Φώτα ενεργοποίησης κίνησης: 5 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:34

Αυτός ο οδηγός θα σας δείξει πώς να χρησιμοποιήσετε ένα FPGA για να δημιουργήσετε ένα φως που ενεργοποιείται με αισθητήρα κίνησης με διαφορετικό χρώμα για όσο διάστημα υπάρχει κίνηση. Τα επίπεδα του κόκκινου, του μπλε και του πράσινου ελέγχονται όλα με το κλείσιμο μιας τιμής σε κάθε μεμονωμένο χρώμα. Αυτό το έργο δημιουργήθηκε από τους Timmy Nguyen και Ryan Luke για το τελικό έργο της κατηγορίας CPE 133.

Βήμα 1: Μέρη

Συγκεντρώστε τα ακόλουθα μέρη:

-1 πίνακας FPGA Basys 3

-1 Breadboard

-1 αναλογικό LED RGB

-3 MOSFET npn/n-channel

-1 αντίσταση 220 ohm

-1 αισθητήρας κίνησης PIR

-καλώδια πολλαπλών βραχυκυκλωτήρων

Βήμα 2: Προγραμματίστε το FPGA Basys 3

Για αυτό το έργο, χρησιμοποιούμε Pulse Width Modulation (PWM) για τον έλεγχο της φωτεινότητας και του χρώματος ενός LED RGB, το οποίο ενεργοποιείται και απενεργοποιείται με βάση την έξοδο ενός αισθητήρα PIR ανίχνευσης κίνησης. Εάν ο αισθητήρας ανιχνεύσει κίνηση, η λυχνία LED θα ανάψει για περίπου 4 δευτερόλεπτα, η οποία είναι συνάρτηση του αισθητήρα.

Όλα τα απαραίτητα αρχεία για αυτό το έργο περιλαμβάνονται σε αυτήν την ενότητα.

Ενότητες:

Διαχωριστής ρολογιού: Το ενσωματωμένο ρολόι του Basys 3 έχει συχνότητα 100 MHz, οπότε θέλουμε να μειώσουμε τη συχνότητα αυτή στα 10 KHz για καλύτερη διαχείριση στο μετρητή.

Μετρητής: Ο μετρητής χρησιμοποιεί τα μειωμένα 10 KHz ως είσοδο και μετράει στα 255 όταν είναι ενεργοποιημένος από τον αισθητήρα κίνησης.

3 D Flip Flops: Ο χρήστης θα αναστρέψει οποιαδήποτε ποικιλία από τους 8 διακόπτες στον πίνακα και αυτές οι σαγιονάρες, όταν ενεργοποιηθούν με το πάτημα του κουμπιού ενεργοποίησης του flip flop, θα κλειδώσουν την τιμή των διακοπτών στο συγκριτικό. Αυτή η κλειδωμένη τιμή θα καθορίσει τον κύκλο λειτουργίας, ή το πλάτος παλμού, του σήματος εξόδου που πηγαίνει στο LED.

3 Συγκριτές: Η έξοδος 8 bit από τον μετρητή πηγαίνει σε κάθε έναν από τους συγκριτές ξεχωριστά και συγκρίνεται με την έξοδο 8 bit του flip flop. Εάν η έξοδος του μετρητή είναι μικρότερη από την τιμή κλειδώματος από το D Flip Flop, ο συγκριτής θα βγάλει μια υψηλή τιμή ενός δυαδικού ψηφίου. εάν η έξοδος του μετρητή είναι μεγαλύτερη από την τιμή κλειδώματος, ο συγκριτής θα βγάλει μια χαμηλή τιμή ενός bit. Στη συνέχεια, ο συγκριτής εξάγει την τιμή του στον αποκωδικοποιητή αισθητήρα.

3 Αποκωδικοποιητές αισθητήρων: Ο αποκωδικοποιητής αισθητήρα είτε θα εξάγει την τιμή του συγκριτή εάν ανιχνεύεται κίνηση από τον αισθητήρα (1) είτε χαμηλή τάση (0) εάν δεν υπάρχει κίνηση. Αυτές οι έξοδοι πηγαίνουν απευθείας στο LED RGB.

Μετά τη λήψη των αρχείων VHD:

Μόλις ληφθούν τα αρχεία και τοποθετηθούν σε ένα έργο, συνθέστε, εφαρμόστε και γράψτε το bitstream για το έργο. Στη συνέχεια, συνδέστε τον πίνακα basys 3 και προγραμματίστε τη συσκευή.

Βήμα 3: Δημιουργήστε κύκλωμα στο Breadboard

Μπορείτε να ακολουθήσετε το σχηματικό και οι φωτογραφίες να δημιουργήσουν το κύκλωμα. Οι βάσεις είναι κοινές σε όλο το κύκλωμα και μπορούν να προστεθούν σε σειρά πρόσθετες αντιστάσεις με τα προστατευτικά για να μειώσουν περαιτέρω το κόκκινο, το μπλε ή το πράσινο σήμα.

Βήμα 4: Συνδέστε τα εξαρτήματα στον πίνακα Basys 3

Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το σχηματικό σχήμα και τις αναφορές στις φωτογραφίες για να συνδέσετε τον πίνακα Basys 3 με το breadboard.

Βήμα 5: Τρόπος χρήσης

Μπορείτε να εισαγάγετε μια δυαδική τιμή που αντιπροσωπεύεται από τους διακόπτες SW0-SW7. Μόλις αποκτήσετε αυτήν την τιμή, μπορείτε να πατήσετε τα κουμπιά BTN_L (κόκκινο), BTN_C (μπλε) και BTN_R (πράσινο) για να ασφαλίσετε αυτήν την τιμή στο χρώμα που έχει επιλέξει το κουμπί. Εν τω μεταξύ, ο αισθητήρας κίνησης θα ενεργοποιεί το LED να ανάβει με κάθε κίνηση.