跳到主要内容

案例八:手势识别台灯

案例简介

制作一个手势识别台灯,通过手势控制台灯启动、关闭、切换灯光。

教学准备

名称图示
哪吒Pro AI机械动力套装

教学目标

完成手势识别台灯的搭建,掌握台灯支架、灯光模块与手势识别传感器的组装与连接方法,实现通过手势控制台灯的开启、关闭、灯光调节。

理解手势识别传感器与灯光模块的协作原理,学会编程将特定手势(如挥手、停留)与灯光状态(亮、灭、灯光颜色)关联。

在调试传感器灵敏度、灯光亮度参数的过程中,培养动手能力和编程逻辑,学会解决手势识别延迟、灯光亮度不均匀的问题。

激发对智能家居技术的兴趣,感受 “无接触控制” 的便捷性,建立 “科技改善生活” 的认知。

故事导入

傍晚,指挥中心突然停电。黑暗中传来 “咔哒” 声,阿极点亮了应急灯:“别慌,试试‘光影’台灯。它能通过手势调节亮度,可惜现在只会闪。”​ 孩子们在微光中研究台灯的红外传感器:“当手在传感器前划过,就像给它发送密码。” 阿极的眼睛在黑暗中闪着绿光,“就像魔法师挥魔杖变光明一样。”

学习探究

尝试设计不同的手势对应灯光功能(如向上挥 = 开灯、向下挥 = 关灯、左右挥 = 调节亮度),编程时如何设置亮度的 “渐变” 效果(如从暗到亮逐步变化)?

环境光线对姿势识别传感器的准确性有影响吗?在强光或弱光环境下,如何调整传感器参数(如灵敏度)提高识别率?

如果台灯出现 “灯光闪烁” 或 “手势无响应”,可能是哪些原因导致的?(如灯光模块接线松动、传感器与灯光模块干扰)

对比手势识别台灯与普通按键台灯、声控台灯的使用体验,手势控制在哪些场景(如双手拿东西时)更有优势?

搭建步骤

硬件连线

将手势识别传感器、OLED显示屏连接到哪吒Pro扩展板的IIC接口,将智能电机连接到哪吒Pro扩展板的M1接口,将彩虹灯环连接到哪吒Pro扩展板的J1接口,碰撞传感器连接到哪吒Pro扩展板的J2接口。

代码编程

进入“makecode.microbit.org”,点击新建项目

在弹出窗口输入项目名称并点击创建

点击代码抽屉中的扩展

在弹出界面输入nezha pro并点击搜索图标,在显示nezha pro软件库后点击。同样的方式加载PlanetX软件库。

示例程序

程序链接:https://makecode.microbit.org/_gHJJCvUY0Jcd

你也可以通过以下网页直接下载程序。

下载程序

使用 USB 线连接 PC 和 micro:bit V2。

连接成功后,电脑上会识别出一个名为 MICROBIT 的盘符。

点击左下角的,选择Connect Device

点击

点击

在弹出窗口选择 BBC micro:bit CMSIS-DAP,然后选择连接,至此,我们的 micro:bit 就已经连接成功。

点击下载程序

案例演示

开启电源后,通过手势识别控制灯光开启、关闭、灯光颜色,通过碰撞传感器可简单控制灯光开启和关闭,OLED显示当前灯光颜色。

扩展知识

  1. 手势识别在智能家居中的应用:除了台灯,手势识别还用于智能电视(挥手换台)、智能冰箱(挥手开门)、智能镜子(手势调节功能)等,核心是通过 “无接触操作” 提升使用便捷性。
  2. 灯光控制技术的发展:从手动开关到声控、遥控,再到手势、语音控制,灯光控制技术的升级体现了 “以人为本” 的设计理念,让家电更贴合人类的使用习惯。
  3. 传感器的抗干扰设计:为了减少环境光线、噪音对传感器的影响,工程师会在传感器内部添加滤波电路、算法优化(如忽略杂乱信号),本案例可尝试通过遮挡强光、保持手势稳定提升识别效果。