Svjetla senzora pokreta Basys3: 8 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:08

Za naš završni projekt u digitalnom dizajnu odlučili smo se simulirati svjetla senzora pokreta. Oni se aktiviraju ne samo kada se objekt nalazi u njegovoj blizini, već se aktiviraju i samo u određeno doba dana. To možemo modelirati pomoću FPGA (Basys3 ploča). Dok smo koristili FPGA dozvolili smo korisniku da unese vrijeme u kojem se senzori pokreta mogu početi aktivirati, a zatim će senzori slati signal ovisno o tome koji je senzor uključiti to posebno svjetlo u toj prostoriji ili području. Modelirali smo to tako što smo dopustili da se aktivira samo jedan senzor pokreta u određenom trenutku i prema tome upalili zadana svjetla. Zbog vremenskog ograničenja ne možemo učiniti da vrijeme koje je korisnik unijeo utječe na aktiviranje senzora pokreta. Međutim, osnova naše logike trebala bi omogućiti nekome da je lako replicira i poboljša.

### Donja veza prikazuje video zapis projekta

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

Korak 1: Potrebna oprema

Za ovaj projekat trebat će vam sljedeće:

-Basys3 ploča

-USB na microusb kabel

-8 žica za kratkospojnike

-Bboardboard

-2 difuzne LED diode

Korak 2: Blackbox dijagram/mašina konačnih stanja

Ovaj dijagram crne kutije prikazuje potrebne ulaze potrebne za uključivanje LED svjetala. Unosi Sat i Min ulazi predstavljaju vrijeme koje je korisnik unio na basys3 ploču (koristeći prekidače). Kao, za sw ulaz predstavlja u kojem se dijelu sobe nalazi korisnik (opet pomoću prekidača za predstavljanje lokacije objekta nalazi se).

FSM prikazuje prijelaz iz jednog područja u drugo područje prostorije u kojoj se objekt nalazi u određenom trenutku. Postoje 4 različita senzora u različitim prostorijama koji su predstavljeni kao (s1, s2, s3, s4). Koji upravljaju izlazima ili svjetlima u različitim prostorijama, na primjer svjetlom (L1, L2, L3). U početnom stanju senzori ne otkrivaju nikoga, pa su sva svjetla ugašena. Da bi prešao u sljedeće stanje (stanje 1), s1 mora otkriti nekoga, s2, s3 i s4 će biti isključeni. Ovo će prikazati L1 (uključite svjetlo 1), L2 i L3 će biti isključeni. Za prelazak u stanje 2 iz stanja 1, s1, s3 i s4 moraju biti isključeni, s2 mora biti uključen. Ovo će uključiti L1 i L2. Za prelazak u sljedeće stanje iz ovog stanja s3 mora biti uključen, a svi ostali senzori isključeni. Ovo će uključiti L2 i L3, L1 će biti isključeno. Za prelazak u konačno stanje S4 mora biti uključen, a svi ostali senzori moraju biti isključeni. Ovo će uključiti samo L3, sva druga svjetla će biti isključena. Ako osoba uđe u sobu sa strane s4 i izađe kroz s1, svi koraci će biti obrnutim redoslijedom.

Korak 3: BlackBox digitalni sat

Svrha digitalnog sata koji smo stvorili je da se svjetla senzora ne aktiviraju tokom dana, već samo tokom vremena koje je korisnik unio. Digitalni sat uzima ulaz hour_in i mins_in pomoću prekidača na basys3 ploči, a da biste ga mogli učitati na ploču morate pritisnuti (led_btn) tako da ga prikaže na ploči. Dodali smo i gumb za poništavanje (rst_b) tako da možete ponovo učitati u drugo vrijeme. Kako basys3 ima dovoljno prostora za prikaz 3 različite instance informacija, implementirali smo sekunde u pozadini. U tu svrhu implementirali smo prekidač sekundi tako da će se povećavati samo u vremenu kada korisnik odluči uključiti (e_sec) ulaz na basys3 ploči. Unutrašnji okvir okvira unutar digitalnog sata sastoji se od japanki koje čuvaju uneseno vrijeme i brojača koji povećavaju vrijeme koje je korisnik unio samo kada je (e_sec) uključeno. Dodati ćemo kôd kako biste mogli vidjeti kako je točno implementiran.

Korak 4: Komponente zajedno i opis

Gornje slike prikazuju kako su komponente međusobno povezane. Započinje tako što prvo unese ulaze u sate i minute. Signali s tih ulaza šalju se na brojač sati i brojače minuta gdje zbrajaju bitove, a izlazni signal brojača šalje se na komponentu SSEG gdje pretvara bitove u određene znakove koji će biti prikazani na basys3 ploči. Međutim, signal sa brojača neće biti poslan u SSEG komponentu sve dok korisnik ne pritisne input (led_btn) to je učinjeno jer nismo stvorili FSM za digitalni sat. Također, uneseno vrijeme se neće povećavati sve dok ulazni prekidač (e_sec) nije uključen jer bi inače brojač sekundi uvijek radio u pozadini. Kad brojač sekunde dosegne ‘59’, poslat će signal u minute tako da se povećava u minutima, isto se radi od minuta do sati. Također, postoje ulazi senzora pokreta, a signali se šalju na komponentu FSM gdje ona određuje u koje stanje će ići, ovisno o senzoru koji je uključen. Njegovo početno stanje je kada su svi senzori isključeni. Sav opis FSM -a opisan je u koraku 2.

Korak 5: Kodirajte

Korak 6: Buduće izmjene

U budućnosti bi dodavanje stvarnih senzora pokreta s kombinacijom LED dioda bilo poboljšanje. Tako da možemo povećati složenost projekta i vidjeti možemo li stvoriti moderan senzor svjetlosti pokreta. To bi stvorilo dodatne probleme jer ćete morati razmišljati i o blizini objekta, tako da se svjetla u skladu s tim pale. Osim toga, sve ostale funkcionalnosti su prethodne. Također, poboljšanje funkcionalnosti digitalnog sata pomoću FSM -a, umjesto čekanja da korisnik uključi sekunde (e_sec). FSM za digitalni sat bio bi sličan onom senzora pokreta.

Korak 7: Zaključak

Sve u svemu, ovaj projekat nam je pomogao da bolje razumijemo kako funkcionišu mašine konačnih stanja. Osim toga, sa FSM -om uvijek morate imati na umu da morate znati u kakvom ste stanju i kada želite preći u drugo stanje. Drugim riječima, morate znati gdje se nalazite u određenom trenutku, a gdje ćete biti kasnije. Imajući na umu koji će vam faktori omogućiti (ulazni podaci) da se prebacite u drugo stanje, i šta će učiniti kada do toga dođe (izlaz). Naučili smo i kako pohraniti informacije unutar basys3 ploče koristeći japanke koje su registri, te kako povećati vrijeme pomoću brojača koji zbrajaju binarne brojeve.

Korak 8: Državljanstvo

Two_sseg.vhdl = universal_sseg_dec.vhd

Ratner, James i Cheng Samuel.. Tehničko inženjerstvo.universal_sseg_dec.vhd