感謝各位讀者的支持，連載終於邁入最終回了！本期專題要介紹如何使用Android 手機上的姿態感測器來控制樂高EV3 機器人。有接觸過App Inventor 的師長朋友們，歡迎從App Inventor 中文學習網的檔案庫下載本程式的aia 原始檔與apk 安裝檔。
什麼是Direct Command？為什麼需要它？
根據樂高官方文件， 您可以使用Direct Command做到的重要功能有：
• 啟動／停止主機上指定檔名的程式。
• 控制馬達啟動、停止、轉向、電力與角度上限。
• 取得感測器值與狀態
其餘功能，請參考官方文件（註1）。
開始玩機器人
本範例的機器人與2013 年1 月號的「翻轉控制」專欄是一樣的，只是由NXT 換成EV3 機器人而已。機器人不須加裝任何感測器，只要用兩顆馬達組裝成雙輪機器人即可。本範例是將馬達接在EV3 主機的輸入端A 與B。請確認EV3 主機的藍牙已啟動，接著將EV3 主機與Android 手機進行藍牙配對（註3），完成之後就可以把機器人放到一邊了。啟動藍牙之後，您可以從EV3主機的螢幕左上角看到藍牙的符號。
接下來依序介紹程式的各個功能：
STEP1 登入畫面：
首次進入程式的畫面如圖1a ，這時只有「EV3 裝置/ 連線」按鈕可以按，其它所有按鈕都無法操作。點選「EV3裝置/ 連線」按鈕後進入藍牙裝置清單（圖1b），請找到剛剛配對完成的EV3主機名稱（本範例為abc），點選之後就會由Android 裝置對EV3 主機發起藍牙連線。順利連線成功的話，「EV3裝置/ 連線」按鈕會變成不可按的狀態，其他按鈕則都可按（圖1c）。
圖1b 點選連線按鈕後進入藍牙裝置清單。
圖1c 連線成功後的畫面。
STEP2 程式初始化：
在點選連線清單之前（ListPicker_EV3 清單選取器的BeforePicking 事件），需先將清單內容指定為Android裝置上的藍牙配對清單（圖2a），其中connected 這個布林變數是用來指示現在手機是否已和機器人成功連線。
點選之後， 會先測試連線是否成功，成功則將「EV3 裝置/ 連線」按鈕設為不可點選，「斷線」等按鈕設為可點選（圖2b）。
STEP3 直接控制副程式start與stop：
直接控制的奧妙之處在於直接對EV3 發送位元陣列， 只要按照樂高官方文件（註1）的說明，以正確的格式來發送資料即可。以 start 副程式來說， 它可接受兩個參數：port／ speed。您可以看到每次呼叫它時， 都會初始化一個名為 data 的空清單，以本範例來說，每一個清單元素代表一個位元組長度的內容。格式為：（13, 0, 0, 0, 128, 0, 0, 165,
0, port , 129, speed , 166 ,0, port），如圖3a。這當然需要您去查找官方文件中各個欄位所代表的意義。在此我們是將port 與 speed 用變數來控制， 代表所要控制的馬達與其轉速。最後透過BluetoothClient 元件將整個data 清單經由藍牙發送給EV3 機器人即可。
到了stop 副程式，資料格式當然也有所改變。我們還用一個if 判斷式去檢查stop 參數是否為true ， 如果是則在data 清單最後加入1 ，反之則加入0。這樣發送出去之後就能控制機器人是否要停止動作（圖3b）。
藉由這樣的架構，當您要改用姿態控制、觸碰點控制、語音控制時，整體架構是不變的，差別只在於如何修改speed 變數值而已。
STEP4 姿態感測器：
當手機的姿態發生變化時，就會自動呼叫它的姿態改變（OrientationChanged） 事件， 並會把XYZ 的軸向變化以pitch、roll 與azimuth 這三個事件變數呈現， 供我們取用。由圖4a 可知， 我們要透過X 軸向傾斜來控制機器人前進，Y 軸向傾斜來控制左右轉彎等。在本範例中我們使用另外一個Angle 參數（回傳一個角度代表手機往哪個方向傾斜）求出兩顆馬達的轉速。
在此有兩個重要的變數angle 與power：angle 代表手機的傾斜角度，這是由姿態感測器的Angle 參數再減去45 所決定，45 代表座標軸的偏移量。接著是power 變數，這是一個介於0 ∼ 1 之間的小數，代表手機的傾斜程度，數字愈大代表愈斜。power 變數值是由姿態感測器的Magnitude 變數再乘上200 所決定，200 是一個調控用的參數，數字愈大，代表在同樣的傾斜度下，機器人會跑得愈快，但是也更敏感而不好操控。樂高EV3 機器人的馬達電力範圍為100（正向全速旋轉）到-100（反向全速旋轉），數值超過上下限則就限制在100 或-100 ，如圖4b。
這四個重要的參數（pitch、roll、左馬達轉速與右馬達轉速）都會更新在畫面中間的四個Label 標籤元件上。先呼叫一次 stop 副程式，讓馬達先短暫停頓。接著呼叫兩次start 副程式，分別傳入「port =1；speed = cos(angle x power)」與「port =2；speed= sin( angle x power)」這組參數，代表根據姿態感測器的姿態變化量，進行三角函數運算結果，來決定左右馬達的轉速。
最後，把夾角與左右輪轉速捨去小數點之後（round 指令），將計算結果更新在Screen 的狀態列上，如圖4c。
STEP5 斷線：
按下「斷線」按鈕之後，會中止藍牙連線（BluetoothClient.Disconnect指令），並使畫面上的各個元件恢復到程式一開始時的狀態。
操作
實際執行的時候，請先確認EV3 已經開機且藍牙也啟動了。接著在您的Android 裝置上點選畫面中的「EV3裝置/ 連線」按鈕， 會進到如圖1b的藍牙清單畫面，點選您所要的EV3主機名稱並連線成功後，試著把手機左右搖晃看看。朝前方傾斜，機器人就會前進，傾斜愈多，機器人跑得愈快（圖5a）。左右傾斜的話則是控制機器人左轉或右轉（圖5b）。在App Inventor 官方推出EV3 的元件之前，您也可以用這樣的方法來直接控制樂高EV3 機器人喔！
本程式已上架Google play，請到Google Play 搜尋「CAVE 教育團隊」就找得到我們的樂高機器人系列app 了。歡迎大家到App Inventor 中文學習網的檔案庫下載本程式的aia 原始檔與apk 安裝檔。
註1：樂高EV3 直接控制指令的相關文件請參閱此網頁：http://botbench.com/blog/2014/02/19/ev3-buildyour-own-block-and-hdksdk-docs-available/
註2： 想學如何開發App Inventor 程式嗎？ 請到App Inventor 中文學習網（http://www.appinventor.tw）與
我們一同學習。
註3： 與EV3 連線後如果出現「Error 402」之錯誤訊息請不必理會，程式依然能正確執行。
文章原文刊載於《ROBOCON》國際中文版2015/3月號
