[Day 25]-用JS控制Arduino吧！讓你實體轉動網頁上的東西！最狂的加速度應用(?!) - Johnny Five 之 Accelerometer 三軸加速度計 - 狂應用篇

第 11 屆 iThome 鐵人賽

DAY 25

IoT

IoT沒那麼難！新手用JavaScript入門做自己的玩具～系列第 26 篇

[Day 25]-用JS控制Arduino吧！讓你實體轉動網頁上的東西！最狂的加速度應用(?!) - Johnny Five 之 Accelerometer 三軸加速度計 - 狂應用篇

11th鐵人賽

King Tzeng

團隊Amos的推坑教2.0

2019-10-10 21:39:20

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★本系列文章已集結成冊，和系列文不同的是：

本書使用大量的圖解來說明LED系列、多種感測器等原理。

補足系列文程式碼的解說，增加逐行程式碼的詳細解說！

全彩的書籍，用圖解的方式，讓讀者來理解Johnny-Five各種API的功能與效果，讓你不會只讀文字看到想睡覺而學不起來。

歡迎大家做出自己想要的玩具，為了樂趣而學習，讓學習變成你的樂趣！ヽ(・×・´)ゞ
讓Arduino也能用JavaScript創造出屬於自己的作品！

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《IoT沒那麼難！新手用 JavaScript 入門做自己的玩具！（iT邦幫忙鐵人賽系列書）》
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ISBN:9789864345328

連續兩天講解三軸加速度計，應該有比較了解一點吧.....

本魯宅：有的話請在留言處 +1 ～
謎之音：才沒有...ಠ_ಠ

今天要來把我 4 年前和 Amos 老師學的 CSS3 3D 技術運用在這次的應用上～ (ง๑ •̀_•́)ง

下音樂 again ～
登登楞登～登登～ (多拉A夢的音效)

「瘋狂麥塊」～ (๑•̀ㅂ•́)و✧

故事是這樣開始的…

本魯宅以前遇到Amos老師學到了很多實用的技巧和應用）～（心之音：謝謝老師）

回想4年前什麼都不會的我，還在新手村上課的時候～
記得老師出了一個作業是「 3D 選單」，Amos 老師那時候用CSS3寫出 3D 的 Box 超帥的！(✪ω✪)
所以我就沒有乖乖的寫作業，而是寫了.....

✿✿✿「 3D 8-bit 花」 ✿✿✿ d(d＇∀＇)
CodePen：https://codepen.io/tinatyc/full/mqqRpV

謎之音：這樣根本是沒交作業吧(ㆆᴗㆆ)...

而且這朵花是立體的超帥的！！能學到這個技術真是太好了～(｡◕∀◕｡)
現在就和我一起連接加速度器，讓我們實體轉動時，螢幕內的物件也可以一起轉動！！

怎麼做？想法是這樣的～

利用昨天 Accelerometer 物件返回值 pitch、roll、inclination 去改變 HTML 元素的 CSS3 屬性 "transform: rotateX(deg) rotateY(deg) rotateZ(deg); 角度！
隨著加速度器回傳的數值套用到CSS3上，實現轉動的感覺～

擷取 MDN - transform

'' transform CSS 屬性可以讓你修改 CSS 可視化格式模型（visual formatting model）的空間維度。使用此屬性，元素可以被平移、旋轉、縮放和傾斜。 ''

那麼開始吧！GOGO！ξ( ✿＞◡❛)

透視 HTML

一個立方體的組成有上、下、左、右、前、後六個面所組成

所以需要六個 div

<div class="box">
  <div class="front">F</div>
  <div class="back">B</div>
  <div class="top">T</div>
  <div class="bottom">BT</div>
  <div class="left">L</div>
  <div class="right">R</div>
</div>

接著我們要使用魔法～（~~並不是~~
我們要使用 CSS 的 transform-style: preserve-3d;

但 transform-style 作用於子元素，所以我們要給它一個爸爸 div 父層，讓它繼承 preserve-3d 的屬性，讓原本只有 2 個軸度的 HTML 變成 3 軸，也就是 2D 變成 3D ！

//宣告元素的子代應放置在3D空間中。
.box {
  transform-style: preserve-3d;
}

設定立方體的面

現在你會覺得很困惑～
為什麼告訴瀏覽器「我的HTML是3D元素喔！」，結果得到的是這個畫面！

正方形都疊在一起啦！！(ಠ益ಠ)

所以......
要繼續設定立方體各面的位置就定位！
因為現在 box 的孩子是立體的，但是 box 本身不是立體的，看起來當然就是平面囉～

box 沒爸爸，這時候就要給他一個爸爸 div (認親大會XD)，外面再包一層 div ，讓 box 成為真正的 3D 立體物！ヽ(・×・´)ゞ

box 變 3D 後才看的到 box 的孩子進而定位～

<div class="space3d">  //阿公讓爸爸變3D
  <div class="box">  //爸爸讓孩子變3D
    // 以下都是孩子
    <div class="front">F</div>
    <div class="back">B</div>
    <div class="top">T</div>
    <div class="bottom">BT</div>
    <div class="left">L</div>
    <div class="right">R</div>
  </div>
</div>

接著你應該就會看到爸爸和孩子都變立體了～

如果想更了解定位和透視怎麼寫～

請找 Amos 老師教你～（被打
不過我是說真的....
因為我 CSS 不是很強，但 CSS 很吃觀念！
老師在這一塊已經是大師等級 LV.99999 Master
真心推薦！Amos 老師喔(*´∀`)～♥

Amos 老師的 3D相關連結

CSSCOKE - CSS3 3D魔術方塊
CodePen - Pure CSS 3D - Pocket Rubik's Cube
Youtube CSScoke - CSS3 3D魔術方塊效果
Youtube CSScoke - CSS3 3D選單作業優選

做好方塊之後～我們就可以來寫程式啦！
本魯宅：我愛程式！ε٩(๑> ₃ <)۶з

後端部分：

後端程式碼

var io = require('socket.io');
var express = require('express');
var five = require('johnny-five');

var board = new five.Board();
var app = express();

app.use(express.static('www'));
var server = app.listen(3000, function() {
  console.log('connected!');
});

var sio = io(server);

board.on('ready', function() {
  var accelerometer = new five.Accelerometer({
    controller: 'ADXL345',
  });

  sio.on('connection', function(socket) {
    accelerometer.on('change', data => {
      const { acceleration, inclination, orientation, pitch, roll, x, y, z } = accelerometer;
      // 送 返回值 給前端接收
      socket.emit('startData', {
        axis: data,
        pitch: pitch,
        roll: roll,
        acceleration: acceleration,
        inclination: inclination,
        orientation: orientation,
      });
    });
  });
});

前端部分

HTML

<div class="space3d">  //阿公讓爸爸變3D
  <div class="box">  //爸爸讓孩子變3D
    // 以下都是孩子
    <div class="front">F</div>
    <div class="back">B</div>
    <div class="top">T</div>
    <div class="bottom">BT</div>
    <div class="left">L</div>
    <div class="right">R</div>
  </div>
</div>

CSS Style

.space3d {
  width: 310px;
  height: 310px;
  border: 1px solid #5b4b00;
  margin: auto;
  position: relative;
  top: 25%;
  perspective: 0px;
  transform-style: preserve-3d;
  transition: 1s;
  /* transform: rotateX(45deg) rotateY(0deg) rotateZ(40deg); */
}

.box {
  width: 100px;
  height: 100px;
  /* border: 1px solid #0f0; */
  position: absolute;
  top: 0;
  right: 0;
  bottom: 0;
  left: 0;
  margin: auto;
  transform-style: preserve-3d;
}

.box div {
  width: 100%;
  height: 100%;
  outline: 2px solid #000;
  position: absolute;
  top: 0;
  left: 0;
  font-size: 60px;
  text-align: center;
  line-height: 100px;
}

.box .front {
  transform: translateZ(50px);
  background-color: #ffc9b596;
}

.box .back {
  transform: rotateY(180deg) translateZ(50px);
  background-color: #ffc1078f;
}

.box .top {
  transform: rotateX(90deg) translateZ(50px);
  background-color: hsla(330, 100%, 60%, 0.5);
}

.box .bottom {
  transform: rotateX(270deg) translateZ(50px);
  background-color: #7fe0ff80;
}

.box .left {
  transform: rotateY(270deg) translateZ(50px);
  background-color: #d15eff80;
}

.box .right {
  transform: rotateY(90deg) translateZ(50px);
  background-color: #59e24596;
}

接下來是前端 JavaScript 的程式部分～

JavaScript

var socket = io.connect();

socket.on('startData', function(data) {
  // 當socket開始連線時，接收資料
  axis = data.axis; 
  x = axis.x.toFixed(3);
  y = axis.y.toFixed(3);
  z = axis.z.toFixed(3);
  pitch = (data.pitch * 10).toFixed(2);
  roll = (data.roll * 10).toFixed(2);
  acceleration = data.acceleration.toFixed(3);
  inclination = data.inclination.toFixed(2);
  orientation = data.orientation;

  //將接收到的數值印在 HTML 上
  $('.xAxis').text(x);
  $('.yAxis').text(y);
  $('.zAxis').text(z);
  $('.pitch').text(pitch);
  $('.roll').text(roll);
  $('.acceleration').text(acceleration);
  $('.inclination').text(inclination);
  $('.orientation').text(orientation);

  // 利用 transform 改變 box 的 XYZ 軸。
  $('.space3d').css('transform', 'rotateX(' + pitch + 'deg) rotateY(' + roll + 'deg) rotateZ(' + inclination + 'deg)' );
});

因為回傳數值小數點太多位，所以我用.toFixed(Num);小數點後 2～3位數以便閱讀；

一樣我們用 jQuery 的 .css() 函式一直呼叫改變 box 的 rotate 各個軸的角度(deg)。