【Arduino入門教學】第19篇：滾珠傾斜開關（Tilt Switch 原理、SW-520D 引腳接線圖與數位輸入程式範例）

前言：什麼是滾珠傾斜開關？

在 Arduino 入門感測器中，滾珠傾斜開關（Tilt Switch Sensor） 是最簡單且實用的「姿勢與角度感測元件」。

它常被應用於：

• 倒地警報器（如老人跌倒防護、安全帽撞擊偵測）

• 遊戲手把或玩具的傾斜觸發

• 智慧防盜系統（物品被移位或傾斜時發出警報）

相比昂貴且複雜的三軸加速度計（如 MPU6050），滾珠開關成本極低、控制簡單，只需讀取 高電位（HIGH）或 低電位（LOW） 數位訊號即可完成觸發！

一、 滾珠傾斜開關（SW-520D）工作原理

常見的滾珠傾斜開關型號為 SW-520D，其外觀為一個小型金屬或塑膠圓柱管，內部包含：

1. 兩根金屬電極（Pins）：延伸至金屬管內部底部。

2. 1～2 顆微型金屬滾珠：可以在金屬管內自由滾動。

觸發機制說明

• 直立/立起時： 內部的金屬滾珠受重力落至底部，同時接觸兩根金屬電極，使電路導通（Closed/ON）。

• 傾斜/倒下時（角度通常 >15∘∼45∘）： 滾珠滾離底部電極，導致兩腳位之間斷開（Open/OFF）。

二、 實驗材料與電路接線圖

🛠️ 所需材料清單

• Arduino Uno R3 開發板 × 1

• 2 腳位滾珠傾斜開關（SW-520D 裸晶元件） × 1

• 10kΩ 電阻 × 1（作為下拉電阻，防止腳位訊號懸空浮動）

• 實驗麵包板 × 1

• 杜邦線 × 3～4 根

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/*
 * 【Arduino入門教學】第19篇：2 Pin 滾珠傾斜開關實作
 * 發佈單位：米羅科技文創學院
 * 說明：讀取 2 Pin SW-520D 滾珠開關訊號，並透過 Serial Monitor 與板載 LED 顯示狀態
 */

const int TILT_PIN = 2;       // 滾珠開關連接至 Pin 2
const int BOARD_LED = 13;     // 使用 Arduino 開發板內建的 Pin 13 LED

int tiltState = 0;            // 儲存開關狀態的變數

void setup() {
  Serial.begin(9600);              // 初始化序列埠通訊，鮑率 9600
  pinMode(TILT_PIN, INPUT);        // 設定 Pin 2 為數位輸入
  pinMode(BOARD_LED, OUTPUT);      // 設定板載 LED 為輸出模式
  
  Serial.println("【Mirotek】滾珠傾斜開關測試開始...");
}

void loop() {
  // 讀取 Pin 2 數位電位 (HIGH 或 LOW)
  tiltState = digitalRead(TILT_PIN);

  // 判斷開關狀態
  if (tiltState == HIGH) {
    // 導通狀態（通常為直立時）
    digitalWrite(BOARD_LED, HIGH); // 點亮板載 L 燈
    Serial.println("狀態：直立 / 導通 (HIGH)");
  } else {
    // 斷開狀態（傾斜時）
    digitalWrite(BOARD_LED, LOW);  // 熄滅板載 L 燈
    Serial.println("⚠️ 警報：裝置已傾斜 / 斷開 (LOW)");
  }

  delay(200); // 簡短延遲 0.2 秒，避免序列埠刷頁過快並過濾機械彈跳
}