Ugasne nočna svetloba: 4 koraki

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

Čas je za spanje. Vstanete, da ugasnete luči za noč, in potem, ko obrnete stikalo, se zavedate, da je pred vami črna pot nazaj v varnost vaše postelje. Na srečo ste izumili nočne luči in prišli ste na pravo mesto, da jih najdete! Ampak … kako lahko zaspite, ko ta nadležna nočna luč prižge celo noč in osvetljuje vašo sobo? Poleg tega se niste naveličali te prazne teme, zaradi katere vaše nočne luči ostanejo prižgane in izgubljajo energijo? No, še vedno ste na pravem mestu, saj imamo točno to, kar potrebujete!

Želimo vam polepšati življenje s pomočjo trajnostne nočne luči.

V tej vadnici vas bomo vodili skozi postopek izdelave nočne luči, ki se bo izklopila s časovnikom. Sistem bo lahko prek svetlobnega senzorja zaznal, ko je glavna luč izklopljena, in za čas, ki ga nastavi uporabnik, prižgal luč in se po tem času izklopil. Ta nočna luč se razlikuje od drugih nočnih luči, ker izgublja energijo tako, da ostane prižgana, ko spite, in je ne potrebujete. Ta projekt uporablja dve vrsti plošč, Basys 3 in Arduino ter senzor svetlobe.

Ustvarjalci: Luke McDaniel, Erik Ramazzini, Monica Negrete, Hayley Young

1. korak: Materiali in programska oprema

Materiali

Basys 3 Artix-7 FPGA Trainer Board

store.digilentinc.com/basys-3-artix-7-fpga…

Arduino Uno Rev3

store.arduino.cc/usa/arduino-uno-rev3

Ogledna plošča

www.amazon.com/Elegoo-EL-CK-002-Electronic…

10k Ω upor

Ista povezava kot plošča

Mostične žice

Ista povezava kot plošča

Senzor svetlobe (mini fotocelica)

www.sparkfun.com/products/9088

Programska oprema

Vivado HL WebPACK Edition (priloženi PDF vsebuje navodila)

www.xilinx.com/products/design-tools/vivad…

Arduino IDE

www.arduino.cc/en/Main/Software

2. korak: Arhitektura sistema

Naslednji korak je razumevanje arhitekture sistema. Ustvarili smo diagram črne škatle in končni stroj (prikazano zgoraj), da bi organizirali strukturo naše zasnove, preden se lotimo logistike

Splošno oblikovanje

Vhodi

Senzor svetlobe: določa količino svetlobe v prostoru

Izhodi

• Anode: določa, kateri 7-segmentni zasloni bodo uporabljeni
• Segmenti: prikaže časovnik
• LED: prikazuje stanje nočne svetlobe ON ali OFF

Arduino

Vnos

Signal svetlobnega senzorja: analogna vrednost količine svetlobe v prostoru

Izhod

Svetlobni vhod (1 bit): signal, ki določa svetlobno stanje prostora

Osnove 3

Vnos

• Svetlobni vhod (1 bit): signal, ki določa svetlobno stanje prostora
• Stikala
• CLK

Izhod

• Anode: določa, kateri 7-segmentni zasloni bodo uporabljeni
• Segmenti: prikaže časovnik
• LED: prikazuje stanje nočne svetlobe ON ali OFF

3. korak: Strojna in Arduino koda

Strojna oprema

Da bi razumeli kodo Arduino, moramo razumeti strojno opremo, s katero koda komunicira. Vezje na naši plošči vključuje fotocelico, svetlečo diodo in več žic in uporov za dokončanje. Vezje se začne s pošiljanjem energije na fotocelico, ki nato prebere količino svetlobe, ki jo obdaja. Ti podatki se prenesejo na analogni pin A0, zaradi česar so berljivi za ploščo Basys. Tablica Basys nato vzame te podatke, začne šteti in pošlje signal, da se LED prižge.

Koda Arduino

Koda Arduino sama komunicira s ploščo Basys tako, da ji pošlje signal, ko je svetloba, ki obdaja napravo, temnejša od določenega praga. Ta signal, ki ga sproži temna soba z vodilom do LED, se bo vklopil. S poskusom smo ugotovili, da je povprečni prag za našo posebno fotocelico v temnih prostorih 30 - 60. Vsaka fotocelica ima različno občutljivost, zato imajo lahko druge fotocelice različne pragove. V naši objavljeni kodi smo za predstavitvene namene določili prag 100.