Lights Out Night Light: 4 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:37

Είναι ώρα για ύπνο. Σηκώνεσαι για να σβήσεις τα φώτα για τη νύχτα και αφού γυρίσεις το διακόπτη, συνειδητοποιείς ότι έχεις το μαύρο ταξίδι πίσω στην ασφάλεια του κρεβατιού σου μπροστά σου. Ευτυχώς για εσάς, τα φώτα της νύχτας εφευρέθηκαν και ήρθατε στο σωστό μέρος για να βρείτε ένα! Αλλά … πώς μπορείτε να κοιμηθείτε όταν αυτό το ενοχλητικό νυχτερινό φως ανάβει όλη τη νύχτα φωτίζοντας το δωμάτιό σας; Επιπλέον, δεν σας έχει κουράσει αυτό το άδειο σκοτάδι που προκαλεί τα νυχτερινά σας φώτα να παραμένουν αναμμένα και να σπαταλούν ενέργεια; Λοιπόν, είστε ακόμα στο σωστό μέρος, γιατί έχουμε ακριβώς αυτό που χρειάζεστε!

Θέλουμε να φωτίσουμε τη ζωή σας βοηθώντας σας να φτιάξετε ένα βιώσιμο νυχτερινό φως.

Σε αυτό το σεμινάριο, θα σας καθοδηγήσουμε στη διαδικασία κατασκευής ενός νυχτερινού φωτισμού που θα σβήσει με ένα χρονόμετρο. Το σύστημα θα είναι σε θέση να αναγνωρίζει όταν το κύριο φως είναι σβηστό, μέσω ενός αισθητήρα φωτός, και να ανάβει το φως για χρόνο που έχει οριστεί από τον χρήστη και να σβήνει μετά την παρέλευση αυτού του χρόνου. Αυτό το νυχτερινό φως είναι διαφορετικό από τα άλλα φώτα της νύχτας επειδή σπαταλά ενέργεια παραμένοντας αναμμένο όταν κοιμάστε και δεν το χρειάζεστε. Αυτό το έργο χρησιμοποιεί δύο τύπους σανίδων, Basys 3 και Arduino και έναν αισθητήρα φωτός.

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

Βήμα 1: Υλικά και Λογισμικό

Υλικά

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

Breadboard

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

Αντίσταση 10k Ω

Ο ίδιος σύνδεσμος με το breadboard

Jumper Wires

Ο ίδιος σύνδεσμος με το breadboard

Αισθητήρας φωτός (μίνι φωτοκύτταρο)

www.sparkfun.com/products/9088

Λογισμικό

Vivado HL WebPACK Edition (Το συνημμένο PDF περιλαμβάνει οδηγίες)

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

Arduino IDE

www.arduino.cc/en/Main/Software

Βήμα 2: Αρχιτεκτονική συστήματος

Το επόμενο βήμα είναι να κατανοήσουμε την αρχιτεκτονική του συστήματος. Δημιουργήσαμε ένα διάγραμμα μαύρου κουτιού και μια μηχανή πεπερασμένης κατάστασης (εμφανίζεται παραπάνω) προκειμένου να οργανώσουμε τη δομή του σχεδιασμού μας πριν μπούμε στα logistics

Συνολική σχεδίαση

Εισροές

Αισθητήρας φωτός: καθορίζει την ποσότητα φωτός στο δωμάτιο

Έξοδοι

• Anodes: καθορίζει ποιες οθόνες 7 τμημάτων θα χρησιμοποιηθούν
• Τμήματα: εμφανίζει το χρονόμετρο
• LED: εμφανίζει τις συνθήκες νυχτερινού φωτισμού ON ή OFF

Arduino

Εισαγωγή

Σήμα αισθητήρα φωτός: αναλογική τιμή της ποσότητας φωτός στο δωμάτιο

Παραγωγή

Εισαγωγή φωτός (1 bit): σήμα που καθορίζει την κατάσταση φωτισμού του δωματίου

Basys 3

Εισαγωγή

• Εισαγωγή φωτός (1 bit): σήμα που καθορίζει την κατάσταση φωτισμού του δωματίου
• Διακόπτες
• CLK

Παραγωγή

• Anodes: καθορίζει ποιες οθόνες 7 τμημάτων θα χρησιμοποιηθούν
• Τμήματα: εμφανίζει το χρονόμετρο
• LED: εμφανίζει τις συνθήκες νυχτερινού φωτισμού ON ή OFF

Βήμα 3: Υλικό και κώδικας Arduino

Σκεύη, εξαρτήματα

Για να κατανοήσουμε τον κώδικα Arduino, πρέπει να κατανοήσουμε το υλικό με το οποίο αλληλεπιδρά ο κώδικας. Το κύκλωμα στο breadboard μας περιλαμβάνει ένα φωτοκύτταρο, μια δίοδο εκπομπής φωτός και πολλά καλώδια και αντιστάσεις για να το ολοκληρώσουμε. Το κύκλωμα ξεκινά στέλνοντας ισχύ στο φωτοκύτταρο, το οποίο στη συνέχεια διαβάζει την ποσότητα φωτός που το περιβάλλει. Αυτές οι πληροφορίες μεταφέρονται στην αναλογική ακίδα, A0, η οποία την καθιστά ευανάγνωστη για τον πίνακα Basys. Στη συνέχεια, ο πίνακας Basys λαμβάνει αυτές τις πληροφορίες, αρχίζει να μετράει και στέλνει ένα σήμα για να ανάψει το LED.

Κωδικός Arduino

Ο ίδιος ο κώδικας Arduino επικοινωνεί με τον πίνακα Basys στέλνοντάς του ένα σήμα όταν το φως που περιβάλλει τη συσκευή είναι πιο σκούρο από ένα καθορισμένο όριο. Αυτό το σήμα που ενεργοποιείται από ένα σκοτεινό δωμάτιο με μόλυβδο στο LED θα ανάψει. Διαπιστώσαμε μέσω πειράματος ότι το μέσο όριο για το συγκεκριμένο φωτοκύτταρό μας σε σκοτεινούς χώρους είναι 30 - 60. Κάθε φωτοκύτταρο έχει διαφορετική ευαισθησία, επομένως άλλα φωτοκύτταρα μπορεί να έχουν διαφορετικά όρια. Στον δημοσιευμένο κώδικα, κάναμε το κατώφλι 100 για σκοπούς επίδειξης.