // 想換成的位址       👉 改這裡(0x08 ~ 0x77,別跟其他裝置撞號)
const int16_t MBC_NONE = -32768;         // 「沒有這個值/讀不到」的代號

bool mbcWrite(uint8_t addr, uint8_t id, const uint8_t *p = NULL, uint8_t n = 0);

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  mbcBegin();
  delay(500);
  Serial.println(F("=== MBC 通用 I2C:換位址 ==="));
  Serial.print(F("目前線上有哪些 MBC 裝置:")); scan();
  if (!mbcWaitReady(OLD_ADDR, 6000)) {
    Serial.print(F("在 0x")); Serial.print(OLD_ADDR, HEX); Serial.println(F(" 找不到感應器,請確認 OLD_ADDR 和接線。"));
    while (true) {}
  }
  Serial.print(F("找到了 0x")); Serial.print(OLD_ADDR, HEX);
  Serial.print(F("(出廠位址 0x")); Serial.print(mbcRead(OLD_ADDR, 0xF0) & 0xFF, HEX); Serial.println(')');
  Serial.print(F("打 y 換成 0x")); Serial.print(NEW_ADDR, HEX); Serial.println(F(";打 r 回出廠位址。然後按 Enter"));
}

void loop() {
  if (!Serial.available()) { delay(50); return; }
  char c = Serial.read();
  if (c == 'y') {
    if (NEW_ADDR < 0x08 || NEW_ADDR > 0x77) { Serial.println(F("NEW_ADDR 要在 0x08 ~ 0x77 之間")); return; }
    uint8_t p[2] = { NEW_ADDR, (uint8_t)~NEW_ADDR };   // [新位址][新位址取反]:兩個都對才會寫入,避免誤觸
    Serial.print(F("換位址 → 0x")); Serial.println(NEW_ADDR, HEX);
    if (!mbcWrite(OLD_ADDR, 0xF8, p, 2)) { Serial.println(F("寫入失敗")); return; }
    rebootAndCheck(NEW_ADDR);
  } else if (c == 'r') {
    uint8_t p[2] = { 0x00, 0xFF };       // [F8][00][FF] = 回出廠位址
    Serial.println(F("回出廠位址"));
    if (!mbcWrite(OLD_ADDR, 0xF8, p, 2)) { Serial.println(F("寫入失敗")); return; }
    rebootAndCheck(0);                   // 0 = 不知道出廠位址,掃描看結果
  }
}

// 送重開機命令,等它起來,再掃描一次
void rebootAndCheck(uint8_t expect) {
  delay(50);                             // 給 EEPROM 一點時間寫完
  uint8_t magic = 0xA5;
  mbcWrite(OLD_ADDR, 0xEF, &magic, 1);   // [EF][A5] = 重新開機(新位址重開後才生效)
  Serial.println(F("重新開機中..."));
  delay(3000);                           // 測距者 8 路開機要 2~4 秒
  Serial.print(F("掃描結果:")); scan();
  if (expect && mbcRead(expect, 0xF3) != MBC_NONE) {
    Serial.print(F("成功!感應器現在在 0x")); Serial.println(expect, HEX);
    Serial.println(F("記得把其他範例的 ADDR 改成新位址。"));
  } else if (expect) {
    Serial.println(F("新位址沒有回應。請重新上電再掃一次(有些板子的 I2C 要重新上電才會更新)。"));
  }
  Serial.println(F("(把 OLD_ADDR 改成新位址再上傳,就可以再換一次或回出廠)"));
}

// 掃 0x08~0x77,有回應的就讀 F0 看是不是 MBC 裝置
void scan() {
  uint8_t found = 0;
  for (uint8_t a = 0x08; a <= 0x77; a++) {
    Wire.beginTransmission(a);
    if (Wire.endTransmission() != 0) continue;
    int16_t id = mbcRead(a, 0xF0);
    Serial.print(F(" 0x")); Serial.print(a, HEX);
    if (id != MBC_NONE) { Serial.print(F("(出廠 0x")); Serial.print(id & 0xFF, HEX); Serial.print(')'); }
    found++;
  }
  if (!found) Serial.print(F("(沒有)"));
  Serial.println();
}

// ============================================================
// 以下是「通訊小幫手」(MBC I2C 協議 v2):負責跟感應器講話。
// 所有 MBC 範例都一樣,不用改,也不用看懂。
//   讀法:寫 [編號] → 等 2 ms → 讀 2×k 個 byte = 從該編號起連續 k 個 int16(小端)
//   沒有這個編號(空號)時感應器回 -32768(MBC_NONE)
// ============================================================

// 開始 I2C 通訊(setup 裡呼叫一次)
// UNO/Nano:SDA=A4、SCL=A5;UNO R4:SDA/SCL 腳;ESP32:預設 GPIO21(SDA)/22(SCL)
void mbcBegin() {
  Wire.begin();
#if defined(WIRE_HAS_TIMEOUT)
  Wire.setWireTimeout(25000, true);      // 線沒接好時,不會讓 Arduino 當機卡住
#endif
}

// 從位址 addr 的感應器,由編號 id 起連續讀 k 個值(1~16)放進 out。全部讀到回傳 true
bool mbcReadMany(uint8_t addr, uint8_t id, uint8_t k, int16_t *out) {
  if (k < 1) k = 1;
  if (k > 16) k = 16;                    // 一次最多 16 個值(32 byte,Wire 緩衝區上限)
  Wire.beginTransmission(addr);
  Wire.write(id);                        // 告訴感應器:我要從第 id 號開始讀
  if (Wire.endTransmission() != 0) return false;
  delay(2);                              // 等 2 ms 再讀(ESP32 型的產品一定要等)
  uint8_t n = (uint8_t)(2 * k);
  if (Wire.requestFrom(addr, n) != n) return false;
  for (uint8_t i = 0; i < k; i++) {
    uint16_t lo = Wire.read();           // 先來的是低位元組
    uint16_t hi = Wire.read();           // 再來高位元組(小端)
    out[i] = (int16_t)(uint16_t)(lo | (hi << 8));
  }
  return true;
}

// 讀一個值。讀不到(沒接好)回傳 MBC_NONE
int16_t mbcRead(uint8_t addr, uint8_t id) {
  int16_t v;
  return mbcReadMany(addr, id, 1, &v) ? v : MBC_NONE;
}

// 送命令:寫 [id][參數…]。p 指向參數、n = 參數幾個 byte(沒參數就不填)。成功回傳 true
bool mbcWrite(uint8_t addr, uint8_t id, const uint8_t *p, uint8_t n) {
  Wire.beginTransmission(addr);
  Wire.write(id);
  for (uint8_t i = 0; i < n; i++) Wire.write(p[i]);
  return Wire.endTransmission() == 0;
}

// 等感應器準備好(狀態旗標 F3 的 bit0 = 1),最多等 ms 毫秒。準備好了回傳 true
bool mbcWaitReady(uint8_t addr, uint16_t ms) {
  unsigned long start = millis();
  while (millis() - start < ms) {
    int16_t f = mbcRead(addr, 0xF3);
    if (f != MBC_NONE && (f & 1)) return true;
    delay(50);
  }
  return false;
}

共用 2:身分證+重新開機(F0~F5、EF)

做什麼: 一次讀 F0~F5 六格共用暫存器並認出產品;打 r 送 [EF][A5] 重開機,看 F5 開機秒數歸零。

下載 i2c_02_reboot_and_version.ino

/*
 * MBC 通用 I2C × Arduino 共用範例 2:讀身分證+重新開機(F0~F5、EF)
 * ------------------------------------------------------------
 * 這個範例會做什麼?
 *   每一款 MBC 通用 I2C 感應器都有同樣的 6 格「身分證」:
 *     F0 裝置 ID(低 byte 出廠位址、高 byte hw[0])、F1 協議版本、F2 韌體版本、
 *     F3 狀態旗標、F4 更新序號(每 10 ms +1,0~255 循環)、F5 開機秒數
 *   這個範例每秒印一次,並認出是哪一款產品。
 *   在序列埠打 r 按 Enter → 送 [EF][0xA5] 重新開機,你會看到 F5 開機秒數歸零、F4 繼續跳。
 *
 * 你需要:任何一款 MBC 通用 I2C 版感應器。
 *
 * 接線:
 *   感應器 VCC → 5V      感應器 GND → GND
 *   感應器 SDA → A4      感應器 SCL → A5         (UNO / Nano)
 *   UNO R4 接 SDA / SCL 腳;ESP32 接 GPIO 21 (SDA) / GPIO 22 (SCL)
 *
 * 怎麼看結果:
 *   序列埠監控窗 115200。
 *
 * 小提醒:
 *   F4 一圈只有 2.56 秒,不能拿來判斷有沒有重開機;要看 F5 有沒有變小。
 *   F4 不動 = 感應器忙(例如校準中)。
 */

#include <Wire.h>

const uint8_t ADDR = 0x16;               // 感應器位址   👉 改這裡(循行者 0x16、測距者 0x29、掌控者 0x42、IMU 0x6A、神攝手 0x4C)
const int16_t MBC_NONE = -32768;         // 「沒有這個值/讀不到」的代號

bool mbcWrite(uint8_t addr, uint8_t id, const uint8_t *p = NULL, uint8_t n = 0);

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  mbcBegin();
  delay(500);
  Serial.println(F("=== MBC 通用 I2C:身分證+重新開機 ==="));
  if (!mbcWaitReady(ADDR, 6000)) {
    Serial.println(F("找不到感應器,請確認 ADDR 和接線(可以先跑 i2c_03_scan 掃描)。"));
    while (true) {}
  }
  Serial.println(F("打 r 按 Enter = 重新開機"));
}

void loop() {
  if (Serial.available() && Serial.read() == 'r') {
    uint8_t magic = 0xA5;
    mbcWrite(ADDR, 0xEF, &magic, 1);     // [EF][A5] = 重新開機;其他數字會被忽略
    Serial.println(F(">>> 已送重新開機,看 F5 會不會歸零"));
    delay(500);
  }

  int16_t f[6];                          // F0~F5 編號連續,一次讀 6 格
  if (!mbcReadMany(ADDR, 0xF0, 6, f)) { Serial.println(F("(重開機中/讀不到)")); delay(500); return; }

  uint8_t factory = (uint8_t)(f[0] & 0xFF);
  uint8_t hw0     = (uint8_t)((f[0] >> 8) & 0xFF);
  Serial.println(F("---------------------------"));
  Serial.print(F("F0 裝置 ID    出廠位址 0x")); Serial.print(factory, HEX);
  Serial.print(F("  hw[0] = ")); Serial.print(hw0);
  Serial.print(F("  → ")); printProduct(factory, hw0); Serial.println();
  Serial.print(F("F1 協議版本   ")); Serial.println(f[1]);
  Serial.print(F("F2 韌體版本   ")); Serial.print(f[2] / 100); Serial.print('.'); Serial.println(f[2] % 100);
  Serial.print(F("F3 狀態旗標   0b"));
  for (int8_t i = 7; i >= 0; i--) Serial.print((f[3] >> i) & 1);
  Serial.println(F("  (bit0 = 就緒,其他 bit 看各產品說明)"));
  Serial.print(F("F4 更新序號   ")); Serial.print(f[4]); Serial.println(F("  (一直在跳 = 感應器活著)"));
  Serial.print(F("F5 開機秒數   ")); Serial.print(f[5]); Serial.println(F(" 秒"));

  delay(50);
  delay(950);
}

// 用出廠位址+hw[0] 認產品
void printProduct(uint8_t factory, uint8_t hw0) {
  if      (factory == 0x16 && hw0 == 8)  Serial.print(F("循行者 8 路"));
  else if (factory == 0x16 && hw0 == 16) Serial.print(F("循行者 16 路"));
  else if (factory == 0x29 && hw0 == 2)  Serial.print(F("測距者 2 路"));
  else if (factory == 0x29 && hw0 == 8)  Serial.print(F("測距者 8 路"));
  else if (factory == 0x42 && hw0 == 1)  Serial.print(F("掌控者 PS2"));
  else if (factory == 0x42 && hw0 == 2)  Serial.print(F("掌控者 PS4"));
  else if (factory == 0x6A)              Serial.print(F("IMU 陀螺儀"));
  else if (factory == 0x4C && hw0 == 1)  Serial.print(F("神攝手 學校版"));
  else if (factory == 0x4C && hw0 == 2)  Serial.print(F("神攝手 WRO 版"));
  else                                   Serial.print(F("不認識的 MBC 裝置"));
}

// ============================================================
// 以下是「通訊小幫手」(MBC I2C 協議 v2):負責跟感應器講話。
// 所有 MBC 範例都一樣,不用改,也不用看懂。
//   讀法:寫 [編號] → 等 2 ms → 讀 2×k 個 byte = 從該編號起連續 k 個 int16(小端)
//   沒有這個編號(空號)時感應器回 -32768(MBC_NONE)
// ============================================================

// 開始 I2C 通訊(setup 裡呼叫一次)
// UNO/Nano:SDA=A4、SCL=A5;UNO R4:SDA/SCL 腳;ESP32:預設 GPIO21(SDA)/22(SCL)
void mbcBegin() {
  Wire.begin();
#if defined(WIRE_HAS_TIMEOUT)
  Wire.setWireTimeout(25000, true);      // 線沒接好時,不會讓 Arduino 當機卡住
#endif
}

// 從位址 addr 的感應器,由編號 id 起連續讀 k 個值(1~16)放進 out。全部讀到回傳 true
bool mbcReadMany(uint8_t addr, uint8_t id, uint8_t k, int16_t *out) {
  if (k < 1) k = 1;
  if (k > 16) k = 16;                    // 一次最多 16 個值(32 byte,Wire 緩衝區上限)
  Wire.beginTransmission(addr);
  Wire.write(id);                        // 告訴感應器:我要從第 id 號開始讀
  if (Wire.endTransmission() != 0) return false;
  delay(2);                              // 等 2 ms 再讀(ESP32 型的產品一定要等)
  uint8_t n = (uint8_t)(2 * k);
  if (Wire.requestFrom(addr, n) != n) return false;
  for (uint8_t i = 0; i < k; i++) {
    uint16_t lo = Wire.read();           // 先來的是低位元組
    uint16_t hi = Wire.read();           // 再來高位元組(小端)
    out[i] = (int16_t)(uint16_t)(lo | (hi << 8));
  }
  return true;
}

// 讀一個值。讀不到(沒接好)回傳 MBC_NONE
int16_t mbcRead(uint8_t addr, uint8_t id) {
  int16_t v;
  return mbcReadMany(addr, id, 1, &v) ? v : MBC_NONE;
}

// 送命令:寫 [id][參數…]。p 指向參數、n = 參數幾個 byte(沒參數就不填)。成功回傳 true
bool mbcWrite(uint8_t addr, uint8_t id, const uint8_t *p, uint8_t n) {
  Wire.beginTransmission(addr);
  Wire.write(id);
  for (uint8_t i = 0; i < n; i++) Wire.write(p[i]);
  return Wire.endTransmission() == 0;
}

// 等感應器準備好(狀態旗標 F3 的 bit0 = 1),最多等 ms 毫秒。準備好了回傳 true
bool mbcWaitReady(uint8_t addr, uint16_t ms) {
  unsigned long start = millis();
  while (millis() - start < ms) {
    int16_t f = mbcRead(addr, 0xF3);
    if (f != MBC_NONE && (f & 1)) return true;
    delay(50);
  }
  return false;
}

共用 3:掃描線上裝置

做什麼: 掃 0x08~0x77,有回應的就讀 F0 認出是哪一款 MBC 產品、韌體幾版、位址有沒有換過。

下載 i2c_03_scan.ino

/*
 * MBC 通用 I2C × Arduino 共用範例 3:掃描線上有哪些裝置
 * ------------------------------------------------------------
 * 這個範例會做什麼?
 *   把 I2C 位址 0x08~0x77 全部敲一遍,有回應的就讀 F0「裝置 ID」認出是哪一款 MBC 產品
 *   (不是 MBC 的裝置會印「其他裝置」)。接線有沒有通、位址換成什麼、同一條線上接了幾個,
 *   一跑就知道。每 3 秒掃一次。
 *
 * 你需要:任何 MBC 通用 I2C 版感應器(可以同時接好幾個,位址不同就行)。
 *
 * 接線:
 *   感應器 VCC → 5V      感應器 GND → GND
 *   感應器 SDA → A4      感應器 SCL → A5         (UNO / Nano)
 *   UNO R4 接 SDA / SCL 腳;ESP32 接 GPIO 21 (SDA) / GPIO 22 (SCL)
 *
 * 怎麼看結果:
 *   序列埠監控窗 115200。
 */

#include <Wire.h>

const int16_t MBC_NONE = -32768;         // 「沒有這個值/讀不到」的代號

bool mbcWrite(uint8_t addr, uint8_t id, const uint8_t *p = NULL, uint8_t n = 0);

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  mbcBegin();
  delay(500);
  Serial.println(F("=== MBC 通用 I2C:掃描 ==="));
}

void loop() {
  uint8_t found = 0;
  Serial.println(F("掃描 0x08 ~ 0x77 ..."));
  for (uint8_t a = 0x08; a <= 0x77; a++) {
    Wire.beginTransmission(a);           // 敲門
    if (Wire.endTransmission() != 0) continue;   // 沒人應門 → 下一個
    found++;
    Serial.print(F("  0x"));
    if (a < 0x10) Serial.print('0');
    Serial.print(a, HEX);
    Serial.print(F("  "));

    int16_t id = mbcRead(a, 0xF0);       // 讀裝置 ID
    if (id == MBC_NONE) { Serial.println(F("其他裝置(不是 MBC,或不是通用 I2C 版)")); continue; }
    uint8_t factory = (uint8_t)(id & 0xFF);
    uint8_t hw0     = (uint8_t)((id >> 8) & 0xFF);
    printProduct(factory, hw0);
    int16_t fw = mbcRead(a, 0xF2);
    Serial.print(F("  韌體 ")); Serial.print(fw / 100); Serial.print('.'); Serial.print(fw % 100);
    Serial.print(F("  協議 v")); Serial.print(mbcRead(a, 0xF1));
    if (factory != a) { Serial.print(F("  (位址已換過,出廠是 0x")); Serial.print(factory, HEX); Serial.print(')'); }
    Serial.println();
  }
  if (!found) Serial.println(F("  沒有任何裝置:檢查 SDA/SCL 有沒有接反、VCC/GND 有沒有插緊"));
  Serial.print(F("共 ")); Serial.print(found); Serial.println(F(" 個裝置"));
  delay(50);
  delay(2950);
}

// 用出廠位址+hw[0] 認產品
void printProduct(uint8_t factory, uint8_t hw0) {
  if      (factory == 0x16 && hw0 == 8)  Serial.print(F("循行者 8 路"));
  else if (factory == 0x16 && hw0 == 16) Serial.print(F("循行者 16 路"));
  else if (factory == 0x29 && hw0 == 2)  Serial.print(F("測距者 2 路"));
  else if (factory == 0x29 && hw0 == 8)  Serial.print(F("測距者 8 路"));
  else if (factory == 0x42 && hw0 == 1)  Serial.print(F("掌控者 PS2"));
  else if (factory == 0x42 && hw0 == 2)  Serial.print(F("掌控者 PS4"));
  else if (factory == 0x6A)              Serial.print(F("IMU 陀螺儀"));
  else if (factory == 0x4C && hw0 == 1)  Serial.print(F("神攝手 學校版"));
  else if (factory == 0x4C && hw0 == 2)  Serial.print(F("神攝手 WRO 版"));
  else                                   Serial.print(F("不認識的 MBC 裝置"));
}

// ============================================================
// 以下是「通訊小幫手」(MBC I2C 協議 v2):負責跟感應器講話。
// 所有 MBC 範例都一樣,不用改,也不用看懂。
//   讀法:寫 [編號] → 等 2 ms → 讀 2×k 個 byte = 從該編號起連續 k 個 int16(小端)
//   沒有這個編號(空號)時感應器回 -32768(MBC_NONE)
// ============================================================

// 開始 I2C 通訊(setup 裡呼叫一次)
// UNO/Nano:SDA=A4、SCL=A5;UNO R4:SDA/SCL 腳;ESP32:預設 GPIO21(SDA)/22(SCL)
void mbcBegin() {
  Wire.begin();
#if defined(WIRE_HAS_TIMEOUT)
  Wire.setWireTimeout(25000, true);      // 線沒接好時,不會讓 Arduino 當機卡住
#endif
}

// 從位址 addr 的感應器,由編號 id 起連續讀 k 個值(1~16)放進 out。全部讀到回傳 true
bool mbcReadMany(uint8_t addr, uint8_t id, uint8_t k, int16_t *out) {
  if (k < 1) k = 1;
  if (k > 16) k = 16;                    // 一次最多 16 個值(32 byte,Wire 緩衝區上限)
  Wire.beginTransmission(addr);
  Wire.write(id);                        // 告訴感應器:我要從第 id 號開始讀
  if (Wire.endTransmission() != 0) return false;
  delay(2);                              // 等 2 ms 再讀(ESP32 型的產品一定要等)
  uint8_t n = (uint8_t)(2 * k);
  if (Wire.requestFrom(addr, n) != n) return false;
  for (uint8_t i = 0; i < k; i++) {
    uint16_t lo = Wire.read();           // 先來的是低位元組
    uint16_t hi = Wire.read();           // 再來高位元組(小端)
    out[i] = (int16_t)(uint16_t)(lo | (hi << 8));
  }
  return true;
}

// 讀一個值。讀不到(沒接好)回傳 MBC_NONE
int16_t mbcRead(uint8_t addr, uint8_t id) {
  int16_t v;
  return mbcReadMany(addr, id, 1, &v) ? v : MBC_NONE;
}

// 送命令:寫 [id][參數…]。p 指向參數、n = 參數幾個 byte(沒參數就不填)。成功回傳 true
bool mbcWrite(uint8_t addr, uint8_t id, const uint8_t *p, uint8_t n) {
  Wire.beginTransmission(addr);
  Wire.write(id);
  for (uint8_t i = 0; i < n; i++) Wire.write(p[i]);
  return Wire.endTransmission() == 0;
}

// 等感應器準備好(狀態旗標 F3 的 bit0 = 1),最多等 ms 毫秒。準備好了回傳 true
bool mbcWaitReady(uint8_t addr, uint16_t ms) {
  unsigned long start = millis();
  while (millis() - start < ms) {
    int16_t f = mbcRead(addr, 0xF3);
    if (f != MBC_NONE && (f & 1)) return true;
    delay(50);
  }
  return false;
}

你會看到:

=== MBC 通用 I2C:掃描 ===
掃描 0x08 ~ 0x77 ...
  0x29  測距者 2 路  韌體 2.0  協議 v2
共 1 個裝置

常見問題

Q:一直出現「找不到感應器」?

  1. 檢查 SDA、SCL 有沒有接反(UNO:SDA → A4、SCL → A5;ESP32:21 / 22)。
  2. 檢查 VCC、GND 有沒有插緊。
  3. 確認是 通用 I2C 版:SPIKE 版、EV3 版的韌體不同,不能直接接 Arduino。舊板(PA9/PA10 沒有 I2C)也沒有通用 I2C 版。
  4. 跑 共用 3 掃描,看線上到底有沒有裝置、位址是不是被換過。

Q:讀到 -32768 代表什麼? -32768(程式裡叫 MBC_NONE)有兩種意思:① 小幫手讀不到感應器(接線鬆了、位址錯了);② 那個編號是空號——測距者 2 路只有 01~08,去讀 09 就會拿到 -32768。正常的距離不可能是這個數字,所以可以直接拿來判斷「這筆資料不能用」。

Q:ESP32 讀不到、或讀到的值怪怪的? MBC 有些產品(掌控者 PS4、神攝手)本身是 ESP32 做的,不能「時脈延展」,主機寫完編號要等 2 ms 再讀。小幫手 mbcReadMany 裡已經有 delay(2),請不要刪掉。ESP32 當主機時 I2C 腳位預設是 GPIO 21(SDA)/22(SCL)。

Q:距離一直是 120/1200? 那個方向 120 公分內真的沒東西,或那顆雷射失效了。跑 範例 6 看 07 故障位元圖就知道是哪一種。

Q:序列埠監控窗一堆亂碼? 速度沒選 115200,在監控窗右下角改好就正常了。

Q:可以同時接測距者 2 路和 8 路嗎? 兩款出廠都是 0x29,要先用 共用 1 把其中一個換位址。位址不同的 MBC 產品(例如循行者 0x16)本來就能接在同一組線上。

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