零知IDE——基于STM32F103RBT6的PAJ7620U2手势控制WS2812 RGB灯带系统

eefocus_4087784

​✔零知开源（零知IDE）是一个专为电子初学者/电子兴趣爱好者设计的开源软硬件平台，在硬件上提供超高性价比STM32系列开发板、物联网控制板。取消了Bootloader程序烧录，让开发重心从 “配置环境” 转移到 “创意实现”，极大降低了技术门槛。零知IDE编程软件，内置上千个覆盖多场景的示例代码，支持项目源码一键下载，项目文章在线浏览。零知开源(零知IDE)平台通过软硬件协同创新，让你的创意快速转化为实物，来动手试试吧！

✔访问零知实验室，获取更多实战项目和教程资源吧！
www.lingzhilab.com

​
项目概述

       本项目基于零知标准板(主控芯片STM32F103RBT6)为核心控制器，结合先进的PAJ7620U2手势识别传感器和WS2812B RGB LED灯带，实现智能手势开关控制功能。系统能够实时检测手部在三维空间中的位置和运动轨迹，并将这些动作信息转换为直观、绚丽的灯光效果

项目难点及解决方案

        问题描述：WS2812B时序精度控制，STM32普通IO难以满足严格时序要求

驱动方案：使用SPI+DMA方式，确保时序准确

1. WS2812B::WS2812Bspi.setClockDivider(SPI_CLOCK_DIV32);  // 444ns脉冲
   
2. WS2812B::WS2812Bspi.dmaSendAsync(pixels, numBytes);    // 异步DMA传输

复制代码

一、系统接线部分1.1 硬件清单组件名称型号规格数量说明
主控开发板零知标准板(STM32F103RBT6)1主控制器，72MHz主频
手势传感器PAJ7620U21手势识别，I2C接口，最大检测距离15cm
RGB LED灯带WS2812-8 RGB模块216颗灯珠，SPI驱动，单线控制
连接线杜邦线(母对母)若干用于模块间连接
电源5V/2A直流电源1为系统供电
1.2 接线方案表

根据代码中的引脚定义，硬件接线方案如下：

PAJ7620U2传感器接线
零知标准板引脚PAJ7620U2引脚功能说明
A5SCLI2C时钟线(软件模拟)
A4SDAI2C数据线(软件模拟)
3.3VVCC传感器供电(3.3V)
GNDGND电源地WS2812B灯带接线

WS2812B需要较大电流，建议使用独立5V电源供电

零知标准板引脚WS2812B灯带功能说明
11DINSPI数据输出
5VVCC灯带供电(5V)
GNDGND电源地
1.3 具体接线图

1.4 接线实物图

二、安装与使用部分2.1 开源平台-输入PAJ7620U2 并搜索-代码下载自动打开

2.2 连接-验证-上传

2.3 调试-串口监视器

三、代码讲解部分

        采用"单次读取"策略，在主循环开头一次性读取isCursorInView/cursorX/cursorY,确保整个循环周期内使用同一组传感器数据

3.1 手势检测状态机

1. // 手势检测逻辑不再读取传感器，而是分析传入的数据
   
2. // 参数: isPresent(手是否在), y(当前Y坐标)
   
3. // 返回: 0(无), 1(向上), -1(向下)
   
4. int checkGestureLogic(bool isPresent, int y) {
   
5.   static int gestureStartY = 0;
   
6.   static unsigned long gestureStartTime = 0;
   
7.   static bool gestureInProgress = false;
   
8.   
   
9.   // 冷却时间检查：避免重复触发
   
10.   if (millis() - lastGestureTime < GESTURE_COOLDOWN) {
    
11.     return 0;
    
12.   }
    
13.   
    
14.   // 如果手移开了，重置检测状态
    
15.   if (!isPresent) {
    
16.     gestureInProgress = false;
    
17.     return 0;
    
18.   }
    
19.   
    
20.   // 如果还没开始检测，记录起点
    
21.   if (!gestureInProgress) {
    
22.     gestureStartY = y;
    
23.     gestureStartTime = millis();
    
24.     gestureInProgress = true;
    
25.     return 0;
    
26.   }
    
27.   
    
28.   // 计算变化量和速度
    
29.   unsigned long duration = millis() - gestureStartTime;
    
30.   int yChange = y - gestureStartY;
    
31.   
    
32.   // 只有当持续时间足够短且速度足够快时，才认为是手势
    
33.   // 增加 duration > 50 是为了避免极其短暂的噪点
    
34.   if (duration > 50 && abs(yChange) / (duration / 1000.0) > GESTURE_SPEED_THRESHOLD) {
    
35.    
    
36.     // 向上快速移动 (Y值减小)
    
37.     if (yChange < -GESTURE_THRESHOLD) {
    
38.       Serial.println("检测到: 向上挥手 (开启)");
    
39.       lastGestureTime = millis();
    
40.       gestureInProgress = false;
    
41.       return 1;
    
42.     }
    
43.    
    
44.     // 向下快速移动 (Y值增加)
    
45.     if (yChange > GESTURE_THRESHOLD) {
    
46.       Serial.println("检测到: 向下挥手 (关闭)");
    
47.       lastGestureTime = millis();
    
48.       gestureInProgress = false;
    
49.       return -1;
    
50.     }
    
51.   }
    
52.   
    
53.   // 超时重置 (如果动作太慢，就视为普通移动而非手势)
    
54.   if (duration > 800) {
    
55.     gestureInProgress = false;
    
56.   }
    
57.   
    
58.   return 0;
    
59. }

复制代码

手部进入检测区域，记录起始坐标和时间，持续跟踪Y坐标变化，计算移动速度和幅度

3.2 系统状态管理

1. // 系统核心状态变量
   
2. bool systemOn = false;      // 系统开关状态，初始为关闭
   
3. bool isIdleMode = true;     // 是否处于待机模式
   
4. int idleEffectMode = 0;     // 待机效果模式：0=流水灯, 1=呼吸灯
   
5. uint8_t globalBrightness = 30;  // 全局亮度控制
   
6. 
   
7. void loop()
   
8. {
   
9.   // 获取传感器数据
   
10.   // ...
    
11.   
    
12.   // 处理系统开关逻辑
    
13.   if (!systemOn) {
    
14.     // 关机状态：只响应开启手势
    
15.     if (detectedDir == 1) {
    
16.       turnOnSystem();
    
17.     }
    
18.     delay(30);
    
19.     return;
    
20.   }
    
21.   
    
22.   // 开机状态：优先检查关闭手势
    
23.   if (detectedDir == -1) {
    
24.     turnOffSystem();
    
25.     return;
    
26.   }
    
27.   
    
28.   // 正常的交互逻辑
    
29.   // ...
    
30. }

复制代码

状态机流程图

3.3 视觉交互反馈开机动画效果

        从中心向两侧渐变紫色光效，过渡到全彩虹色

1. void showStartupEffect() {
   
2.   strip.clear();
   
3.   strip.show();
   
4.   delay(100);
   
5.   
   
6.   // 从中心向两侧展开的紫色动画
   
7.   int center = NUM_LEDS / 2;
   
8.   int maxDistance = max(center, NUM_LEDS - center - 1);
   
9.   
   
10.   for (int step = 0; step <= maxDistance; step++) {
    
11.     strip.clear();
    
12.     float brightnessFactor = (float)step / maxDistance;
    
13.     brightnessFactor = constrain(brightnessFactor, 0.2, 1.0);
    
14.    
    
15.     // 紫色(RGB: 148,0,211)
    
16.     uint8_t r = 148 * brightnessFactor;
    
17.     uint8_t b = 211 * brightnessFactor;
    
18.    
    
19.     // 两侧对称点亮
    
20.     for (int dist = 0; dist <= step; dist++) {
    
21.       if (center + dist < NUM_LEDS) strip.setPixelColor(center + dist, r, 0, b);
    
22.       if (center - dist >= 0) strip.setPixelColor(center - dist, r, 0, b);
    
23.     }
    
24.     strip.show();
    
25.     delay(60);
    
26.   }
    
27.   
    
28.   // 过渡到彩虹色
    
29.   for (int i = 0; i < NUM_LEDS; i++) {
    
30.     strip.setPixelColor(i, wheel((i * 256 / NUM_LEDS) % 256));
    
31.   }
    
32.   strip.show();
    
33.   delay(500);
    
34. }

复制代码

关机效果

        关机效果为全部灯珠的亮度从当前值渐降至 0 后熄灭

1. void turnOffAllLEDs() {
   
2.   // 渐暗效果
   
3.   for (int b = globalBrightness; b > 0; b -= 10) {
   
4.     strip.setBrightness(b);
   
5.     strip.show();
   
6.     delay(10);
   
7.   }
   
8.   strip.clear();
   
9.   strip.show();
   
10.   globalBrightness = 30;  // 重置亮度
    
11. }

复制代码

状态指示灯

        初始化提示，闪烁第 0 个灯珠 3 次提示就绪

1. void blinkStatusLED(int times, int delayTime) {
   
2.   for (int i = 0; i < times; i++) {
   
3.     strip.setPixelColor(0, 0, 0, 255);  // 蓝色闪烁
   
4.     strip.show();
   
5.     delay(delayTime);
   
6.     strip.setPixelColor(0, 0, 0, 0);
   
7.     strip.show();
   
8.     delay(delayTime);
   
9.   }
   
10. }

复制代码

3.4 手势跟踪效果

1. void updateHandTrackingEffect(int x, int y) {
   
2.   int ledIndex = map(x, Y_MIN, Y_MAX, 0, NUM_LEDS - 1);
   
3.   ledIndex = constrain(ledIndex, 0, NUM_LEDS - 1);
   
4.   
   
5.   for(int i = 0; i < NUM_LEDS; i++) {
   
6.     float intensity = trailEffect[i];
   
7.    
   
8.     if(i == ledIndex) {
   
9.       // 当前位置：白色高亮
   
10.       strip.setPixelColor(i, 255, 255, 255);
    
11.     } else if(intensity > 0.05) {
    
12.       // 尾影位置：彩虹色
    
13.       uint32_t col = wheel((i * 256 / NUM_LEDS) % 256);
    
14.       uint8_t r = ((col >> 16) & 0xFF) * intensity;
    
15.       uint8_t g = ((col >> 8) & 0xFF) * intensity;
    
16.       uint8_t b = (col & 0xFF) * intensity;
    
17.       strip.setPixelColor(i, r, g, b);
    
18.     } else {
    
19.       // 无尾影：关闭LED
    
20.       strip.setPixelColor(i, 0, 0, 0);
    
21.     }
    
22.   }
    
23. }

复制代码

3.5 系统待机

1. void updateWaterFlowEffect() {
   
2.   // 清屏
   
3.   for(int i = 0; i < NUM_LEDS; i++) strip.setPixelColor(i, 0, 0, 0);
   
4.   
   
5.   static int dir = 1;  // 移动方向
   
6.   idlePosition += dir;
   
7.   
   
8.   // 边界处理和方向反转
   
9.   if(idlePosition >= NUM_LEDS || idlePosition < 0) {
   
10.     dir *= -1;
    
11.     idlePosition += dir;
    
12.     idleColorIndex = (idleColorIndex + 1) % 7;  // 切换颜色
    
13.   }
    
14.   
    
15.   // 设置当前光点
    
16.   uint32_t c = rainbowColors[idleColorIndex];
    
17.   strip.setPixelColor(idlePosition, c);
    
18.   
    
19.   // 注意：这个版本简化了尾迹效果，可根据需要恢复
    
20. }
    
21. 
    
22. uint32_t wheel(uint8_t wheelPos) {
    
23.   wheelPos = 255 - wheelPos;  // 反转以获得更鲜艳的颜色
    
24.   if(wheelPos < 85) {
    
25.     return strip.Color(255 - wheelPos * 3, 0, wheelPos * 3);  // 红->紫
    
26.   }
    
27.   if(wheelPos < 170) {
    
28.     wheelPos -= 85;
    
29.     return strip.Color(0, wheelPos * 3, 255 - wheelPos * 3);  // 紫->青
    
30.   }
    
31.   wheelPos -= 170;
    
32.   return strip.Color(wheelPos * 3, 255 - wheelPos * 3, 0);  // 青->绿
    
33. }

复制代码

3.6 完整代码

1. /**************************************************************************************
   
2. * 文件: /PAJ7620U2_Gesture_WS2812/PAJ7620U2_Gesture_WS2812.ino
   
3. * 作者：零知实验室（深圳市在芯间科技有限公司）
   
4. * -^^- 零知实验室，让电子制作变得更简单！ -^^-
   
5. * 时间: 2025-12-26
   
6. * 说明: 基于零知标准板(STM32F103RBT6)驱动PAJ7620U2手势传感器实现WS2812B灯带控制，
   
7. *       支持手部位置跟踪的彩虹尾影效果，无手部时自动切换为流水灯/呼吸灯待机效果
   
8. *       采用"单次读取"策略，确保在任意状态下均能准确识别退出手势。
   
9. ***************************************************************************************/
   
10. 
    
11. #include "RevEng_PAJ7620.h"
    
12. #include <WS2812B.h>
    
13. 
    
14. // 手势传感器对象
    
15. RevEng_PAJ7620 sensor = RevEng_PAJ7620();
    
16. 
    
17. // LED灯带配置
    
18. #define NUM_LEDS 16
    
19. WS2812B strip = WS2812B(NUM_LEDS);
    
20. 
    
21. // 系统状态
    
22. int lastCursorX = 0;
    
23. bool isIdleMode = true;
    
24. bool systemOn = false;  // 系统开关状态，初始为关闭
    
25. 
    
26. // 手部跟踪变量
    
27. float trailEffect[NUM_LEDS] = {0};
    
28. float trailDecay = 0.85;
    
29. 
    
30. // 待机效果变量
    
31. int idleEffectMode = 0;  // 0:流水灯, 1:呼吸灯
    
32. int idleColorIndex = 0;
    
33. int idlePosition = 0;
    
34. float idlePulse = 0;
    
35. unsigned long idleLastUpdate = 0;
    
36. 
    
37. // 亮度控制
    
38. uint8_t globalBrightness = 30;  // 全局亮度，0-255
    
39. 
    
40. // 手势检测变量
    
41. unsigned long lastGestureTime = 0;
    
42. const unsigned long GESTURE_COOLDOWN = 800;   // 稍微缩短冷却时间提高响应
    
43. const int GESTURE_THRESHOLD = 1000;            // 调低阈值使其更容易触发
    
44. const int GESTURE_SPEED_THRESHOLD = 600;      // 调低速度阈值
    
45. 
    
46. // 坐标范围
    
47. const int Y_MIN = 384;
    
48. const int Y_MAX = 3455;
    
49. 
    
50. // 预定义颜色（彩虹色）
    
51. uint32_t rainbowColors[7] = {
    
52.   strip.Color(255, 0, 0),     // 红色
    
53.   strip.Color(255, 127, 0),   // 橙色
    
54.   strip.Color(255, 255, 0),   // 黄色
    
55.   strip.Color(0, 255, 0),     // 绿色
    
56.   strip.Color(0, 0, 255),     // 蓝色
    
57.   strip.Color(75, 0, 130),    // 靛蓝色
    
58.   strip.Color(148, 0, 211)    // 紫色
    
59. };
    
60. 
    
61. // ***************************************************************************
    
62. void setup()
    
63. {
    
64.   Serial.begin(115200);
    
65.   
    
66.   // 初始化LED灯带
    
67.   strip.begin();
    
68.   strip.clear();
    
69.   strip.show();
    
70.   
    
71.   // 初始化手势传感器
    
72.   if(!sensor.begin())
    
73.   {
    
74.     Serial.println("PAJ7620初始化失败!");
    
75.     while(true) {}
    
76.   }
    
77.   
    
78.   Serial.println("PAJ7620U2初始化成功!");
    
79.   sensor.setCursorMode();  // 设置为光标模式
    
80.   
    
81.   Serial.println("\n手势控制LED系统已启动!");
    
82.   Serial.println("向上快速挥手: 打开系统");
    
83.   Serial.println("向下快速挥手: 关闭系统");
    
84.   
    
85.   systemOn = false;
    
86.   turnOffAllLEDs();
    
87.   blinkStatusLED(3, 300);
    
88. }
    
89. 
    
90. // ***************************************************************************
    
91. void loop()
    
92. {
    
93.   // 在循环开始时，一次性读取所有传感器数据
    
94.   bool currentInView = sensor.isCursorInView();
    
95.   int currentX = 0;
    
96.   int currentY = 0;
    
97.   
    
98.   if (currentInView) {
    
99.     currentX = sensor.getCursorX();
    
100.     currentY = sensor.getCursorY();
     
101.   }
     
102. 
     
103.   // 将读取到的数据传入手势检测函数 (不让函数内部再次读取)
     
104.   // 返回值: 0=无, 1=向上(开), -1=向下(关)
     
105.   int detectedDir = checkGestureLogic(currentInView, currentY);
     
106. 
     
107.   // 处理系统开关逻辑
     
108.   if (!systemOn) {
     
109.     // 关机状态：只响应开启手势
     
110.     if (detectedDir == 1) {
     
111.       turnOnSystem();
     
112.     }
     
113.     delay(30); // 简单的防抖延迟
     
114.     return;
     
115.   }
     
116.   
     
117.   // 开机状态：优先检查关闭手势
     
118.   if (detectedDir == -1) {
     
119.     turnOffSystem();
     
120.     return;
     
121.   }
     
122. 
     
123.   // 如果没有开关机手势，执行正常的LED显示逻辑
     
124.   strip.setBrightness(globalBrightness);
     
125.   
     
126.   if(currentInView)
     
127.   {
     
128.     // 手部跟踪模式
     
129.     isIdleMode = false;
     
130.    
     
131.     // 亮度跟随Y轴变化
     
132.     int brightness = map(currentY, Y_MIN, Y_MAX, 30, 255);
     
133.     brightness = constrain(brightness, 30, 255);
     
134.    
     
135.     if (abs(brightness - globalBrightness) > 5) {
     
136.       globalBrightness = brightness;
     
137.       strip.setBrightness(globalBrightness);
     
138.     }
     
139.    
     
140.     updateTrail();
     
141.    
     
142.     // 使用刚才读取的 currentX 更新效果
     
143.     updateHandTrackingEffect(currentX, currentY);
     
144.    
     
145.     // 添加高亮
     
146.     int ledIndex = map(currentX, Y_MIN, Y_MAX, 0, NUM_LEDS - 1);
     
147.     ledIndex = constrain(ledIndex, 0, NUM_LEDS - 1);
     
148.     trailEffect[ledIndex] = 1.0;
     
149.    
     
150.     lastCursorX = currentX;
     
151.   }
     
152.   else
     
153.   {
     
154.     // 待机模式
     
155.     if(!isIdleMode) {
     
156.       resetIdleEffects();
     
157.       isIdleMode = true;
     
158.     }
     
159.     updateTrailFast();
     
160.     updateIdleEffect();
     
161.   }
     
162.   
     
163.   strip.show();
     
164.   delay(30);
     
165. }
     
166. 
     
167. // ***************************************************************************
     
168. // 手势检测不再读取传感器，而是分析传入的数据
     
169. // 参数: isPresent(手是否在), y(当前Y坐标)
     
170. // 返回: 0(无), 1(向上), -1(向下)
     
171. int checkGestureLogic(bool isPresent, int y) {
     
172.   static int gestureStartY = 0;
     
173.   static unsigned long gestureStartTime = 0;
     
174.   static bool gestureInProgress = false;
     
175.   
     
176.   unsigned long currentTime = millis();
     
177.   
     
178.   // 冷却时间检查
     
179.   if (currentTime - lastGestureTime < GESTURE_COOLDOWN) {
     
180.     return 0;
     
181.   }
     
182.   
     
183.   // 如果手移开了，重置检测状态
     
184.   if (!isPresent) {
     
185.     gestureInProgress = false;
     
186.     return 0;
     
187.   }
     
188.   
     
189.   // 如果还没开始检测，记录起点
     
190.   if (!gestureInProgress) {
     
191.     gestureStartY = y;
     
192.     gestureStartTime = currentTime;
     
193.     gestureInProgress = true;
     
194.     return 0; // 刚开始，还没结果
     
195.   }
     
196.   
     
197.   // 计算变化量和速度
     
198.   unsigned long duration = currentTime - gestureStartTime;
     
199.   int yChange = y - gestureStartY;
     
200.   
     
201.   // 避免除以零
     
202.   if (duration == 0) return 0;
     
203.   
     
204.   float speed = abs(yChange) / (duration / 1000.0);
     
205.   
     
206.   // 只有当持续时间足够短且速度足够快时，才认为是手势
     
207.   // 增加 duration > 50 是为了避免极其短暂的噪点
     
208.   if (duration > 50 && speed > GESTURE_SPEED_THRESHOLD) {
     
209.    
     
210.     // 向上快速移动 (Y值减小)
     
211.     if (yChange < -GESTURE_THRESHOLD) {
     
212.       Serial.println("检测到: 向上挥手 (开启)");
     
213.       lastGestureTime = currentTime;
     
214.       gestureInProgress = false;
     
215.       return 1;
     
216.     }
     
217.    
     
218.     // 向下快速移动 (Y值增加)
     
219.     if (yChange > GESTURE_THRESHOLD) {
     
220.       Serial.println("检测到: 向下挥手 (关闭)");
     
221.       lastGestureTime = currentTime;
     
222.       gestureInProgress = false;
     
223.       return -1;
     
224.     }
     
225.   }
     
226.   
     
227.   // 超时重置 (如果动作太慢，就视为普通移动而非手势)
     
228.   if (duration > 800) {
     
229.     gestureInProgress = false; // 重置，这也允许连续跟踪而不误触发
     
230.   }
     
231.   
     
232.   return 0;
     
233. }
     
234. 
     
235. // ***************************************************************************
     
236. // 打开系统
     
237. void turnOnSystem() {
     
238.   systemOn = true;
     
239.   Serial.println(">>> 系统启动");
     
240.   
     
241.   resetIdleEffects();
     
242.   clearTrailEffects();
     
243.   globalBrightness = 30;
     
244.   strip.setBrightness(globalBrightness);
     
245.   
     
246.   showStartupEffect();
     
247. }
     
248. 
     
249. // ***************************************************************************
     
250. // 关闭系统
     
251. void turnOffSystem() {
     
252.   systemOn = false;
     
253.   Serial.println(">>> 系统关闭");
     
254.   turnOffAllLEDs();
     
255. }
     
256. 
     
257. // ***************************************************************************
     
258. // 启动效果
     
259. void showStartupEffect() {
     
260.   strip.clear();
     
261.   strip.show();
     
262.   delay(100);
     
263.   
     
264.   int center = NUM_LEDS / 2;
     
265.   int maxDistance = max(center, NUM_LEDS - center - 1);
     
266.   
     
267.   for (int step = 0; step <= maxDistance; step++) {
     
268.     strip.clear();
     
269.     float brightnessFactor = (float)step / maxDistance;
     
270.     brightnessFactor = constrain(brightnessFactor, 0.2, 1.0);
     
271.    
     
272.     uint8_t r = 148 * brightnessFactor;
     
273.     uint8_t b = 211 * brightnessFactor;
     
274.    
     
275.     for (int dist = 0; dist <= step; dist++) {
     
276.       if (center + dist < NUM_LEDS) strip.setPixelColor(center + dist, r, 0, b);
     
277.       if (center - dist >= 0) strip.setPixelColor(center - dist, r, 0, b);
     
278.     }
     
279.     strip.show();
     
280.     delay(60);
     
281.   }
     
282.   
     
283.   // 快速过渡到彩虹
     
284.   for (int i = 0; i < NUM_LEDS; i++) {
     
285.     strip.setPixelColor(i, wheel((i * 256 / NUM_LEDS) % 256));
     
286.   }
     
287.   strip.show();
     
288.   delay(500);
     
289. }
     
290. 
     
291. // ***************************************************************************
     
292. // LED 灯带平滑渐暗关闭
     
293. void turnOffAllLEDs() {
     
294.   for (int b = globalBrightness; b > 0; b -= 10) {
     
295.     strip.setBrightness(b);
     
296.     strip.show();
     
297.     delay(10);
     
298.   }
     
299.   strip.clear();
     
300.   strip.show();
     
301.   globalBrightness = 30;
     
302. }
     
303. 
     
304. // ***************************************************************************
     
305. // 清除所有手势跟踪的轨迹变量，重置手势轨迹效果
     
306. void clearTrailEffects() {
     
307.   for(int i = 0; i < NUM_LEDS; i++) trailEffect[i] = 0;
     
308. }
     
309. 
     
310. // ***************************************************************************
     
311. // 控制第1个LED（索引0）按指定次数和间隔闪烁，用于设备状态初始化成功提示
     
312. void blinkStatusLED(int times, int delayTime) {
     
313.   for (int i = 0; i < times; i++) {
     
314.     strip.setPixelColor(0, 0, 0, 255);
     
315.     strip.show();
     
316.     delay(delayTime);
     
317.     strip.setPixelColor(0, 0, 0, 0);
     
318.     strip.show();
     
319.     delay(delayTime);
     
320.   }
     
321. }
     
322. 
     
323. // ***************************************************************************
     
324. // 缓慢衰减轨迹强度，用于手势效果
     
325. void updateTrail() {
     
326.   for(int i = 0; i < NUM_LEDS; i++) {
     
327.     trailEffect[i] *= trailDecay;
     
328.     if(trailEffect[i] < 0.01) trailEffect[i] = 0;
     
329.   }
     
330. }
     
331. 
     
332. // ***************************************************************************
     
333. // 快速衰减轨迹强度，用于待机效果
     
334. void updateTrailFast() {
     
335.   for(int i = 0; i < NUM_LEDS; i++) {
     
336.     trailEffect[i] *= 0.6;
     
337.     if(trailEffect[i] < 0.01) trailEffect[i] = 0;
     
338.   }
     
339. }
     
340. 
     
341. // ***************************************************************************
     
342. // 根据手势坐标（x,y）更新LED灯带的手势跟踪显示效果
     
343. void updateHandTrackingEffect(int x, int y) {
     
344.   int ledIndex = map(x, Y_MIN, Y_MAX, 0, NUM_LEDS - 1);
     
345.   ledIndex = constrain(ledIndex, 0, NUM_LEDS - 1);
     
346.   
     
347.   for(int i = 0; i < NUM_LEDS; i++) {
     
348.     float intensity = trailEffect[i];
     
349.     if(i == ledIndex) {
     
350.       strip.setPixelColor(i, 255, 255, 255);  // 手势当前位置的LED显示白色 (255,255,255)
     
351.     } else if(intensity > 0.05) {
     
352.       uint32_t col = wheel((i * 256 / NUM_LEDS) % 256); // 彩虹色拖尾
     
353.       uint8_t r = ((col >> 16) & 0xFF) * intensity;
     
354.       uint8_t g = ((col >> 8) & 0xFF) * intensity;
     
355.       uint8_t b = (col & 0xFF) * intensity;
     
356.       strip.setPixelColor(i, r, g, b);  
     
357.     } else {
     
358.       strip.setPixelColor(i, 0, 0, 0);
     
359.     }
     
360.   }
     
361. }
     
362. 
     
363. // ***************************************************************************
     
364. // 重置所有待机状态特效的参数
     
365. void resetIdleEffects() {
     
366.   idlePosition = 0;
     
367.   idlePulse = 0;
     
368.   idleColorIndex = 0;
     
369.   idleLastUpdate = millis();
     
370.   idleEffectMode = random(0, 2);
     
371. }
     
372. 
     
373. // ***************************************************************************
     
374. // 每5秒自动切换空闲状态模式
     
375. void updateIdleEffect() {
     
376.   unsigned long currentTime = millis();
     
377.   if(currentTime - idleLastUpdate > 5000) {
     
378.     idleEffectMode = (idleEffectMode + 1) % 2;
     
379.     idleLastUpdate = currentTime;
     
380.   }
     
381.   if(idleEffectMode == 0) updateWaterFlowEffect();
     
382.   else updateBreathingEffect();
     
383. }
     
384. 
     
385. // ***************************************************************************
     
386. // 空闲状态流水灯效果
     
387. void updateWaterFlowEffect() {
     
388.   for(int i = 0; i < NUM_LEDS; i++) strip.setPixelColor(i, 0, 0, 0);
     
389.   
     
390.   static int dir = 1;
     
391.   idlePosition += dir;
     
392.   if(idlePosition >= NUM_LEDS || idlePosition < 0) {
     
393.     dir *= -1;
     
394.     idlePosition += dir;
     
395.     idleColorIndex = (idleColorIndex + 1) % 7;
     
396.   }
     
397.   
     
398.   uint32_t c = rainbowColors[idleColorIndex];
     
399.   strip.setPixelColor(idlePosition, c);
     
400. }
     
401. 
     
402. // ***************************************************************************
     
403. // 空闲状态呼吸灯效果
     
404. void updateBreathingEffect() {
     
405.   idlePulse += 0.05;
     
406.   if(idlePulse > 6.28) {
     
407.     idlePulse = 0;
     
408.     idleColorIndex = (idleColorIndex + 1) % 7;
     
409.   }
     
410.   float val = (sin(idlePulse) + 1.0) / 2.0 * 0.8 + 0.2; // 周期性生成 0~1 之间的亮度系数val
     
411.   uint32_t c = rainbowColors[idleColorIndex];
     
412.   uint8_t r = ((c >> 16) & 0xFF) * val;
     
413.   uint8_t g = ((c >> 8) & 0xFF) * val;
     
414.   uint8_t b = (c & 0xFF) * val;
     
415.   for(int i = 0; i < NUM_LEDS; i++) strip.setPixelColor(i, r, g, b);
     
416. }
     
417. 
     
418. // ***************************************************************************
     
419. // 生成对应的彩虹颜色RGB，实现HSV到RGB的简易转换
     
420. uint32_t wheel(uint8_t wheelPos) {
     
421.   wheelPos = 255 - wheelPos;
     
422.   if(wheelPos < 85) return strip.Color(255 - wheelPos * 3, 0, wheelPos * 3);
     
423.   if(wheelPos < 170) {
     
424.     wheelPos -= 85;
     
425.     return strip.Color(0, wheelPos * 3, 255 - wheelPos * 3);
     
426.   }
     
427.   wheelPos -= 170;
     
428.   return strip.Color(wheelPos * 3, 255 - wheelPos * 3, 0);
     
429. }
     
430. 
     
431. /******************************************************************************
     
432. * 深圳市在芯间科技有限公司
     
433. * 淘宝店铺：在芯间科技零知板
     
434. * 店铺网址：https://shop533070398.taobao.com
     
435. * 版权说明：
     
436. *  1.本代码的版权归【深圳市在芯间科技有限公司】所有，仅限个人非商业性学习使用。
     
437. *  2.严禁将本代码或其衍生版本用于任何商业用途（包括但不限于产品开发、付费服务、企业内部使用等）。
     
438. *  3.任何商业用途均需事先获得【深圳市在芯间科技有限公司】的书面授权，未经授权的商业使用行为将被视为侵权。
     
439. ******************************************************************************/

复制代码

系统流程图

四、操作流程4.1 系统操作

        初始化状态：灯带全灭，第 0 个灯珠闪烁 3 次，串口提示 “向上快速挥手：打开系统”；

在传感器上方快速向上挥手开启系统， 在开机状态下，快速向下挥手关闭系统， LED灯带会逐渐变暗关闭

         手势控制：将手放在传感器上方5-10cm处，LED灯带会对应显示白色光标；左右平行移动手部，光标跟随移动并留下彩虹色尾影

手部离开传感器区域，自动进入待机模式，每5秒在流水灯和呼吸灯之间切换

灵敏度调整

1. // 如果手势不易触发，降低阈值
   
2. const int GESTURE_THRESHOLD = 800;      // 降低幅度要求
   
3. const int GESTURE_SPEED_THRESHOLD = 400; // 降低速度要求
   
4. 
   
5. // 如果误触发过多，增加阈值
   
6. const int GESTURE_THRESHOLD = 1200;     // 增加幅度要求
   
7. const int GESTURE_SPEED_THRESHOLD = 800; // 增加速度要求

复制代码

视觉效果调整

1. // 调整尾影持续时间
   
2. float trailDecay = 0.9;  // 值越大，尾影持续时间越长
   
3. 
   
4. // 调整亮度范围
   
5. int brightness = map(currentY, Y_MIN, Y_MAX, 20, 100);  // 缩小亮度变化范围

复制代码

4.2 视频演示
[url=【PAJ7620U2手势控制WS2812 RGB灯】 https://www.bilibili.com/video/B ... aa8dc6757ac429e12da]【PAJ7620U2手势控制WS2812 RGB灯】 https://www.bilibili.com/video/B ... aa8dc6757ac429e12da[/url]
系统初始化灯带闪烁状态灯提示就绪，手势跟踪模式下白色光点跟随手部 X 轴，亮度随手部 Y 轴平滑变化，尾影效果自然；移开手部自动切换流水灯 / 呼吸灯


五、PAJ7620U2 手势传感器知识点讲解

PAJ7620U2是一款内置光源和环境光抑制滤波器集成的 LED，镜头和手势感测器在一个小的立方体模组，能在黑暗或低光环境下工作，其模块功能框图如下图所示

IIC 接口，支持高达 400KHz 通信速率；内置 9 个手势类型（上、下、左、右、前、后、顺时针旋转、逆时针旋转、挥动），支持输出中断；支持接近检测功能，检测物体体积大小和亮度

5.1 软件I2C通信

MCU 通过 I2C 接口来控制 PAJ7620U2，PAJ7620U2 工作时通过内部 LED 驱动器

I2C 时序参数

参数说明符号标准模式快速模式单位
SCL 时钟频率fscl10 ~ 10010 ~ 400kHz
起始/重复起始条件保持时间
（此后产生第一个时钟脉冲）tHD,STA≥ 4≥ 0.6µs
重复起始条件建立时间tSU,STA≥ 4.7≥ 0.6µs
SCL 时钟低电平时间tLOW≥ 4.7≥ 1.3µs
SCL 时钟高电平时间tHIGH≥ 4≥ 0.6µs
数据保持时间tHD,DAT​≥ 0≥ 0µs
数据建立时间tSU,DATt≥ 250≥ 100ns
SDA 与 SCL 信号上升时间tr≤ 1000≤ 300ns
SDA 与 SCL 信号下降时间tf≤ 300≤ 300ns
停止条件建立时间tSU,STO≥ 4≥ 0.6µs
停止条件到起始条件的总线空闲时间tBUF≥ 4.7≥ 1.3µs当传感器阵列在有效的距离中探测到物体时，目标信息提取阵列会对探测目标进行特征原始数据的获取，获取的数据会存在寄存器中，同时手势识别阵列会对原始数据进行识别处理，最后将手势结果存到寄存器中，用户可根据 I2C 接口对原始数据和手势识别的结果进行读取

光标模式数据读取时序

5.2 寄存器配置

PAJ7620U2 的内部有两个 BANK 寄存器区域，分别为 BANK0 和 BANK1。不同的区域用于访问不同的功能寄存器，访问某一 BANK 区域下的寄存器前需发送控制指令进入该寄存器区域

进入 BANK0 区域需向传感器 0xEF 地址写 0x00，而 BANK1 区域需向传感器 0xEF 地址写 0x01

使能工作寄存器

该寄存器地址为 0X72，用于使能 PAJ7620 工作，bit0 位设置为 1 则使能 PAJ7620 工作，设置为 0 则失能 PAJ7620 工作

手势检测输出中断使能寄存器

该寄存器地址为 0X41，用于手势识别，bit0~bit7 位用于使能不同手势识别结果的中断输出，默认值为 0XFF

六、常见问题解答（FAQ）Q1：手势开关机偶尔误触发？

        A：解决方案：增大GESTURE_THRESHOLD 或GESTURE_SPEED_THRESHOLD 阈值，提高触发门槛；延长GESTURE_COOLDOWN（如 1000ms），避免短时间重复触发

Q2：如何增加更多LED？

        A：修改步骤：更新NUM_LEDS定义，调整trailEffect数组大小，可能需要增加电源功率

项目资源整合

PAJ7620U2 数据手册：       PAJ7620U2 Datasheet
PAJ7620U2 库文件：     RevEng_PAJ7620