怎樣用Arduino將手勢傳感器和LED環組合

步驟1：組件

1。 Arduino UNO

2。 usb cable

3. APDS9960手勢傳感器

4。 24 led neopixel led ring

5. 雄性 - 男性，男性 - 男性面包板電纜

6。 面包板

7. LED環的5 V電源（我正在使用4節電池）

8 。 要將新像素環連接到面包板，您需要將三個公引腳焊接到它：GND，PWR和控制引腳。為此你需要一個烙鐵和助焊劑

這里的主要部件是APDS-9960手勢傳感器和24個新像素環。您可以根據需要切換不同的arduinos，usb線纜電源和面包板。

步驟2：組裝和上傳

匯編

在開始之前，請確保您擁有所有組件。我們將有一些很好的步驟：）我還將Fritzing原理圖作為圖片和fritzing格式附加。

1。將3個公引腳焊接到新像素環（GND，PWR，控制引腳）

2。將新像素環連接到面包板上

3。將APDS9960傳感器連接到面包板

4。接地：電池組，arduino UNO，APDS9960和neopixel到面包板地面

5。連接電源：arduino UNO 3V至APDS9960電源引腳，neopixel至電池組電源

6。將neopixel控制引腳連接到arduino D6引腳

7。將APDS9960的SDA和SCL分別連接到A4和A5

8。將APDS9960中斷引腳連接到arduino D2

代碼上傳

首先，您需要下載并安裝必要的arduino庫：

1。 Neopixel ring library

2。手勢傳感器庫

如果您不知道如何安裝arduino庫，請查看本教程。

在下一節中，我將把代碼直接嵌入到本教程中，所以如果你愿意，你可以從那里復制并粘貼它。

最后使用usb線將arduino連接到電腦，將1.5伏電池放入電池組，然后將草圖上傳到arduino。

第3步：它是如何工作的？

在最后一部分中，我們將學習如何將這些組件組合在一起，如何使用它們的庫以及我如何使用它們構建我的代碼：

首先讓我們快速瀏覽一下傳感器和我們將使用的neopixel庫API方法

1 。來自adafruit的 Neopixel API

從這個庫我們將使用控制單個led顏色的方法并應用它們

- 包括庫：

#include

- 聲明庫

#define NEOPIXED_CONTROL_PIN 6

#define NUM_LEDS 24

Adafruit_NeoPixel strip = Adafruit_NeoPixel（NUM_LEDS， NEOPIXED_CONTROL_PIN， NEO_RBG + NEO_KHZ800）;

- 初始化

#typically inside the setup block

void setup（） {

strip.begin（）;

# maybe some other stuff here # 。..。

}

- 點亮單個像素然后應用所有修改條帶（以某種方式呈現）

# set up pixel 0 to be red

strip.setPixelColor（0， strip.Color（255， 0， 0））;

# set up pixel 1 to be green

strip.setPixelColor（1， strip.Color（0， 255， 0））;

# set up pixel 2 to be blue

strip.setPixelColor（2， strip.Color（0， 0 255））;

strip.show（）;

2。 APDS 9960手勢傳感器

從這個庫我們將使用“讀取手勢”功能。此功能將能夠區分左右，上下，近遠命令。這里有一個技巧，我們不會連續詢問傳感器的最后一個手勢。電路板能夠通過已發現手勢的中斷“ping”。

- 包括庫，類似于neopixel

- 將庫聲明為中斷引腳，和中斷標志

#define APDS9960_INT 2

SparkFun_APDS9960 apds = SparkFun_APDS9960（）;

int isr_flag = 0;

- 初始化庫，通常在設置函數內

void setup（）

{

# declare the interrupt pin as INPUT and attach a function to it

pinMode（APDS9960_INT， INPUT）;

attachInterrupt（0， interruptRoutine， FALLING）;

if （ apds.init（） && apds.enableGestureSensor（true）） {

Serial.println（“APDS-9960 initialization complete”）;

} else {

Serial.println（“Something went wrong during APDS-9960 init！”）;

}

# initialize other things maybe

}

- 定義中斷函數，這里我們只設置一個flag

void interruptRoutine（） {

isr_flag = 1;

}

- 在循環函數內部定期檢查標志以查看是否已檢測到手勢

void loop（）

{

# check the flag

if（ isr_flag == 1 ） {

# if the flag is set， remove the interrupt， make the necessary processing inside handleGesture（） function

# and then reset the flag and reattach the interrupt

detachInterrupt（0）;

handleGesture（）;

isr_flag = 0;

attachInterrupt（0， interruptRoutine， FALLING）;

}

# some other code here maybe

}

- 定義handleGesture（）函數我們在哪里可以要求最后一個手勢

void handleGesture（） {

# if no gesture is avalible return， this is only a safe check

if （ ！apds.isGestureAvailable（） ） {

return;

}

# reads the last gesture， compares with the known ones and print a message

switch （ apds.readGesture（） ） {

case DIR_UP：

Serial.println（“UP”）;

break;

case DIR_DOWN：

Serial.println（“DOWN”）;

break;

case DIR_LEFT：

Serial.println（“LEFT”）;

break;

case DIR_RIGHT：

Serial.println（“RIGHT”）;

break;

case DIR_FAR：

Serial.println（“FAR”）;

break;

}

}

現在讓我們看看整個代碼的運行情況：

所以我已經解釋了手勢傳感器的基本API和新像素環現在讓我們把事情放在一起：

算法運行如下：

- 初始化庫（參見上面的代碼）

- 創建一個led數組強度被稱為“ledStates”。該陣列將包含24個LED強度，以150到2的遞減方式排列

- 在主循環內部檢查中斷引腳是否已被修改，如果是，則需要更改LED的動畫或顏色

- “handleGesture（）”函數檢查最后一個手勢并為UP -DOWN手勢調用函數“toggleColor”或為LEFT - RIGHT手勢設置全局變量“ledDirection”

- “toggleColor（）”函數只是改變一個名為“colorSelection”的全局變量，其中一個值為0，1，2

- 在主循環函數中也有另一個名為“animateLeds（）;”的函數。叫做。此函數檢查是否超過100毫秒，如果是，則使用“rotateLeds（）”函數旋轉LED，然后重新繪制它們

- “rotateLeds（）”將向前或向后“旋轉”LED使用另一個名為“intermediateLedStates”的數組。

旋轉“效果”將如下所示：

# after initialization

{150， 100， 70， 50， 40， 30， 10， 2， 0， 0， 0， 0， 0， 0， 0， 0， 0， 0， 0， 0， 0， 0， 0， 0};

# after rotateLeds（） is called

{0， 150， 100， 70， 50， 40， 30， 10， 2， 0， 0， 0， 0， 0， 0， 0， 0， 0， 0， 0， 0， 0， 0， 0};

# after rotateLeds（） is called again

{0， 0， 150， 100， 70， 50， 40， 30， 10， 2， 0， 0， 0， 0， 0， 0， 0， 0， 0， 0， 0， 0， 0， 0};

# and so on

首先創建新陣列并復制新位置上的舊led強度（增加位置）或減少它）。之后用“intermediateLedStates”覆蓋“ledStates”數組，這樣過程將在100毫秒后繼續。

#include “SparkFun_APDS9960.h”

#include “Adafruit_NeoPixel.h”

#include “Wire.h”

#define NEOPIXED_CONTROL_PIN 6

#define NUM_LEDS 24

#define APDS9960_INT 2

#define LED_SPEED_STEP_INTERVAL 100

Adafruit_NeoPixel strip = Adafruit_NeoPixel（NUM_LEDS， NEOPIXED_CONTROL_PIN， NEO_RBG + NEO_KHZ800）;

SparkFun_APDS9960 apds = SparkFun_APDS9960（）;

unsigned long lastLedChangeTime = 0;

short ledDirection = 0;

short colorSelection = 0;

byte ledStates［］ = {150， 100， 70， 50， 40， 30， 10， 2， 0， 0， 0， 0，

0， 0， 0， 0， 0， 0， 0， 0， 0， 0， 0， 0};

int isr_flag = 0;

void setup（）

{

Serial.begin（9600）;

Serial.println（“Program started”）;

strip.begin（）;

pinMode（APDS9960_INT， INPUT）;

attachInterrupt（0， interruptRoutine， FALLING）;

if （ apds.init（） && apds.enableGestureSensor（true）） {

Serial.println（“APDS-9960 initialization complete”）;

} else {

Serial.println（“Something went wrong during APDS-9960 init！”）;

}

lastLedChangeTime = millis（）;

Serial.println（“Init succesfully”）;

}

void loop（）

{

if（ isr_flag == 1 ） {

detachInterrupt（0）;

handleGesture（）;

isr_flag = 0;

attachInterrupt（0， interruptRoutine， FALLING）;

}

animateLeds（）;

}

void interruptRoutine（）

{

isr_flag = 1;

}

/**

* This will handle gestures from the APDS9960 sensor

* Up and Down gestures will call toggleColor function

* Left and Right gestures will change the led animation

*/

void handleGesture（） {

if （ ！apds.isGestureAvailable（） ） {

return;

}

switch （ apds.readGesture（） ） {

case DIR_UP：

Serial.println（“UP”）;

toggleColor（）;

break;

case DIR_DOWN：

Serial.println（“DOWN”）;

toggleColor（）;

break;

case DIR_LEFT：

ledDirection = 1;

Serial.println（“LEFT”）;

break;

case DIR_RIGHT：

ledDirection = -1;

Serial.println（“RIGHT”）;

break;

case DIR_FAR：

ledDirection = 0;

Serial.println（“FAR”）;

break;

}

}

/**

* Change current leds color

* Each time this function is called will change the leds state

*/

void toggleColor（）

{

if （colorSelection == 0） {

colorSelection = 1;

} else if （colorSelection == 1） {

colorSelection = 2;

} else {

colorSelection = 0;

}

}

/**

* The animation will run after LED_SPEED_STEP_INTERVAL millis

* First the rotateLeds function is called， then the leds colors are set using the strip api

*/

void animateLeds（）

{

if （millis（） - lastLedChangeTime 《 LED_SPEED_STEP_INTERVAL） {

return;

}

rotateLeds（）;

for （int i=0; i 《 NUM_LEDS; i++） {

strip.setPixelColor（i， getColor（ledStates［i］））;

strip.show（）;

}

lastLedChangeTime = millis（）;

}

/**

* Using a secondary array “intermediateLedStates”， leds intensities are animated

* First the values from “ledStates” are copied on “intermediateLedStates” like so

* let‘s sat the “ledStates” array is {100， 80， 60， 0， 0， 0} and the ledDirection is 1

* then after this function is called “ledStates” array is {0， 100， 80， 60， 0， 0} simulating a rotation effect

*/

void rotateLeds（）

{

byte intermediateLedStates［NUM_LEDS］;

for （int i=0; i 《 NUM_LEDS; i++） {

intermediateLedStates［i］ = 0;

}

for （int i=0; i 《 NUM_LEDS; i++） {

if （ledDirection == 1） {

if （i == NUM_LEDS -1） {

intermediateLedStates［0］ = ledStates［i］;

} else {

intermediateLedStates［i + 1］ = ledStates［i］;

}

} else {

if （i == 0） {

intermediateLedStates［NUM_LEDS - 1］ = ledStates［i］;

} else {

intermediateLedStates［i - 1］ = ledStates［i］;

}

}

}

for （int i=0; i 《 NUM_LEDS; i++） {

ledStates［i］ = intermediateLedStates［i］;

}

}

uint32_t getColor（int intensity）

{

switch （colorSelection） {

case 0：

return strip.Color（intensity， 0， 0）;

case 1：

return strip.Color（0， intensity， 0）;

default：

return strip.Color（0， 0， intensity）;

}

}