Osnove luči senzorja gibanja 3: 8 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:07

Za naš končni projekt v digitalnem oblikovanju smo se odločili za simulacijo luči senzorjev gibanja, ki se aktivirajo ne le, ko je predmet blizu njega, ampak se aktivirajo tudi samo v določenem času dneva. To lahko modeliramo s pomočjo FPGA (plošča Basys3). Med uporabo FPGA smo uporabniku omogočili, da vnese čas, v katerem se lahko začnejo aktivirati senzorji gibanja, nato pa ti senzorji pošiljajo signal, odvisno od katerega senzorja je, da vklopite to posebno svetlobo v tej sobi ali območju. To smo modelirali tako, da smo v določenem času aktivirali samo en senzor gibanja in ustrezno prižgali dane luči. Zaradi časovne omejitve ne moremo vplivati na čas, ki ga vnese uporabnik, na vklop senzorja gibanja. Osnova naše logike pa bi morala nekomu omogočiti enostavno ponovitev in njeno izboljšanje.

### Spodnja povezava prikazuje videoposnetek projekta

drive.google.com/file/d/1FnDwKFfFFDo8mg25j1sW61lUyEqdavQG/view?usp=sharing

1. korak: potrebna oprema

Za ta projekt boste potrebovali naslednje:

-Basys3 Board

-USB kabel microUSB

-8 mostičnih žic

-lesena deska

-2 razpršena LED

Korak: Diagram Blackbox/Končni državni stroj

Ta diagram črne škatle prikazuje potrebne vhode, potrebne za vklop LED luči. Vhod Hour in Min input predstavlja čas, ki ga je uporabnik vnesel na basys3 ploščo (s stikali). Kot, za sw vnos predstavlja, v katerem delu sobe je uporabnik (spet s stikali za predstavitev lokacijskega objekta je).

FSM prikazuje prehod iz enega območja v drugo območje prostora, kjer se predmet nahaja v določenem času. V različnih prostorih so 4 različni senzorji, ki so predstavljeni kot (s1, s2, s3, s4). Ki nadzorujejo izhode ali luči v različnih prostorih, na primer svetlobo (L1, L2, L3). V začetnem stanju senzorji ne zaznajo nikogar, zato so vse luči ugasnjene. Če se želite premakniti v naslednje stanje (stanje 1), mora s1 nekoga zaznati, s2, s3 in s4 bodo izklopljeni. Tako se prikaže L1 (vklopi luč 1), L2 in L3 izklopita. Za prehod v stanje 2 iz stanja 1 morajo biti s1, s3 in s4 izklopljeni, s2 mora biti vklopljen. To bo vklopilo L1 in L2. Za prehod v naslednje stanje iz tega stanja mora biti s3 vklopljen in vsi drugi senzorji izklopljeni. To bo vklopilo L2 in L3, L1 bo izklopljeno. Za prehod v končno stanje mora biti S4 vklopljen in vsi drugi senzorji morajo biti izklopljeni. To bo vklopilo samo L3, vse druge luči bodo ugasnjene. Če oseba vstopi v prostor s strani s4 in izstopi skozi s1, bodo vsi koraki v obratnem vrstnem redu.

Korak: Digitalna ura BlackBox

Namen digitalne ure, ki smo jo ustvarili, je, da se senzorske luči ne aktivirajo podnevi in delujejo le v času, ki ga je uporabnik vnesel. Digitalna ura sprejema vhode hour_in in mins_in s pomočjo stikal na plošči basys3. Če jo želite naložiti na ploščo, morate pritisniti (led_btn), da jo prikaže na krovu. Dodali smo tudi gumb za ponastavitev (rst_b), tako da lahko znova naložite drug čas. Ker ima basys3 dovolj prostora za prikaz 3 različnih primerov informacij, smo sekunde implementirali v ozadju. V ta namen smo uvedli sekundno stikalo, tako da se bo čas povečeval le, ko se bo uporabnik odločil vklopiti (e_sec) vhod na basys3 plošči. Delo notranjega okvirja znotraj digitalne ure je sestavljeno iz natikačev, ki shranjujejo vneseni čas, in števcev, ki povečujejo čas, ki ga je uporabnik vnesel le, ko je (e_sec) vklopljeno. Kodo bomo dodali, da boste lahko natančno videli, kako je bila izvedena.

4. korak: Sestavine skupaj in opis

Zgornje slike prikazujejo, kako so komponente povezane. Začne se tako, da najprej vnese vhodne ure in minute. Signali iz teh vhodov se pošiljajo na števec ur in števec minut, kjer sešteje bite, izhodni signal števca pa se pošlje v komponento SSEG, kjer pretvori bite v posebne znake, ki bodo prikazani na plošči basys3. Vendar signal iz števcev ne bo poslan v komponento SSEG, dokler uporabnik ne pritisne vnosa (led_btn), to je bilo storjeno, ker nismo ustvarili FSM za digitalno uro. Prav tako se vneseni čas ne bo povečal, dokler vhodno stikalo (e_sec) ni vklopljeno, ker bi v nasprotnem primeru števec sekund vedno deloval v ozadju. Ko števec sekund doseže "59", bo poslal signal v minute, tako da se povečuje v minutah, enako se izvaja od minut do ur. Obstajajo tudi vhodi senzorja gibanja in signali se pošiljajo v komponento FSM, kjer določi, v katero stanje naj gre, odvisno od senzorja. Začetno stanje je, ko so izklopljeni vsi senzorji. Vsi opisi FSM so bili opisani v 2. koraku.

5. korak: Koda

Korak 6: Prihodnje spremembe

V prihodnosti bi dodajanje dejanskih senzorjev gibanja s kombinacijo LED v projekt izboljšalo. Tako lahko povečamo kompleksnost projekta in preverimo, ali lahko ustvarimo sodoben senzor svetlobe za gibanje. To bi povzročilo več težav, saj boste morali razmišljati tudi o bližini predmeta, da se bodo luči ustrezno vklopile. Poleg tega so bile vse druge funkcionalnosti predhodne. Tudi izboljšanje funkcionalnosti digitalne ure z uporabo FSM namesto čakanja, da uporabnik vklopi sekunde (e_sec). FSM za digitalno uro bi bil podoben kot pri senzorju gibanja.

7. korak: Zaključek

Na splošno nam je ta projekt pomagal bolje razumeti, kako delujejo stroji končnih stanj. Poleg tega morate pri FSM vedno upoštevati, da morate vedeti, v kakšnem stanju ste in kdaj želite preiti v drugo stanje. Z drugimi besedami, vedeti morate, kje ste v določenem času in kje boste pozneje. Ne pozabite, kateri dejavniki vam bodo omogočili (vložki), da se preklopite v drugo stanje, in kaj bo naredil, ko bo prišel tja (izhod). Naučili smo se tudi, kako shraniti informacije na plošči basys3 z japonkami, ki so registri, in kako povečati čas s števci, ki skupaj seštevajo binarna števila.

8. korak: Državljanstvo

Two_sseg.vhdl = universal_sseg_dec.vhd

Ratner, James in Cheng Samuel.. Ratface Engineering.universal_sseg_dec.vhd