怎样用Arduino将手势传感器和LED环组合

步骤1：组件

1。 Arduino UNO

2。 usb cable

3. APDS9960手势传感器

4。 24 led neopixel led ring

5. 雄性 - 男性，男性 - 男性面包板电缆

6。 面包板

7. LED环的5 V电源（我正在使用4节电池）

8 。 要将新像素环连接到面包板，您需要将三个公引脚焊接到它：GND，PWR和控制引脚。为此你需要一个烙铁和助焊剂

这里的主要部件是APDS-9960手势传感器和24个新像素环。您可以根据需要切换不同的arduinos，usb线缆电源和面包板。

步骤2：组装和上传

汇编

在开始之前，请确保您拥有所有组件。我们将有一些很好的步骤：）我还将Fritzing原理图作为图片和fritzing格式附加。

1。将3个公引脚焊接到新像素环（GND，PWR，控制引脚）

2。将新像素环连接到面包板上

3。将APDS9960传感器连接到面包板

4。接地：电池组，arduino UNO，APDS9960和neopixel到面包板地面

5。连接电源：arduino UNO 3V至APDS9960电源引脚，neopixel至电池组电源

6。将neopixel控制引脚连接到arduino D6引脚

7。将APDS9960的SDA和SCL分别连接到A4和A5

8。将APDS9960中断引脚连接到arduino D2

代码上传

首先，您需要下载并安装必要的arduino库：

1。 Neopixel ring library

2。手势传感器库

如果您不知道如何安装arduino库，请查看本教程。

在下一节中，我将把代码直接嵌入到本教程中，所以如果你愿意，你可以从那里复制并粘贴它。

最后使用usb线将arduino连接到电脑，将1.5伏电池放入电池组，然后将草图上传到arduino。

第3步：它是如何工作的？

在最后一部分中，我们将学习如何将这些组件组合在一起，如何使用它们的库以及我如何使用它们构建我的代码：

首先让我们快速浏览一下传感器和我们将使用的neopixel库API方法

1 。来自adafruit的 Neopixel API

从这个库我们将使用控制单个led颜色的方法并应用它们

- 包括库：

#include

- 声明库

#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 # 。..。

}

- 点亮单个像素然后应用所有修改条带（以某种方式呈现）

# 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手势传感器

从这个库我们将使用“读取手势”功能。此功能将能够区分左右，上下，近远命令。这里有一个技巧，我们不会连续询问传感器的最后一个手势。电路板能够通过已发现手势的中断“ping”。

- 包括库，类似于neopixel

- 将库声明为中断引脚，和中断标志

#define APDS9960_INT 2

SparkFun_APDS9960 apds = SparkFun_APDS9960（）;

int isr_flag = 0;

- 初始化库，通常在设置函数内

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

}

- 定义中断函数，这里我们只设置一个flag

void interruptRoutine（） {

isr_flag = 1;

}

- 在循环函数内部定期检查标志以查看是否已检测到手势

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

}

- 定义handleGesture（）函数我们在哪里可以要求最后一个手势

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;

}

}

现在让我们看看整个代码的运行情况：

所以我已经解释了手势传感器的基本API和新像素环现在让我们把事情放在一起：

算法运行如下：

- 初始化库（参见上面的代码）

- 创建一个led数组强度被称为“ledStates”。该阵列将包含24个LED强度，以150到2的递减方式排列

- 在主循环内部检查中断引脚是否已被修改，如果是，则需要更改LED的动画或颜色

- “handleGesture（）”函数检查最后一个手势并为UP -DOWN手势调用函数“toggleColor”或为LEFT - RIGHT手势设置全局变量“ledDirection”

- “toggleColor（）”函数只是改变一个名为“colorSelection”的全局变量，其中一个值为0，1，2

- 在主循环函数中也有另一个名为“animateLeds（）;”的函数。叫做。此函数检查是否超过100毫秒，如果是，则使用“rotateLeds（）”函数旋转LED，然后重新绘制它们

- “rotateLeds（）”将向前或向后“旋转”LED使用另一个名为“intermediateLedStates”的数组。

旋转“效果”将如下所示：

# 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

首先创建新阵列并复制新位置上的旧led强度（增加位置）或减少它）。之后用“intermediateLedStates”覆盖“ledStates”数组，这样过程将在100毫秒后继续。

#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）;

}

}