? ?零知開源（零知IDE）是一個(gè)專為電子初學(xué)者/電子興趣愛好者設(shè)計(jì)的開源軟硬件平臺(tái)，在硬件上提供超高性價(jià)比STM32系列開發(fā)板、物聯(lián)網(wǎng)控制板。取消了Bootloader程序燒錄，讓開發(fā)重心從“配置環(huán)境”轉(zhuǎn)移到“創(chuàng)意實(shí)現(xiàn)”，極大降低了技術(shù)門檻。零知IDE編程軟件，內(nèi)置上千個(gè)覆蓋多場(chǎng)景的示例代碼，支持項(xiàng)目源碼一鍵下載，項(xiàng)目文章在線瀏覽。零知開源(零知IDE)平臺(tái)通過軟硬件協(xié)同創(chuàng)新，讓你的創(chuàng)意快速轉(zhuǎn)化為實(shí)物，來動(dòng)手試試吧！

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項(xiàng)目概述

本項(xiàng)目基于零知標(biāo)準(zhǔn)板(主控芯片STM32F103RBT6)為核心控制器，結(jié)合先進(jìn)的PAJ7620U2手勢(shì)識(shí)別傳感器和WS2812B RGB LED燈帶，實(shí)現(xiàn)智能手勢(shì)開關(guān)控制功能。系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)手部在三維空間中的位置和運(yùn)動(dòng)軌跡，并將這些動(dòng)作信息轉(zhuǎn)換為直觀、絢麗的燈光效果

項(xiàng)目難點(diǎn)及解決方案

問題描述：WS2812B時(shí)序精度控制，STM32普通IO難以滿足嚴(yán)格時(shí)序要求

驅(qū)動(dòng)方案：使用SPI+DMA方式，確保時(shí)序準(zhǔn)確

WS2812B::WS2812Bspi.setClockDivider(SPI_CLOCK_DIV32);  // 444ns脈沖
WS2812B::WS2812Bspi.dmaSendAsync(pixels, numBytes);    // 異步DMA傳輸

一、系統(tǒng)接線部分

1.1 硬件清單

1.2 接線方案表

根據(jù)代碼中的引腳定義，硬件接線方案如下：

PAJ7620U2傳感器接線

WS2812B燈帶接線

WS2812B需要較大電流，建議使用獨(dú)立5V電源供電

1.3 具體接線圖

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1.4 接線實(shí)物圖

二、安裝與使用部分

2.1 開源平臺(tái)-輸入PAJ7620U2并搜索-代碼下載自動(dòng)打開

2.2 連接-驗(yàn)證-上傳

2.3 調(diào)試-串口監(jiān)視器

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三、代碼講解部分

采用"單次讀取"策略，在主循環(huán)開頭一次性讀取isCursorInView/cursorX/cursorY,確保整個(gè)循環(huán)周期內(nèi)使用同一組傳感器數(shù)據(jù)

3.1手勢(shì)檢測(cè)狀態(tài)機(jī)

// 手勢(shì)檢測(cè)邏輯不再讀取傳感器，而是分析傳入的數(shù)據(jù)
// 參數(shù): isPresent(手是否在), y(當(dāng)前Y坐標(biāo))
// 返回: 0(無), 1(向上), -1(向下)
int checkGestureLogic(bool isPresent, int y) {
  static int gestureStartY = 0;
  static unsigned long gestureStartTime = 0;
  static bool gestureInProgress = false;
  
  // 冷卻時(shí)間檢查：避免重復(fù)觸發(fā)
  if (millis() - lastGestureTime < GESTURE_COOLDOWN) {
    return 0;
  }
  
  // 如果手移開了，重置檢測(cè)狀態(tài)
  if (!isPresent) {
    gestureInProgress = false;
    return 0;
  }
  
  // 如果還沒開始檢測(cè)，記錄起點(diǎn)
  if (!gestureInProgress) {
    gestureStartY = y;
    gestureStartTime = millis();
    gestureInProgress = true;
    return 0;
  }
  
  // 計(jì)算變化量和速度
  unsigned long duration = millis() - gestureStartTime;
  int yChange = y - gestureStartY;
  
  // 只有當(dāng)持續(xù)時(shí)間足夠短且速度足夠快時(shí)，才認(rèn)為是手勢(shì)
  // 增加 duration > 50 是為了避免極其短暫的噪點(diǎn)
  if (duration > 50 && abs(yChange) / (duration / 1000.0) > GESTURE_SPEED_THRESHOLD) {
    
    // 向上快速移動(dòng) (Y值減小)
    if (yChange < -GESTURE_THRESHOLD) {
      Serial.println("檢測(cè)到: 向上揮手 (開啟)");
      lastGestureTime = millis();
      gestureInProgress = false;
      return 1;
    }
    
    // 向下快速移動(dòng) (Y值增加)
    if (yChange > GESTURE_THRESHOLD) {
      Serial.println("檢測(cè)到: 向下?lián)]手 (關(guān)閉)");
      lastGestureTime = millis();
      gestureInProgress = false;
      return -1;
    }
  }
  
  // 超時(shí)重置 (如果動(dòng)作太慢，就視為普通移動(dòng)而非手勢(shì))
  if (duration > 800) {
    gestureInProgress = false;
  }
  
  return 0;
}

手部進(jìn)入檢測(cè)區(qū)域，記錄起始坐標(biāo)和時(shí)間，持續(xù)跟蹤Y坐標(biāo)變化，計(jì)算移動(dòng)速度和幅度

3.2系統(tǒng)狀態(tài)管理

// 系統(tǒng)核心狀態(tài)變量
bool systemOn = false;      // 系統(tǒng)開關(guān)狀態(tài)，初始為關(guān)閉
bool isIdleMode = true;     // 是否處于待機(jī)模式
int idleEffectMode = 0;     // 待機(jī)效果模式：0=流水燈, 1=呼吸燈
uint8_t globalBrightness = 30;  // 全局亮度控制

void loop()
{
  // 獲取傳感器數(shù)據(jù)
  // ...
  
  // 處理系統(tǒng)開關(guān)邏輯
  if (!systemOn) {
    // 關(guān)機(jī)狀態(tài)：只響應(yīng)開啟手勢(shì)
    if (detectedDir == 1) {
      turnOnSystem();
    }
    delay(30);
    return;
  }
  
  // 開機(jī)狀態(tài)：優(yōu)先檢查關(guān)閉手勢(shì)
  if (detectedDir == -1) {
    turnOffSystem();
    return;
  }
  
  // 正常的交互邏輯
  // ...
}

狀態(tài)機(jī)流程圖

3.3 視覺交互反饋

開機(jī)動(dòng)畫效果

從中心向兩側(cè)漸變紫色光效，過渡到全彩虹色

void showStartupEffect() {
  strip.clear();
  strip.show();
  delay(100);
  
  // 從中心向兩側(cè)展開的紫色動(dòng)畫
  int center = NUM_LEDS / 2;
  int maxDistance = max(center, NUM_LEDS - center - 1);
  
  for (int step = 0; step <= maxDistance; step++) {
    strip.clear();
    float brightnessFactor = (float)step / maxDistance;
    brightnessFactor = constrain(brightnessFactor, 0.2, 1.0);
    
    // 紫色(RGB: 148,0,211)
    uint8_t r = 148 * brightnessFactor;
    uint8_t b = 211 * brightnessFactor;
    
    // 兩側(cè)對(duì)稱點(diǎn)亮
    for (int dist = 0; dist <= step; dist++) {
      if (center + dist < NUM_LEDS) strip.setPixelColor(center + dist, r, 0, b);
      if (center - dist >= 0) strip.setPixelColor(center - dist, r, 0, b);
    }
    strip.show();
    delay(60);
  }
  
  // 過渡到彩虹色
  for (int i = 0; i < NUM_LEDS; i++) {
    strip.setPixelColor(i, wheel((i * 256 / NUM_LEDS) % 256));
  }
  strip.show();
  delay(500);
}

關(guān)機(jī)效果

關(guān)機(jī)效果為全部燈珠的亮度從當(dāng)前值漸降至 0 后熄滅

void turnOffAllLEDs() {
  // 漸暗效果
  for (int b = globalBrightness; b > 0; b -= 10) {
    strip.setBrightness(b);
    strip.show();
    delay(10);
  }
  strip.clear();
  strip.show();
  globalBrightness = 30;  // 重置亮度
}

狀態(tài)指示燈

初始化提示，閃爍第 0 個(gè)燈珠 3 次提示就緒

void blinkStatusLED(int times, int delayTime) {
  for (int i = 0; i < times; i++) {
    strip.setPixelColor(0, 0, 0, 255);  // 藍(lán)色閃爍
    strip.show();
    delay(delayTime);
    strip.setPixelColor(0, 0, 0, 0);
    strip.show();
    delay(delayTime);
  }
}

3.4 手勢(shì)跟蹤效果

void updateHandTrackingEffect(int x, int y) {
  int ledIndex = map(x, Y_MIN, Y_MAX, 0, NUM_LEDS - 1);
  ledIndex = constrain(ledIndex, 0, NUM_LEDS - 1);
  
  for(int i = 0; i < NUM_LEDS; i++) {
    float intensity = trailEffect[i];
    
    if(i == ledIndex) {
      // 當(dāng)前位置：白色高亮
      strip.setPixelColor(i, 255, 255, 255);
    } else if(intensity > 0.05) {
      // 尾影位置：彩虹色
      uint32_t col = wheel((i * 256 / NUM_LEDS) % 256);
      uint8_t r = ((col >> 16) & 0xFF) * intensity;
      uint8_t g = ((col >> 8) & 0xFF) * intensity;
      uint8_t b = (col & 0xFF) * intensity;
      strip.setPixelColor(i, r, g, b);
    } else {
      // 無尾影：關(guān)閉LED
      strip.setPixelColor(i, 0, 0, 0);
    }
  }
}

3.5 系統(tǒng)待機(jī)

void updateWaterFlowEffect() {
  // 清屏
  for(int i = 0; i < NUM_LEDS; i++) strip.setPixelColor(i, 0, 0, 0);
  
  static int dir = 1;  // 移動(dòng)方向
  idlePosition += dir;
  
  // 邊界處理和方向反轉(zhuǎn)
  if(idlePosition >= NUM_LEDS || idlePosition < 0) {
    dir *= -1;
    idlePosition += dir;
    idleColorIndex = (idleColorIndex + 1) % 7;  // 切換顏色
  }
  
  // 設(shè)置當(dāng)前光點(diǎn)
  uint32_t c = rainbowColors[idleColorIndex];
  strip.setPixelColor(idlePosition, c);
  
  // 注意：這個(gè)版本簡(jiǎn)化了尾跡效果，可根據(jù)需要恢復(fù)
}

uint32_t wheel(uint8_t wheelPos) {
  wheelPos = 255 - wheelPos;  // 反轉(zhuǎn)以獲得更鮮艷的顏色
  if(wheelPos < 85) {
    return strip.Color(255 - wheelPos * 3, 0, wheelPos * 3);  // 紅-?>紫
  }
  if(wheelPos < 170) {
    wheelPos -= 85;
    return strip.Color(0, wheelPos * 3, 255 - wheelPos * 3);  // 紫-?>青
  }
  wheelPos -= 170;
  return strip.Color(wheelPos * 3, 255 - wheelPos * 3, 0);  // 青->綠
}

3.6 完整代碼

/**************************************************************************************
 * 文件: /PAJ7620U2_Gesture_WS2812/PAJ7620U2_Gesture_WS2812.ino
 * 作者：零知實(shí)驗(yàn)室（深圳市在芯間科技有限公司）
 * -^^- 零知實(shí)驗(yàn)室，讓電子制作變得更簡(jiǎn)單！ -^^-
 * 時(shí)間: 2025-12-26
 * 說明: 基于零知標(biāo)準(zhǔn)板(STM32F103RBT6)驅(qū)動(dòng)PAJ7620U2手勢(shì)傳感器實(shí)現(xiàn)WS2812B燈帶控制，
 *       支持手部位置跟蹤的彩虹尾影效果，無手部時(shí)自動(dòng)切換為流水燈/呼吸燈待機(jī)效果
 *       采用"單次讀取"策略，確保在任意狀態(tài)下均能準(zhǔn)確識(shí)別退出手勢(shì)。
 ***************************************************************************************/

#include "RevEng_PAJ7620.h"
#include 

// 手勢(shì)傳感器對(duì)象
RevEng_PAJ7620 sensor = RevEng_PAJ7620();

// LED燈帶配置
#define NUM_LEDS 16
WS2812B strip = WS2812B(NUM_LEDS);

// 系統(tǒng)狀態(tài)
int lastCursorX = 0;
bool isIdleMode = true;
bool systemOn = false;  // 系統(tǒng)開關(guān)狀態(tài)，初始為關(guān)閉

// 手部跟蹤變量
float trailEffect[NUM_LEDS] = {0};
float trailDecay = 0.85;

// 待機(jī)效果變量
int idleEffectMode = 0;  // 0:流水燈, 1:呼吸燈
int idleColorIndex = 0;
int idlePosition = 0;
float idlePulse = 0;
unsigned long idleLastUpdate = 0;

// 亮度控制
uint8_t globalBrightness = 30;  // 全局亮度，0-255

// 手勢(shì)檢測(cè)變量
unsigned long lastGestureTime = 0;
const unsigned long GESTURE_COOLDOWN = 800;   // 稍微縮短冷卻時(shí)間提高響應(yīng)
const int GESTURE_THRESHOLD = 1000;            // 調(diào)低閾值使其更容易觸發(fā)
const int GESTURE_SPEED_THRESHOLD = 600;      // 調(diào)低速度閾值

// 坐標(biāo)范圍
const int Y_MIN = 384;
const int Y_MAX = 3455;

// 預(yù)定義顏色（彩虹色）
uint32_t rainbowColors[7] = {
  strip.Color(255, 0, 0),     // 紅色
  strip.Color(255, 127, 0),   // 橙色
  strip.Color(255, 255, 0),   // 黃色
  strip.Color(0, 255, 0),     // 綠色
  strip.Color(0, 0, 255),     // 藍(lán)色
  strip.Color(75, 0, 130),    // 靛藍(lán)色
  strip.Color(148, 0, 211)    // 紫色
};

// ***************************************************************************
void setup()
{
  Serial.begin(115200);
  
  // 初始化LED燈帶
  strip.begin();
  strip.clear();
  strip.show();
  
  // 初始化手勢(shì)傳感器
  if(!sensor.begin())
  {
    Serial.println("PAJ7620初始化失敗!");
    while(true) {}
  }
  
  Serial.println("PAJ7620U2初始化成功!");
  sensor.setCursorMode();  // 設(shè)置為光標(biāo)模式
  
  Serial.println("n手勢(shì)控制LED系統(tǒng)已啟動(dòng)!");
  Serial.println("向上快速揮手: 打開系統(tǒng)");
  Serial.println("向下快速揮手: 關(guān)閉系統(tǒng)");
  
  systemOn = false;
  turnOffAllLEDs();
  blinkStatusLED(3, 300);
}

// ***************************************************************************
void loop()
{
  // 在循環(huán)開始時(shí)，一次性讀取所有傳感器數(shù)據(jù)
  bool currentInView = sensor.isCursorInView();
  int currentX = 0;
  int currentY = 0;
  
  if (currentInView) {
    currentX = sensor.getCursorX();
    currentY = sensor.getCursorY();
  }

  // 將讀取到的數(shù)據(jù)傳入手勢(shì)檢測(cè)函數(shù) (不讓函數(shù)內(nèi)部再次讀取)
  // 返回值: 0=無, 1=向上(開), -1=向下(關(guān))
  int detectedDir = checkGestureLogic(currentInView, currentY);

  // 處理系統(tǒng)開關(guān)邏輯
  if (!systemOn) {
    // 關(guān)機(jī)狀態(tài)：只響應(yīng)開啟手勢(shì)
    if (detectedDir == 1) {
      turnOnSystem();
    }
    delay(30); // 簡(jiǎn)單的防抖延遲
    return;
  }
  
  // 開機(jī)狀態(tài)：優(yōu)先檢查關(guān)閉手勢(shì)
  if (detectedDir == -1) {
    turnOffSystem();
    return;
  }

  // 如果沒有開關(guān)機(jī)手勢(shì)，執(zhí)行正常的LED顯示邏輯
  strip.setBrightness(globalBrightness);
  
  if(currentInView)
  {
    // 手部跟蹤模式
    isIdleMode = false;
    
    // 亮度跟隨Y軸變化
    int brightness = map(currentY, Y_MIN, Y_MAX, 30, 255);
    brightness = constrain(brightness, 30, 255);
    
    if (abs(brightness - globalBrightness) > 5) {
      globalBrightness = brightness;
      strip.setBrightness(globalBrightness);
    }
    
    updateTrail();
    
    // 使用剛才讀取的 currentX 更新效果
    updateHandTrackingEffect(currentX, currentY);
    
    // 添加高亮
    int ledIndex = map(currentX, Y_MIN, Y_MAX, 0, NUM_LEDS - 1);
    ledIndex = constrain(ledIndex, 0, NUM_LEDS - 1);
    trailEffect[ledIndex] = 1.0;
    
    lastCursorX = currentX;
  }
  else
  {
    // 待機(jī)模式
    if(!isIdleMode) {
      resetIdleEffects();
      isIdleMode = true;
    }
    updateTrailFast();
    updateIdleEffect();
  }
  
  strip.show();
  delay(30);
}

// ***************************************************************************
// 手勢(shì)檢測(cè)不再讀取傳感器，而是分析傳入的數(shù)據(jù)
// 參數(shù): isPresent(手是否在), y(當(dāng)前Y坐標(biāo))
// 返回: 0(無), 1(向上), -1(向下)
int checkGestureLogic(bool isPresent, int y) {
  static int gestureStartY = 0;
  static unsigned long gestureStartTime = 0;
  static bool gestureInProgress = false;
  
  unsigned long currentTime = millis();
  
  // 冷卻時(shí)間檢查
  if (currentTime - lastGestureTime < GESTURE_COOLDOWN) {
    return 0;
  }
  
  // 如果手移開了，重置檢測(cè)狀態(tài)
  if (!isPresent) {
    gestureInProgress = false;
    return 0;
  }
  
  // 如果還沒開始檢測(cè)，記錄起點(diǎn)
  if (!gestureInProgress) {
    gestureStartY = y;
    gestureStartTime = currentTime;
    gestureInProgress = true;
    return 0; // 剛開始，還沒結(jié)果
  }
  
  // 計(jì)算變化量和速度
  unsigned long duration = currentTime - gestureStartTime;
  int yChange = y - gestureStartY;
  
  // 避免除以零
  if (duration == 0) return 0;
  
  float speed = abs(yChange) / (duration / 1000.0);
  
  // 只有當(dāng)持續(xù)時(shí)間足夠短且速度足夠快時(shí)，才認(rèn)為是手勢(shì)
  // 增加 duration > 50 是為了避免極其短暫的噪點(diǎn)
  if (duration > 50 && speed > GESTURE_SPEED_THRESHOLD) {
    
    // 向上快速移動(dòng) (Y值減小)
    if (yChange < -GESTURE_THRESHOLD) {
      Serial.println("檢測(cè)到: 向上揮手 (開啟)");
      lastGestureTime = currentTime;
      gestureInProgress = false;
      return 1;
    }
    
    // 向下快速移動(dòng) (Y值增加)
    if (yChange > GESTURE_THRESHOLD) {
      Serial.println("檢測(cè)到: 向下?lián)]手 (關(guān)閉)");
      lastGestureTime = currentTime;
      gestureInProgress = false;
      return -1;
    }
  }
  
  // 超時(shí)重置 (如果動(dòng)作太慢，就視為普通移動(dòng)而非手勢(shì))
  if (duration > 800) {
    gestureInProgress = false; // 重置，這也允許連續(xù)跟蹤而不誤觸發(fā)
  }
  
  return 0;
}

// ***************************************************************************
// 打開系統(tǒng)
void turnOnSystem() {
  systemOn = true;
  Serial.println(">>> 系統(tǒng)啟動(dòng)");
  
  resetIdleEffects();
  clearTrailEffects();
  globalBrightness = 30;
  strip.setBrightness(globalBrightness);
  
  showStartupEffect();
}

// ***************************************************************************
// 關(guān)閉系統(tǒng)
void turnOffSystem() {
  systemOn = false;
  Serial.println(">>> 系統(tǒng)關(guān)閉");
  turnOffAllLEDs();
}

// ***************************************************************************
// 啟動(dòng)效果
void showStartupEffect() {
  strip.clear();
  strip.show();
  delay(100);
  
  int center = NUM_LEDS / 2;
  int maxDistance = max(center, NUM_LEDS - center - 1);
  
  for (int step = 0; step <= maxDistance; step++) {
    strip.clear();
    float brightnessFactor = (float)step / maxDistance;
    brightnessFactor = constrain(brightnessFactor, 0.2, 1.0);
    
    uint8_t r = 148 * brightnessFactor;
    uint8_t b = 211 * brightnessFactor;
    
    for (int dist = 0; dist <= step; dist++) {
      if (center + dist < NUM_LEDS) strip.setPixelColor(center + dist, r, 0, b);
      if (center - dist >= 0) strip.setPixelColor(center - dist, r, 0, b);
    }
    strip.show();
    delay(60);
  }
  
  // 快速過渡到彩虹
  for (int i = 0; i < NUM_LEDS; i++) {
    strip.setPixelColor(i, wheel((i * 256 / NUM_LEDS) % 256));
  }
  strip.show();
  delay(500);
}

// ***************************************************************************
// LED 燈帶平滑漸暗關(guān)閉
void turnOffAllLEDs() {
  for (int b = globalBrightness; b > 0; b -= 10) {
    strip.setBrightness(b);
    strip.show();
    delay(10);
  }
  strip.clear();
  strip.show();
  globalBrightness = 30;
}

// ***************************************************************************
// 清除所有手勢(shì)跟蹤的軌跡變量，重置手勢(shì)軌跡效果
void clearTrailEffects() {
  for(int i = 0; i < NUM_LEDS; i++) trailEffect[i] = 0;
}

// ***************************************************************************
// 控制第1個(gè)LED（索引0）按指定次數(shù)和間隔閃爍，用于設(shè)備狀態(tài)初始化成功提示
void blinkStatusLED(int times, int delayTime) {
  for (int i = 0; i < times; i++) {
    strip.setPixelColor(0, 0, 0, 255);
    strip.show();
    delay(delayTime);
    strip.setPixelColor(0, 0, 0, 0);
    strip.show();
    delay(delayTime);
  }
}

// ***************************************************************************
// 緩慢衰減軌跡強(qiáng)度，用于手勢(shì)效果
void updateTrail() {
  for(int i = 0; i < NUM_LEDS; i++) {
    trailEffect[i] *= trailDecay;
    if(trailEffect[i] < 0.01) trailEffect[i] = 0;
  }
}

// ***************************************************************************
// 快速衰減軌跡強(qiáng)度，用于待機(jī)效果
void updateTrailFast() {
  for(int i = 0; i < NUM_LEDS; i++) {
    trailEffect[i] *= 0.6;
    if(trailEffect[i] < 0.01) trailEffect[i] = 0;
  }
}

// ***************************************************************************
// 根據(jù)手勢(shì)坐標(biāo)（x,y）更新LED燈帶的手勢(shì)跟蹤顯示效果
void updateHandTrackingEffect(int x, int y) {
  int ledIndex = map(x, Y_MIN, Y_MAX, 0, NUM_LEDS - 1);
  ledIndex = constrain(ledIndex, 0, NUM_LEDS - 1);
  
  for(int i = 0; i < NUM_LEDS; i++) {
    float intensity = trailEffect[i];
    if(i == ledIndex) {
      strip.setPixelColor(i, 255, 255, 255);  // 手勢(shì)當(dāng)前位置的LED顯示白色 (255,255,255)
    } else if(intensity > 0.05) {
      uint32_t col = wheel((i * 256 / NUM_LEDS) % 256); // 彩虹色拖尾
      uint8_t r = ((col >> 16) & 0xFF) * intensity;
      uint8_t g = ((col >> 8) & 0xFF) * intensity;
      uint8_t b = (col & 0xFF) * intensity;
      strip.setPixelColor(i, r, g, b);  
    } else {
      strip.setPixelColor(i, 0, 0, 0);
    }
  }
}

// ***************************************************************************
// 重置所有待機(jī)狀態(tài)特效的參數(shù)
void resetIdleEffects() {
  idlePosition = 0;
  idlePulse = 0;
  idleColorIndex = 0;
  idleLastUpdate = millis();
  idleEffectMode = random(0, 2);
}

// ***************************************************************************
// 每5秒自動(dòng)切換空閑狀態(tài)模式
void updateIdleEffect() {
  unsigned long currentTime = millis();
  if(currentTime - idleLastUpdate > 5000) {
    idleEffectMode = (idleEffectMode + 1) % 2;
    idleLastUpdate = currentTime;
  }
  if(idleEffectMode == 0) updateWaterFlowEffect();
  else updateBreathingEffect();
}

// ***************************************************************************
// 空閑狀態(tài)流水燈效果
void updateWaterFlowEffect() {
  for(int i = 0; i < NUM_LEDS; i++) strip.setPixelColor(i, 0, 0, 0);
  
  static int dir = 1;
  idlePosition += dir;
  if(idlePosition >= NUM_LEDS || idlePosition < 0) {
    dir *= -1;
    idlePosition += dir;
    idleColorIndex = (idleColorIndex + 1) % 7;
  }
  
  uint32_t c = rainbowColors[idleColorIndex];
  strip.setPixelColor(idlePosition, c);
}

// ***************************************************************************
// 空閑狀態(tài)呼吸燈效果
void updateBreathingEffect() {
  idlePulse += 0.05;
  if(idlePulse > 6.28) {
    idlePulse = 0;
    idleColorIndex = (idleColorIndex + 1) % 7;
  }
  float val = (sin(idlePulse) + 1.0) / 2.0 * 0.8 + 0.2; // 周期性生成 0~1 之間的亮度系數(shù)val
  uint32_t c = rainbowColors[idleColorIndex];
  uint8_t r = ((c >> 16) & 0xFF) * val;
  uint8_t g = ((c >> 8) & 0xFF) * val;
  uint8_t b = (c & 0xFF) * val;
  for(int i = 0; i < NUM_LEDS; i++) strip.setPixelColor(i, r, g, b);
}

// ***************************************************************************
// 生成對(duì)應(yīng)的彩虹顏色RGB，實(shí)現(xiàn)HSV到RGB的簡(jiǎn)易轉(zhuǎn)換
uint32_t wheel(uint8_t wheelPos) {
  wheelPos = 255 - wheelPos;
  if(wheelPos < 85) return strip.Color(255 - wheelPos * 3, 0, wheelPos * 3);
  if(wheelPos < 170) {
    wheelPos -= 85;
    return strip.Color(0, wheelPos * 3, 255 - wheelPos * 3);
  }
  wheelPos -= 170;
  return strip.Color(wheelPos * 3, 255 - wheelPos * 3, 0);
}

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系統(tǒng)流程圖

四、操作流程

4.1 系統(tǒng)操作

初始化狀態(tài)：燈帶全滅，第 0 個(gè)燈珠閃爍 3 次，串口提示 “向上快速揮手：打開系統(tǒng)”；

?

在傳感器上方快速向上揮手開啟系統(tǒng)，在開機(jī)狀態(tài)下，快速向下?lián)]手關(guān)閉系統(tǒng)，LED燈帶會(huì)逐漸變暗關(guān)閉

手勢(shì)控制：將手放在傳感器上方5-10cm處，LED燈帶會(huì)對(duì)應(yīng)顯示白色光標(biāo)；左右平行移動(dòng)手部，光標(biāo)跟隨移動(dòng)并留下彩虹色尾影

手部離開傳感器區(qū)域，自動(dòng)進(jìn)入待機(jī)模式，每5秒在流水燈和呼吸燈之間切換

?

靈敏度調(diào)整

// 如果手勢(shì)不易觸發(fā)，降低閾值
const int GESTURE_THRESHOLD = 800;      // 降低幅度要求
const int GESTURE_SPEED_THRESHOLD = 400; // 降低速度要求

// 如果誤觸發(fā)過多，增加閾值
const int GESTURE_THRESHOLD = 1200;     // 增加幅度要求
const int GESTURE_SPEED_THRESHOLD = 800; // 增加速度要求

視覺效果調(diào)整

// 調(diào)整尾影持續(xù)時(shí)間
float trailDecay = 0.9;  // 值越大，尾影持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)

// 調(diào)整亮度范圍
int brightness = map(currentY, Y_MIN, Y_MAX, 20, 100);  // 縮小亮度變化范圍

4.2 視頻演示

?https://www.bilibili.com/video/BV1uivsBBEJo/?vd_source=a31e3d8d8ce008260eee442534c2f63d

系統(tǒng)初始化燈帶閃爍狀態(tài)燈提示就緒，手勢(shì)跟蹤模式下白色光點(diǎn)跟隨手部 X 軸，亮度隨手部 Y 軸平滑變化，尾影效果自然；移開手部自動(dòng)切換流水燈 / 呼吸燈

五、PAJ7620U2 手勢(shì)傳感器知識(shí)點(diǎn)講解

PAJ7620U2是一款內(nèi)置光源和環(huán)境光抑制濾波器集成的 LED，鏡頭和手勢(shì)感測(cè)器在一個(gè)小的立方體模組，能在黑暗或低光環(huán)境下工作，其模塊功能框圖如下圖所示

IIC 接口，支持高達(dá) 400KHz 通信速率；內(nèi)置 9 個(gè)手勢(shì)類型（上、下、左、右、前、后、順時(shí)針旋轉(zhuǎn)、逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)、揮動(dòng)），支持輸出中斷；支持接近檢測(cè)功能，檢測(cè)物體體積大小和亮度

5.1 軟件I2C通信

MCU 通過 I2C 接口來控制 PAJ7620U2，PAJ7620U2 工作時(shí)通過內(nèi)部 LED 驅(qū)動(dòng)器

I2C 時(shí)序參數(shù)

當(dāng)傳感器陣列在有效的距離中探測(cè)到物體時(shí)，目標(biāo)信息提取陣列會(huì)對(duì)探測(cè)目標(biāo)進(jìn)行特征原始數(shù)據(jù)的獲取，獲取的數(shù)據(jù)會(huì)存在寄存器中，同時(shí)手勢(shì)識(shí)別陣列會(huì)對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別處理，最后將手勢(shì)結(jié)果存到寄存器中，用戶可根據(jù) I2C 接口對(duì)原始數(shù)據(jù)和手勢(shì)識(shí)別的結(jié)果進(jìn)行讀取

光標(biāo)模式數(shù)據(jù)讀取時(shí)序

5.2 寄存器配置

PAJ7620U2 的內(nèi)部有兩個(gè) BANK 寄存器區(qū)域，分別為 BANK0 和 BANK1。不同的區(qū)域用于訪問不同的功能寄存器，訪問某一 BANK 區(qū)域下的寄存器前需發(fā)送控制指令進(jìn)入該寄存器區(qū)域

進(jìn)入 BANK0 區(qū)域需向傳感器 0xEF 地址寫 0x00，而 BANK1 區(qū)域需向傳感器 0xEF 地址寫 0x01

使能工作寄存器

該寄存器地址為 0X72，用于使能 PAJ7620 工作，bit0 位設(shè)置為 1 則使能 PAJ7620 工作，設(shè)置為 0 則失能 PAJ7620 工作

手勢(shì)檢測(cè)輸出中斷使能寄存器

該寄存器地址為 0X41，用于手勢(shì)識(shí)別，bit0~bit7 位用于使能不同手勢(shì)識(shí)別結(jié)果的中斷輸出，默認(rèn)值為 0XFF

六、常見問題解答（FAQ）

Q1：手勢(shì)開關(guān)機(jī)偶爾誤觸發(fā)？

A：解決方案：增大GESTURE_THRESHOLD 或GESTURE_SPEED_THRESHOLD 閾值，提高觸發(fā)門檻；延長(zhǎng)GESTURE_COOLDOWN（如 1000ms），避免短時(shí)間重復(fù)觸發(fā)

Q2：如何增加更多LED？

A：修改步驟：更新NUM_LEDS定義，調(diào)整trailEffect數(shù)組大小，可能需要增加電源功率

項(xiàng)目資源整合

PAJ7620U2 數(shù)據(jù)手冊(cè)： https://files.seeedstudio.com/wiki/Grove_Gesture_V_1.0/res/PAJ7620U2_DS_v1.5_05012022_Confidential.pdf

PAJ7620U2 庫(kù)文件： https://github.com/acrandal/RevEng_PAJ7620


審核編輯 黃宇