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浪中有穩

防傾倒平衡支架與防暈眩閱讀介面

隊伍|水火狐No.24技術組 佳作

作品簡介

以 Arduino 與 MPU6050 製作雙軸動態平衡支架,防止物品傾倒;另以 3D 網頁讓閱讀畫面在船身搖晃時維持水平。服務海上工作者與船舶乘客。

想解決的問題

船身搖晃讓桌面物品滑落,盯著螢幕閱讀時也更容易暈眩。

怎麼運作

支架以 3D 列印機構搭配 Arduino Uno、SG90 伺服馬達與 MPU6050 六軸感測器,組成 Roll 與 Pitch 雙軸動態平衡系統:船身搖晃時,Arduino 即時讀取加速度與角速度,算出反向補償量後驅動馬達,讓承載面維持水平;遇到水平加速度時,平面會朝加速度方向調整,減少物品傾倒。

閱讀介面的後端以 Flask 建置,/data 路由接收感測器傳來的 JSON,/latest 路由提供最新姿態;前端以 Three.js 的 WebGLRenderer 渲染 3D 場景,再用 CSS3DRenderer 把網頁嵌入 3D 空間,呈現模擬的 Windows 介面。前端可用 JavaScript 輪詢 API 取得 Pitch 與 Roll,或透過 Web Serial API 直接與 Arduino 建立序列埠連線,再依角度反向旋轉場景,讓雙眼看到的畫面維持水平。

目前 MVP 已完成電路整合與組裝,手動模擬搖晃時,閱讀畫面能保持水平,支架也能即時反向補償,Web Serial API 的姿態讀取延遲低、渲染流暢。實測發現 SG90 運作時會輕微抖動,下一代規劃改用直流馬達並導入 PID 控制,把控制模組與線路收進封閉式外殼。3D 列印圖檔、原始碼與 API 將開源釋出,後續也評估延伸到火車、汽車等陸上載具。

核心功能

  1. 01

    雙軸動態平衡支架

  2. 02

    防暈眩 3D 閱讀介面

  3. 03

    開源圖檔與程式