行空板M10扩展板+可看时刻的小板砖- Makelog(造物记)

【思维导图】

【项目简介】

行空板M10推出新品扩展板 —— 行空板M10扩展板组合（含电机IO扩展板、金手指扩展板、800mAh电池扩展板），实拍：

专为M10量身定制的屏幕保护壳也已经出了：

希望活动结束后，可以有机会得到这个保护壳，这样就完美了。

【创意思路】

搭配M10扩展板的初衷就是，为了利用行空板M10结合电池扩展板，来设计更智能更实用的便携式设备。因此，第一反应就是要设计可佩戴的，比如手表、手环之类的。M10结合了扩展板后，便携性确实是大大提高了，但感觉组合在一起，不像手表手环，倒是像一块板砖，一块带屏幕的小板砖。

软件方面，以往的项目都是用图形化的编程界面，这次打算尝试一下Python编程。

先来展示一下作品最终效果，说得直白一点，其实就是用纯Python编程做了一个钟，利用电池扩展板的便携性，拿在手上揣在裤兜，非常的方便，遇到紧急情况还能临时用来做为“小板砖”之用。

纯Python编程的好处就是编程自由，Python库内容丰富，而且可以用各种编译器来就进行程序调试，非常方便。与图形化编程相比，不再受图形化编程的局限和约束，当然对编程水平的要求也相应的提高了，需要有Python编程的基础。

【实操流程】

一、Mind+准备

首先通过USB连接线将行空板连接到计算机，连接电脑仅仅用于编程，后续当“小板砖”用时，打开电池扩展板电源，即可实现“轻装上阵，无线可能”。

启动Mind+软件，点击“Python模式”，选择“代码”编程方式，在“项目中的文件”新建Python程序文件，双击文件即可对该文件在程序编写区内进行编程。

二、程序编写

1、导入所需功能库

其中tkinter是Python的一个标准GUI（图形用户界面）库，功能类似于unihiker库中的GUI模块。

2、初始化与参数设置

这部分代码完成了：

(1)创建tkinter主窗口，设置标题、尺寸和背景色；

(2)定义时钟的几何参数：中心点坐标 (100,100) 和半径90像素；

(3)调用三个关键方法：界面设置setup_ui、表盘绘制draw_clock_face和时钟更新update_clock。

3、界面设置与画布创建setup_ui

这里创建了两个主要界面元素：

(1)canvas画布：200x200像素大小，用于绘制时钟的所有图形元素；
(2)数字时间标签：使用24号Arial字体，绿色文字显示精确时间；
(3)通过pack布局管理器设置元素间距。

4、表盘绘制原理draw_clock_face

这部分代码实现了：
(1)绘制圆形外框：使用create_oval方法，根据中心点和半径计算边界坐标
(2)绘制 12 个时刻刻度：每个小时刻度间隔30度（360度/12小时）；使用三角函数计算每个刻度的起点和终点坐标；刻度线长度为10像素（从半径减10到半径）
(3)绘制中心圆点：标记时钟中心位置
(4)创建指针：初始化为垂直向上（12点位置），后续会动态更新

5、指针运动的数学原理draw_clock_face

这里是整个程序的核心逻辑，涉及几个关键数学概念：
(1)角度计算
秒针：每秒移动6度（360度/60秒）
分针：每分钟移动6度，同时考虑秒数的影响（例如，30秒时分针移动0.5度）
时针：每小时移动30度（360度/12小时），同时考虑分钟的影响（例如，30分钟时时针移动15度）
(2)坐标转换
使用三角函数将角度转换为画布上的坐标：
x = center_x + radius * cos(angle)
y = center_y + radius * sin(angle)
(3)角度修正
由于数学中的角度以3点钟方向为0度，而时钟通常以12点钟方向为0度，因此需要减去90度（- 90）进行修正。
(4)指针长度
时针：半径的1/3
分针：半径的2/3
秒针：半径的5/6
通过不同长度区分三根指针的层级关系。

(5)动态更新机制

数字时间更新：使用strftime('%H:%M:%S')格式化当前时间；

递归调用：通过root.after(1000, ...)方法，每1000毫秒（1 秒）调用一次update_clock方法；

非阻塞更新：这种方式不会阻塞tkinter 的主事件循环，确保界面响应流畅。