/** * HCSR04 驱动类 — PU机器人胸前声呐
 */
class HCSR04 {
    trig: DigitalPin; echo: DigitalPin;
    constructor(t: DigitalPin, e: DigitalPin) {
        this.trig = t; this.echo = e;
        pins.digitalWritePin(this.trig, 0);
    }
    distance_cm(): number {
        pins.digitalWritePin(this.trig, 0);
        control.waitMicros(5);
        pins.digitalWritePin(this.trig, 1);
        control.waitMicros(10);
        pins.digitalWritePin(this.trig, 0);
        let t = pins.pulseIn(this.echo, PulseValue.High, 30000);
        return (t <= 0) ? 500 : t * 0.0171821;
    }
}

// 1. 设置硬件和语音
let sonarDevice = new HCSR04(DigitalPin.P2, DigitalPin.P8);
billy.voicePreset(BillyVoicePreset.LittleRobot);
music.setVolume(150);

basic.forever(function () {
    // 对距离进行四舍五入以避免卡顿
    let distance = Math.round(sonarDevice.distance_cm());

    // --- 声呐乒声逻辑 ---
    // 物体越近，音调越高、蜂鸣越快
    let pitch = Math.map(distance, 2, 100, 2000, 200);
    let pulseDelay = Math.map(distance, 2, 100, 100, 800);
    music.playTone(pitch, 50);
    basic.pause(pulseDelay);

    // --- 情况1：危险区域（太近了！） ---
    if (distance > 0 && distance < 6) {
        music.setVolume(255); // 紧急情况最大音量！
        basic.showIcon(IconNames.Skull);
        music.playMelody("C5 P C5 P C5 P C5 P", 500);
        billy.say("Danger, stop!");
    }
    // --- 情况2：检测区域（报告距离） ---
    else if (distance >= 6 && distance < 20) {
        music.setVolume(220); // 正常报告音量
        basic.showIcon(IconNames.Target);
        billy.say("Distance " + distance);
        basic.pause(500);
    }
    // --- 情况3：晴空 ---
    else {
        music.setVolume(150);
        basic.showIcon(IconNames.Asleep);
        basic.pause(500);
    }
});

5. 技术解释：工作原理

声呐驱动程序

HCSR04类充当micro:bit与物理世界之间的"翻译器"。它向引脚2发送一个精确计时的10微秒脉冲，触发传感器发出超声波。然后它在引脚8上等待回波返回。代码使用常量0.0171821计算距离，该常量考虑了声速以及声音需要往返的事实。

理解映射

我们使用Math.map创建反比关系。通常，数值越大输出越大。但在声呐中，我们想要相反的效果：随着距离减小，我们希望音调和速度增大。这创造了告诉你碰撞即将来临的"紧急"潜艇声。

为什么使用`Math.round()`？

超声波传感器可能"抖动"。它可能在一毫秒内报告15.2cm，下一毫秒报告14.8cm。通过使用Math.round()，我们将其变成确定的"15"，防止Robot PU在说出距离时听起来语无伦次或卡顿。

6. 测试与后续步骤

下载代码到你的Robot PU。
跟踪测试： 将手放在距PU胸前15cm处。他应该说"Distance 15"。
红色警报： 将手非常靠近（6cm以内）。PU应该调高音量并高喊"Danger, stop!"。

接下来可以做什么？

自动规避：当检测到"危险"时，添加命令让PU向后太空步。
视觉雷达：使用led.plotBarGraph在蜂鸣声的同时在屏幕上显示距离。

为Robot PU添加视觉雷达让你能在听到声呐乒声的同时，在5×5 LED矩阵上看到距离。我们使用led.plotBarGraph命令，它会根据距离值自动点亮LED，像进度条一样。

视觉雷达实现

用此更新版本替换当前的basic.forever循环。它包含了在PU脸上显示距离的逻辑。

basic.forever(function () {
    // 四舍五入距离以获得稳定读数
    let distance = Math.round(sonarDevice.distance_cm());

    // --- 视觉雷达 ---
    // 在5x5 LED矩阵上绘制条形图
    // 我们使用50cm作为图形的"最大值"
    led.plotBarGraph(distance, 50);

    // --- 声呐乒声逻辑 ---
    let pitch = Math.map(distance, 2, 100, 2000, 200);
    let pulseDelay = Math.map(distance, 2, 100, 100, 800);
    music.playTone(pitch, 50);
    basic.pause(pulseDelay);

    // --- 情况1：危险区域（< 6cm） ---
    if (distance > 0 && distance < 6) {
        music.setVolume(255);
        // 骷髅图标将暂时覆盖条形图
        basic.showIcon(IconNames.Skull);
        music.playMelody("C5 P C5 P C5 P C5 P", 500);
        billy.say("Danger, stop!");
    }
    // --- 情况2：检测区域（6cm - 20cm） ---
    else if (distance >= 6 && distance < 20) {
        music.setVolume(220);
        billy.say("Distance " + distance);
        basic.pause(500);
    }
    // --- 情况3：晴空 ---
    else {
        music.setVolume(150);
        // 此处无图标，条形图保持可见
    }
});

工作原理？

led.plotBarGraph(value, high)： 此命令将当前distance值与high值（本例中为50cm）进行比较。如果距离为50cm或更大，整个屏幕点亮；如果为10cm，只有底部一行点亮。
视觉反馈：这创造了一个"雷达"效果，当你靠近Robot PU胸前时可以看到条形下降。
图标覆盖：像basic.showIcon这样的命令会暂时覆盖条形图。图标序列完成后，forever循环在下一次扫描时将再次绘制条形图。

这是弥合差距的绝佳方式！当你使用"切换技巧"时，你可以看到简单的积木逻辑如何扩展为JavaScript的健壮结构。

你想让我展示你当前的声呐操作员积木在JavaScript中的样子，以便我们开始将其重构为类吗？

下面是从声呐操作员积木过渡到专业的面向对象类。

1. "之前"：JavaScript中的基础积木

如果你用积木搭建声呐扫描然后切换，你的代码看起来像这样：

// 这是MakeCode从基础积木生成的代码
basic.forever(function () {
    let distance = pins.pulseIn(DigitalPin.P8, PulseValue.High, 30000) * 0.0171821
    if (distance < 10) {
        music.playTone(988, 100)
    }
})

问题： 如果你想在不同的项目中使用声呐，你必须再次复制所有这些引脚和数学运算。代码很"杂乱"。

2. "之后"：重构为类

现在，我们将这些逻辑"包装"在一个类中。这使代码变得可复用且整洁。

TypeScript

/**
 * 声呐类：这是一个可复用的"蓝图"
 */
class SonarOperator {
    trig: DigitalPin;
    echo: DigitalPin;

    constructor(trigPin: DigitalPin, echoPin: DigitalPin) {
        this.trig = trigPin;
        this.echo = echoPin;
    }

    // 这个"方法"将复杂的数学运算从主程序中隐藏起来
    getDistance(): number {
        pins.digitalWritePin(this.trig, 0);
        control.waitMicros(2);
        pins.digitalWritePin(this.trig, 1);
        control.waitMicros(10);
        pins.digitalWritePin(this.trig, 0);

        let pulse = pins.pulseIn(this.echo, PulseValue.High, 25000);
        return Math.round(pulse * 0.0171821);
    }
}

// 为Robot PU创建类的"实例"
let puSonar = new SonarOperator(DigitalPin.P2, DigitalPin.P8);

3. 为什么这个JavaScript"更好"

封装： 所有"凌乱的"引脚数学运算都隐藏在getDistance()方法中。在主循环中，你只需调用puSonar.getDistance()。
可读性： 你的主循环现在读起来像故事，而不是数学方程。
"切换技巧"的秘密： 你仍然可以切换回积木！MakeCode会将你的类显示为自定义积木，在保持工作区整洁的同时，你的"专业代码"在幕后运行。

4. 最终整洁的主循环

有了类来处理复杂工作，你的主逻辑变得极其简单：

TypeScript

basic.forever(function () {
    let d = puSonar.getDistance();

    if (d < 6) {
        billy.say("Danger");
    } else {
        led.plotBarGraph(d, 50);
    }
})

提速的终极技巧

当你在JavaScript编辑器中时，使用自动补全。开始输入puSonar.，就会弹出一个列表显示getDistance()。你甚至不需要打完！这是积木做不到的，也是专业程序员速度如此之快的原因。

你想让我演示如何添加"鱼雷"检测逻辑吗？

真正的声呐操作员不仅仅对距离做出反应。他们还关心：

接近速度：物体是否在快速向你移动？
碰撞时间（TTC）：如果以这个速度继续接近，还有多少秒会撞上？

以下是一个更复杂的演示，通过比较当前声呐读数与上一读数来估算目标速度，然后计算预估TTC。如果目标很近且接近速度很高，它将：

发送无线电消息："torpedo warning"
说出预估的接触时间："Contact in X seconds"

需要注意的关键思路：

速度来自差值：closingSpeed = (lastDistance - distance) / dt
碰撞时间是一种预测：ttc = distance / closingSpeed
复杂逻辑结合多种条件（距离+速度）来决定触发哪个警告。

一个重要细节：这个演示使用了两个basic.forever循环。

一个循环根据mode持续选择动作（行走/规避/停止/跳跃）。
另一个循环持续测量距离+速度并更新mode。

6:PU中尉，声呐操作员

课程：Robot PU 潜艇声呐操作员​

1. 背景设置（引言）​

2. 问题定义​

3. 基本解决思路​

4. 实现​

步骤A：添加扩展​

步骤B：操作员脚本​

5. 技术解释：工作原理​

声呐驱动程序​

理解映射​

为什么使用Math.round()？​

6. 测试与后续步骤​

视觉雷达实现​

工作原理？​

1. "之前"：JavaScript中的基础积木​

2. "之后"：重构为类​

3. 为什么这个JavaScript"更好"​

4. 最终整洁的主循环​

提速的终极技巧​

这避免了长阻塞循环，保持机器人响应灵敏。​

课程：Robot PU 潜艇声呐操作员

1. 背景设置（引言）

2. 问题定义

3. 基本解决思路

4. 实现

步骤A：添加扩展

步骤B：操作员脚本