Осветява нощна светлина: 4 стъпки

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

Време е за лягане. Ставате, за да изключите осветлението за през нощта, и след като завъртите превключвателя, осъзнавате, че пред вас е пълен пълен път обратно към безопасността на леглото ви. За късмет за вас са измислени нощни лампи и вие сте попаднали на правилното място, за да намерите такава! Но … как можете да заспите, когато тази досадна нощна светлина свети през нощта, осветявайки стаята ви? В допълнение, не сте ли уморени от тази празна тъмнина, която кара нощните ви светлини да остават включени и да губят енергия? Е, все още сте на правилното място, защото ние имаме точно това, от което се нуждаете!

Искаме да озарим живота ви, като ви помогнем да направите устойчива нощна светлина.

В този урок ще ви преведем през процеса на изграждане на нощна лампа, която ще се изключи с таймер. Системата ще може да разпознае, когато основната светлина е изключена, чрез светлинен сензор, и ще включи светлината за зададено от потребителя време и ще се изключи след изтичане на това време. Тази нощна светлина е различна от другите нощни светлини, защото губи енергия, като остава включена, когато спите и нямате нужда от нея. Този проект използва два вида платки, Basys 3 и Arduino, и сензор за светлина.

Създатели: Люк Макданиел, Ерик Рамацини, Моника Негрете, Хейли Йънг

Стъпка 1: Материали и софтуер

Материали

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

Платка

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

10k Ω резистор

Същата връзка като макет

Джъмперни проводници

Същата връзка като макет

Сензор за светлина (мини фотоелемент)

www.sparkfun.com/products/9088

Софтуер

Vivado HL WebPACK Edition (прикаченият PDF включва инструкции)

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

Arduino IDE

www.arduino.cc/en/Main/Software

Стъпка 2: Архитектура на системата

Следващата стъпка е да разберете архитектурата на системата. Създадохме диаграма на черна кутия и машина с краен режим (показана по -горе), за да организираме структурата на нашия дизайн, преди да влезем в логистиката

Общ дизайн

Входове

Сензор за светлина: определя количеството светлина в стаята

Изходи

• Anodes: определя кои 7-сегментни дисплеи ще се използват
• Сегменти: показва таймера
• LED: показва състоянието на нощното осветление на ON или OFF

Arduino

Вход

Светлинен сензор: аналогова стойност на количеството светлина в стаята

Изход

Светлинен вход (1 бит): сигнал, който определя светлинното състояние на стаята

Основи 3

Вход

• Светлинен вход (1 бит): сигнал, който определя светлинното състояние на стаята
• Превключватели
• CLK

Изход

• Anodes: определя кои 7-сегментни дисплеи ще се използват
• Сегменти: показва таймера
• LED: показва състоянието на нощното осветление на ON или OFF

Стъпка 3: Хардуер и Arduino код

Хардуер

За да разберем кода на Arduino, трябва да разберем хардуера, с който кодът взаимодейства. Схемата на нашата платка включва фотоклетка, светодиод и множество проводници и резистори за завършването му. Веригата започва с изпращане на захранване към фотоклетката, която след това отчита количеството светлина около нея. Тази информация се прехвърля към аналоговия щифт, A0, което я прави читава за платката Basys. След това дъската Basys приема тази информация, започва да брои и изпраща сигнал светодиодът да се включи.

Кодът на Arduino

Самият код на Arduino комуникира с платката Basys, като й изпраща сигнал, когато светлината около устройството е по -тъмна от определен праг. Този сигнал, задействан от тъмна стая с проводник към светодиода, ще се включи. Чрез експеримент установихме, че средният праг за нашата специфична фотоклетка в тъмни помещения е 30 - 60. Всяка фотоклетка има различно ниво на чувствителност, така че други фотоклетки може да имат различни прагове. В нашия публикуван код направихме прага 100 за демонстрационни цели.