Осветителни тела за сензори за движение 3: 8 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:53

За финалния си проект в дигиталния дизайн решихме да симулираме светлините на сензорите за движение, които се активират не само когато обект е близо до него, но също така се активират само през определено време на деня. Ние можем да моделираме това с помощта на FPGA (платка Basys3). Докато използваме FPGA, ние позволихме на потребителя да въведе време, през което сензорите за движение могат да започнат да се активират, и след това сензорите ще изпратят сигнал в зависимост от кой сензор е е да включите тази специфична светлина в тази стая или зона. Ние моделирахме това, като позволихме да се активира само един сензор за движение в даден момент и съответно включихме дадените светлини. Поради ограничението във времето не можем да направим времето, въведено от потребителя, да повлияе на активирането на сензора за движение. В основата на нашата логика обаче трябва да се даде възможност на някой лесно да се възпроизвежда и подобрява.

### Връзката по -долу показва видеоклип на проекта

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

Стъпка 1: Необходимо оборудване

За този проект ще ви трябва следното:

-Basys3 Board

-USB към microusb кабел

-8 проводници за джъмпери

-Дървена дъска

-2 дифузен светодиод

Стъпка 2: Диаграма на Blackbox/машина с крайно състояние

Тази диаграма с черна кутия показва необходимите входове, необходими за включване на LED светлините. Входът Hour и Min входовете представляват времето, което потребителят е въвел на платката basys3 (използвайки превключватели). Както и за sw входът показва в коя част от стаята е потребителят (отново използвайки превключватели за представяне на местоположението на обекта е).

FSM показва прехода от една зона в друга зона на помещение, където обект се намира в даден момент. Има 4 различни сензора в различните помещения, представени като (s1, s2, s3, s4). Които контролират изходите или светлините в различните помещения например светлина (L1, L2, L3). Първоначалното състояние на сензорите не открива никого, така че всички светлини са изключени. За да премине към следващото състояние (състояние 1), s1 трябва да открие някого, s2, s3 и s4 ще бъдат изключени. Това ще изведе L1 (включете светлината 1), L2 и L3 ще бъдат изключени. За да преминете към състояние 2 от състояние 1, s1, s3 и s4 трябва да са изключени, s2 трябва да е включен. Това ще включи L1 и L2. За да преминете към следващото състояние от това състояние, s3 трябва да е включен и всички други сензори изключени. Това ще включи L2 и L3, L1 ще бъде изключено. За да преминете към крайно състояние, S4 трябва да е включен и всички други сензори трябва да са изключени. Това ще включи само L3, всички други светлини ще бъдат изключени. Ако човек влезе в стаята от страната s4 и излезе през s1, всички стъпки ще бъдат в обратен ред.

Стъпка 3: Цифров часовник BlackBox

Целта на създадения от нас цифров часовник е така, че светлините на сензорите да не се активират през деня и да работят само през времето, което потребителят е въвел. Цифровият часовник приема вход hour_in и mins_in с помощта на ключове на платката basys3 и за да можете да го заредите на платката, трябва да натиснете (led_btn), така че да го покаже на борда. Добавихме и бутон за нулиране (rst_b), така че можете да качите отново по различно време. Тъй като basys3 има достатъчно място за показване на 3 различни случая на информация, ние внедрихме секундите във фонов режим. За тази цел ние внедрихме превключвател на секунди, така че той ще се увеличава само във времето, когато потребителят реши да включи (e_sec) вход на платката basys3. Вътрешната рамкова работа в цифровия часовник се състои от джапанки, които съхраняват въведеното време и броячи, които увеличават времето, въведено от потребителя, само когато (e_sec) е включен. Ще добавим кода, за да можете да видите как е приложен точно.

Стъпка 4: Компоненти заедно и описание

Горните снимки показват как компонентите са свързани помежду си. Той започва с първоначално приемане на входящи часове и минути. Сигналите от тези входове се изпращат до брояч на час и брояч на минутите, където той събира битовете заедно, а изходният сигнал на брояча се изпраща до компонента SSEG, където преобразува битовете в специфични символи, които ще бъдат показани на платката basys3. Сигналът от броячите обаче няма да бъде изпратен до компонента SSEG, докато потребителят не натисне вход (led_btn), това е направено, защото не създадохме FSM за цифров часовник. Също така, въведеното време няма да се увеличава, докато входният превключвател (e_sec) не е включен, защото в противен случай броячът на секунди винаги ще работи във фонов режим. След като броячът на секунди достигне „59“, той ще изпрати сигнал към минутите, така че да увеличава минутите, същото се прави от минути до часове. Също така има входове на датчика за движение и сигналите се изпращат до компонента на FSM, където той определя в какво състояние да премине в зависимост от включения сензор. Първоначалното му състояние е, когато всички сензори са изключени. Цялото описание на FSM е описано в стъпка 2.

Стъпка 5: Код

Стъпка 6: Бъдещи модификации

В бъдеще добавянето на реални сензори за движение с комбинация от светодиоди към проекта би било подобрение, така че можем да увеличим сложността на проекта и да видим дали можем да създадем модерен сензор за светлина при движение. Това би създало повече проблеми, тъй като ще трябва да помислите и за близостта на обекта, така че светлините да се включват съответно. В допълнение, всички други функционалности преди. Също така, подобряване на функционалността на цифровия часовник, като се използва и FSM, вместо да се чака потребителят да включи секунди (e_sec). FSM за цифров часовник би бил подобен на този на сензора за движение.

Стъпка 7: Заключение

Като цяло този проект ни помогна да разберем по -добре как работят машините с крайни състояния. В допълнение, с FSM винаги трябва да имате предвид, че трябва да знаете в какво състояние сте и кога искате да преминете към друго състояние. С други думи, трябва да знаете къде се намирате в даден момент и къде ще бъдете по -късно във времето. Имайки предвид какви фактори ще ви позволят (входовете) да преминете към друго състояние и какво ще прави, когато стигне до там (изход). Научихме също как да съхраняваме информация в дъската basys3, като използваме джапанки, които са регистри, и как да увеличаваме времето с помощта на броячи, които добавят двоични числа заедно.

Стъпка 8: Гражданство

Two_sseg.vhdl = universal_sseg_dec.vhd

Ратнър, Джеймс и Ченг Самуел … Инженеринг на интерфейса.universal_sseg_dec.vhd