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帶有APDS 9960手勢(shì)傳感器控制的Arduino菜單

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資料介紹

描述

我記得有幾次我問過以下問題：如何在不使用任何機(jī)械按鈕的情況下在 Arduino 上創(chuàng)建菜單？在我的大多數(shù)項(xiàng)目中，我需要使用帶有菜單的 LCD 來讓用戶配置系統(tǒng)。然而，必須使用按鈕，隨著時(shí)間的推移，它們會(huì)磨損，很快就會(huì)出現(xiàn)一些問題。

此外，我喜歡做不同的項(xiàng)目。我想創(chuàng)造一些比在我的項(xiàng)目中使用幾個(gè)按鈕更具技術(shù)性和趣味性的東西。

經(jīng)過這么長(zhǎng)時(shí)間的思考，我找到了APDS 9960 手勢(shì)傳感器，它讓我可以做一些有趣的事情，我想在這個(gè)項(xiàng)目中向你展示。它很簡(jiǎn)單，但對(duì)于許多應(yīng)用程序來說功能強(qiáng)大。

使用這個(gè)傳感器，我能夠創(chuàng)建一個(gè)完全受控的菜單，其中包含用于負(fù)載控制的手勢(shì)：JLCPCB Gesture Control。

此外，您將學(xué)習(xí)：

手勢(shì)傳感器的工作原理；
如何在 LCD 上創(chuàng)建菜單；
如何操作手勢(shì)傳感器的控制功能。

現(xiàn)在，讓我們開始構(gòu)建我們的項(xiàng)目。

JLCPCB手勢(shì)控制

幾次我在 Arduino 上開發(fā)了 MENU，電路和代碼變得非常復(fù)雜。這是由于大量的按鈕和代碼控制系統(tǒng)。

為了避免這個(gè)問題，我決定使用這個(gè)手勢(shì)傳感器。它允許我只使用 2 條數(shù)據(jù)線并創(chuàng)建一個(gè)具有多個(gè)控制動(dòng)作的更簡(jiǎn)單的系統(tǒng)。

圖 1 - 項(xiàng)目的電子原理圖。

另外，看看代碼有多簡(jiǎn)單。

#include "SoftwareSerial.h"
#include 
#include "Adafruit_APDS9960.h"

Adafruit_APDS9960 apds;

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16,2);
SoftwareSerial mySoftwareSerial(10, 11); // RX, TX

byte count = 2;

void setup() 
{
  Serial.begin(9600); 
  Wire.begin();

  lcd.init();                   
  lcd.backlight();

  for(byte i = 2; i <=4; i++)
  {
    pinMode(i, OUTPUT);
  }
  
  if(!apds.begin())
  { 
    Serial.println("Falha ao inicializar o dispositivo. Verifique as conex?es!");
  }
  else 
    Serial.println("Dispositivo inicializado!");

  apds.enableProximity(true);
  apds.enableGesture(true);

  show_menu(count);
}

void loop()
{
    uint8_t gesture = apds.readGesture();

          if(gesture == APDS9960_UP)
          {
           count++;
           
           if(count > 4)
           {
            count = 4; 
           }
           
           show_menu(count);
          }
         
          if(gesture == APDS9960_LEFT)
          {
           if(count == 2)
            {
              digitalWrite(2, LOW);  
            }

            if(count == 3)
            {
              digitalWrite(3, LOW);  
            }

            if(count == 4)
            {
              digitalWrite(2, LOW);  
              digitalWrite(3, LOW);  
            }
          }
          
          if(gesture == APDS9960_RIGHT)
          {
            if(count == 2)
            {
              digitalWrite(2, HIGH);  
            }

            if(count == 3)
            {
              digitalWrite(3, HIGH);  
            }

            if(count == 4)
            {
              digitalWrite(2, HIGH);  
              digitalWrite(3, HIGH);  
            }
          }
                    
          if(gesture == APDS9960_DOWN)
          {
           count--;

           if(count < 2)
           {
            count = 2;
           }

           show_menu(count);
          }
}

void show_menu(byte option)
{
  if(option == 2)
  {
    lcd.clear();
    lcd.setCursor(0,0);
    lcd.print("-> LED1");
    lcd.setCursor(0,1);
    lcd.print("   LED2");

    return;
  }

  if(option == 3)
  {
    lcd.clear();
    lcd.setCursor(0,0);
    lcd.print("   LED1");
    lcd.setCursor(0,1);
    lcd.print("-> LED2");

    return;
  }

  if(option == 4)
  {
    lcd.clear();
    lcd.setCursor(0,0);
    lcd.print("-> LED1 and LED2");

    return;
  }
  
  return;
}

首先，我們聲明每個(gè)組件的庫，創(chuàng)建它的對(duì)象，最后，我們聲明項(xiàng)目中使用的變量。代碼部分如下所示。

#include "SoftwareSerial.h"
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
#include "Adafruit_APDS9960.h"

Adafruit_APDS9960 apds;

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16,2);
SoftwareSerial mySoftwareSerial(10, 11); // RX, TX

byte count = 2;

之后，我創(chuàng)建了 void setup 函數(shù)。必須對(duì)項(xiàng)目中使用的設(shè)備進(jìn)行初始配置。

見下文，我開始了串行通信、I2C 通信和 LCD 操作。

此外，我通過循環(huán)將 LED 引腳配置為輸出。

void setup() 
{
  Serial.begin(9600);
  Wire.begin();

  lcd.init();
  lcd.backlight();

  for(byte i = 2; i <=4; i++)
  {
    pinMode(i, OUTPUT);
  }
  
  if(!apds.begin())
  {
    Serial.println("Falha ao inicializar o dispositivo. Verifique as conex?es!");
  }
  else 
    Serial.println("Dispositivo inicializado!");

  apds.enableProximity(true);
  apds.enableGesture(true);

  show_menu(count);
}

最后，您需要做一些非常重要的事情：測(cè)試手勢(shì)傳感器的功能。檢查它是否已正確初始化。

如果正確啟動(dòng)，請(qǐng)將傳感器配置為在檢測(cè)到附近有物體時(shí)啟用手勢(shì)檢測(cè)模式。APDS-9960 傳感器如下圖所示。

圖 2 - 面包板中的電子項(xiàng)目。

這將在您將手指靠近模塊并移開時(shí)完成。使用最后兩行代碼執(zhí)行此配置過程。

之后，系統(tǒng)向用戶顯示帶有選項(xiàng)菜單的屏幕，如圖 2 所示。

圖 3 - 在 LCD 屏幕 16x2 中顯示菜單。

在此之后，它準(zhǔn)備進(jìn)入循環(huán)功能。

無效循環(huán)功能和 APDS-9960 手勢(shì)傳感器

一切都發(fā)生在 void 循環(huán)函數(shù)中。這是我們項(xiàng)目的核心。下面給出了代碼 void 循環(huán)函數(shù)。

void loop()
{
    uint8_t gesture = apds.readGesture();

          if(gesture == APDS9960_UP)
          {
           count++;
           
           if(count > 4)
           {
            count = 4; 
           }
           
           show_menu(count);
          }
          
          if(gesture == APDS9960_LEFT)
          {
           if(count == 2)
            {
              digitalWrite(2, LOW);  
            }

            if(count == 3)
            {
              digitalWrite(3, LOW);  
            }

            if(count == 4)
            {
              digitalWrite(2, LOW);  
              digitalWrite(3, LOW);  
            }
          }
          
          if(gesture == APDS9960_RIGHT)
          {
            if(count == 2)
            {
              digitalWrite(2, HIGH);  
            }

            if(count == 3)
            {
              digitalWrite(3, HIGH);  
            }

            if(count == 4)
            {
              digitalWrite(2, HIGH);  
              digitalWrite(3, HIGH);  
            }
          }
                    
          if(gesture == APDS9960_DOWN)
          {
           count--;

           if(count < 2)
           {
            count = 2;
           }

           show_menu(count);
          }
}

上面開發(fā)的邏輯非常簡(jiǎn)單。首先，系統(tǒng)使用下面的讀取功能讀取用戶執(zhí)行的手勢(shì)。

uint8_t gesture = apds.readGesture();

系統(tǒng)檢查 4 種類型的手勢(shì)：左、右、上或下。上下手勢(shì)用于在選項(xiàng)菜單中選擇負(fù)載

左手勢(shì)用于禁用加載，右手勢(shì)用于觸發(fā)加載，如上面的代碼所示。

每次用戶做出向上或向下手勢(shì)時(shí)，計(jì)數(shù)變量都會(huì)增加或減少。此變量的值用于向屏幕顯示選項(xiàng)并允許用戶瀏覽菜單。

基本上，對(duì)于每個(gè)計(jì)數(shù)值 2、3 和 4，我們有 3 個(gè)屏幕。

計(jì)數(shù)從值 2 開始，因?yàn)樗?LED 引腳的編號(hào)。請(qǐng)參見下面的示例。

 if(gesture == APDS9960_UP)
 {
     count++;
           
     if(count > 4)
     {
       count = 4; 
     }
           
        show_menu(count);
 }

 if(gesture == APDS9960_DOWN)
 {
      count--;

      if(count < 2)
      {
        count = 2;
      }

        show_menu(count);
  }

向上手勢(shì)增加，向下手勢(shì)減小計(jì)數(shù)變量的值。這允許用戶瀏覽菜單，如圖 3 所示。

圖 4 - 在菜單上導(dǎo)航。

選擇選項(xiàng)后，用戶必須激活或停用 LED。為此，他必須使用向左（禁用）或向右（激活）的手勢(shì)。

如前所述，系統(tǒng)將使用計(jì)數(shù)器變量值來顯示屏幕并激活/禁用 LED。

if(gesture == APDS9960_LEFT)
{
           if(count == 2)
            {
              digitalWrite(2, LOW);  
            }

            if(count == 3)
            {
              digitalWrite(3, LOW);  
            }

            if(count == 4)
            {
              digitalWrite(2, LOW);  
              digitalWrite(3, LOW);  
            }
}
          
if(gesture == APDS9960_RIGHT)
{
            if(count == 2)
            {
              digitalWrite(2, HIGH);  
            }

            if(count == 3)
            {
              digitalWrite(3, HIGH);  
            }

            if(count == 4)
            {
              digitalWrite(2, HIGH);  
              digitalWrite(3, HIGH);  
            }
}

除了控制 LED 和通過菜單導(dǎo)航的過程之外，我們還保留了一個(gè)特定主題來討論將在菜單中呈現(xiàn)的屏幕的創(chuàng)建。

在 16x2 LCD 顯示器上創(chuàng)建屏幕

為了向用戶展示導(dǎo)航屏幕，我們創(chuàng)建了一個(gè)名為 show_menu() 的函數(shù)。

void show_menu(byte option)
{
  if(option == 2)
  {
    lcd.clear();
    lcd.setCursor(0,0);
    lcd.print("-> LED1");
    lcd.setCursor(0,1);
    lcd.print("   LED2");

    return;
  }

  if(option == 3)
  {
    lcd.clear();
    lcd.setCursor(0,0);
    lcd.print("   LED1");
    lcd.setCursor(0,1);
    lcd.print("-> LED2");

    return;
  }

  if(option == 4)
  {
    lcd.clear();
    lcd.setCursor(0,0);
    lcd.print("-> LED1 and LED2");

    return;
  }
  
  return;
}