Motion Sensor Lights Basys3: 8 Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:14

Para sa aming pangwakas na proyekto sa digital na disenyo, napagpasyahan naming gayahin ang mga ilaw ng sensor ng galaw. Aktibo nila hindi lamang kapag ang isang bagay ay malapit dito, ngunit nagpapagana lamang sa isang tiyak na oras ng araw. Nagagawa naming i-modelo ito sa pamamagitan ng paggamit ng FPGA (Basys3 board). Habang ginagamit ang FPGA pinayagan namin ang isang gumagamit na maglagay ng oras kung saan maaaring magsimulang mag-aktibo ang mga sensor ng paggalaw, at pagkatapos ay magpapadala ang mga sensor ng isang senyas depende sa aling sensor nito ay upang buksan ang tukoy na ilaw sa silid o lugar na iyon. I-modelo namin ito sa pamamagitan ng pagpapahintulot sa isa lamang na sensor ng paggalaw na mai-aktibo sa isang naibigay na oras, at i-on ang mga naibigay na ilaw nang naaayon. Dahil sa paghihigpit ng oras hindi namin magawa ang oras na nai-input ng gumagamit na nakakaapekto sa pag-aktibo ng sensor ng paggalaw. Gayunpaman, ang batayan ng aming lohika ay dapat payagan ang isang tao na madaling magtiklop, at pagbutihin ito.

### Ang link sa ibaba ay nagpapakita ng isang video ng Project

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

Hakbang 1: Kailangan ng Kagamitan

Para sa proyektong ito, kakailanganin mo ang sumusunod:

-Basys3 Board

-USB sa microusb cable

-8 mga wire ng jumper ng tinapay

-Breadboard

-2 nagkakalat na LED

Hakbang 2: Diagram ng Blackbox / Finite State Machine

Ipinapakita ng diagram ng itim na kahon ang kinakailangang mga pag-input na kinakailangan upang mai-on ang mga led led. Ang input ng Hour at Min input ay kumakatawan sa oras na nag-input ang gumagamit sa basys3 board (gamit ang mga switch). Tulad ng, para sa sw input ay kumakatawan sa kung aling bahagi ng gumagamit ng silid ang nasa (muli gamit ang mga switch upang kumatawan sa lokasyon ng bagay na nasa).

Ipinapakita ng FSM ang paglipat mula sa isang lugar patungo sa isa pang lugar ng isang silid kung saan matatagpuan ang isang bagay sa isang naibigay na oras. Mayroong 4 na magkakaibang mga sensor sa iba't ibang mga silid na kinakatawan bilang (s1, s2, s3, s4). Aling makokontrol ang mga output, o ang mga ilaw sa iba't ibang mga silid halimbawa ang ilaw (L1, L2, L3). Ang paunang estado na ang mga sensor ay hindi nakakakita ng sinuman, kaya't ang lahat ng mga ilaw ay patay. Upang lumipat sa susunod na estado (Estado 1), kailangang makita ng s1 ang isang tao, ang s2, s3, at s4 ay papatayin. Ito ay maglalabas ng L1 (i-on ang ilaw 1), ang L2 at L3 ay papatayin. Upang lumipat sa estado 2 mula sa estado na 1, s1, s3 at s4 dapat na naka-off, dapat ay naka-on ang s2. Bubuksan nito ang L1 at L2. Upang lumipat sa susunod na estado mula sa estado na ito s3 dapat na nasa at patayin ang lahat ng iba pang mga sensor. Bubuksan nito ang L2 at L3, ang L1 ay papatayin. Upang lumipat sa pangwakas na estado S4 dapat na nasa at lahat ng iba pang mga sensor ay dapat na naka-off. Bubuksan nito ang L3 lamang, ang lahat ng iba pang mga ilaw ay papatayin. Kung ang isang tao ay pumasok sa silid mula sa gilid ng s4 at paglabas sa pamamagitan ng s1 lahat ng mga hakbang ay magiging tuwid na pagkakasunud-sunod.

Hakbang 3: BlackBox Digital Clock

Ang layunin ng digital na orasan na nilikha namin ay upang ang mga ilaw ng sensor ay hindi maaaktibo sa araw, at gagana lamang sa oras na nag-input ang gumagamit. Ang digital na orasan ay tumatagal ng input na hour_in at mins_in gamit ang mga switch sa basys3 board, at upang mai-load ito sa board kailangan mong pindutin ang (led_btn) upang ipakita ito sa board. Nagdagdag din kami ng pindutan ng pag-reset (rst_b) upang makapag-upload ka ulit ng ibang oras. Tulad ng basys3 ay may sapat na puwang upang ipakita ang 3 magkakaibang mga pagkakataon ng impormasyon na ipinatupad namin ang mga segundo sa background. Para sa hangaring ito, nagpatupad kami ng isang segundo na switch upang madagdagan lamang ito sa oras kapag nagpasya ang gumagamit na i-on (e_sec) input sa board ng basys3. Ang panloob na frame na gumagana sa loob ng digital na orasan ay binubuo ng mga flip-flop na nag-iimbak ng oras na nai-input at mga counter na nagdaragdag ng oras na na-input lamang ng gumagamit kapag (e_sec) ay nakabukas. Dadaragdag namin ang code upang matingnan mo kung paano ito ipinatupad nang eksakto.

Hakbang 4: Mga Bahagi na Magkasama at Paglalarawan

Ipinapakita ng mga larawan sa itaas kung paano magkonekta ang mga bahagi. Nagsisimula ito sa pamamagitan ng unang pagkuha ng mga input na oras at min. Ang mga signal mula sa mga input na iyon ay ipinadala sa counter hour at counter mins kung saan ito ay nagdaragdag ng mga bits magkasama, at ang counter ng output signal signal ay ipinadala sa bahagi ng SSEG kung saan pinapalitan nito ang mga piraso sa mga tukoy na character na ipapakita sa board ng basys3. Gayunpaman, ang signal mula sa mga counter ay hindi ipapadala sa bahagi ng SSEG hanggang sa pinindot ng gumagamit ang input (led_btn) tapos na ito dahil hindi namin nilikha ang FSM para sa digital na orasan. Gayundin, ang oras na nai-input ay hindi tataas hanggang sa ang switch ng input (e_sec) ay nakabukas dahil kung hindi man ay laging tatakbo ang background ng segundo sa background. Kapag ang counter sec ay umabot na sa '59' magpapadala ito ng signal sa mga min upang ang mga pagtaas ng min na pareho ay ginagawa mula min hanggang sa oras. Gayundin, may mga input ng sensor ng paggalaw, at ang mga signal ay ipinadala sa sangkap ng FSM kung saan tinutukoy nito kung anong estado ang pupunta depende sa sensor sa. Ang paunang estado nito ay kapag ang lahat ng mga sensor ay naka-off. Ang lahat ng paglalarawan ng FSM ay inilarawan sa hakbang 2.

Hakbang 5: Code

Hakbang 6: Mga Pagbabago sa Hinaharap

Sa hinaharap, ang pagdaragdag ng aktwal na mga sensor ng paggalaw na may pagsasama ng mga LED sa proyekto ay magiging pagpapabuti. Upang madagdagan namin ang pagiging kumplikado ng proyekto, at upang makita kung makakalikha kami ng isang modernong sensor ng ilaw ng galaw. Lilikha ito ng higit pang mga problema dahil kakailanganin mong mag-isip ng kalapitan ng bagay pati na rin upang ang mga ilaw ay nakabukas nang naaayon. Bilang karagdagan, lahat ng iba pang mga pagpapaandar na nauna. Gayundin, pagpapabuti ng pag-andar ng digital na orasan gamit ang isang FSM pati na rin sa halip na maghintay para sa pag-on ng gumagamit ng mga segundo (e_sec). Ang FSM para sa isang digital na orasan ay magiging katulad ng sensor ng paggalaw.

Hakbang 7: Konklusyon

Sa pangkalahatan, ang proyekto na ito ay nakatulong sa amin na magkaroon ng isang mas mahusay na pag-unawa sa kung paano gumana ang may wakas na mga machine ng estado. Bilang karagdagan, sa FSM palagi mong nasa isip na kailangan mong malaman kung anong estado ka, at kung kailan mo nais na baguhin sa ibang estado. Sa madaling salita, kailangan mong malaman kung nasaan ka sa isang naibigay na oras, at kung nasaan ka sa paglaon sa oras. Isinasaalang-alang kung anong mga kadahilanan ang magbibigay-daan sa iyo (mga input) na baguhin sa ibang estado, at kung ano ang gagawin nito kapag nakarating doon (output). Natutunan din namin kung paano mag-imbak ng impormasyon sa loob ng board ng basys3 gamit ang mga flip-flop na rehistro, at kung paano magdagdag ng oras gamit ang mga counter na nagdaragdag ng mga binary number.

Hakbang 8: Citiation

Ang two_sseg.vhdl = universal_sseg_dec.vhd

Ratner, James at Cheng Samuel.. Ratface Engineering.universal_sseg_dec.vhd