Detector ng Kahusayan sa Fuel: 5 Mga Hakbang

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

Ni: Danica Fujiwara at William McGrouther

Ang mga kotse ang pangunahing mode ng transportasyon sa mundo ngayon. Partikular, sa California, napapaligiran kami ng mga kalye, highway, at mga kalsada ng toll na libu-libong mga kotse ang nagmamaneho araw-araw. Gayunpaman, ang mga kotse ay gumagamit ng gas at ang california ay gumagamit ng pinakamaraming gasolina kaysa sa anumang iba pang estado sa Estados Unidos, tinatayang 4, 500 galon bawat araw. Para sa aming pangwakas na proyekto ng CPE 133, nagpasya kaming lumikha ng system kung saan masusubaybayan nito ang bilis ng kotse at sabihin kung lumampas ito sa pinakamabisang bilis para sa pinakamahusay na gas mileage o fuel economy. Matutulungan ng proyektong ito ang mga drayber na magkaroon ng kamalayan sa kanilang ekonomiya sa gasolina na sana ay makakatulong sa kanila na makatipid ng pera, gumamit ng mas kaunting gas, at lumikha ng mas kaunting polusyon sa hangin.

Hakbang 1: Mga Kagamitan

Mga materyal na kinakailangan para sa proyektong ito:

- Basys 3 FPGA

- Arduino Uno

- Breadboard

- Adafruit BNO055 Absolute Orientation Sensor

- Lalaki sa Mga Lalaki na Wire

Hakbang 2: Pag-unawa sa Disenyo

Diagram ng Estadong Walang Hanggan

Ang proyektong ito ay may dalawang magkakaibang estado sa loob ng may wakas na diagram ng estado na ipinakita sa itaas. Ang ilaw ay maaaring naka-on (kinatawan ng '1') o naka-off (kinakatawan ng '0'). Ang estado ay nagbabago depende sa pag-input ng bilis ng pagsubaybay (ts) at ang patuloy na pinakamainam na bilis.

Diagram ng Itim na Kahon

Sa itaas din mayroong isang diagram ng Black Box ng module ng Fuel Efficiency na naglalaman ng iskema ng Speed Comparator at ang Seven Segment Display na higit na tinalakay sa ibaba. Ang VHDL code na ito ay tumatanggap ng isang 8-bit na input mula sa mga sukat ng accelerometer na konektado sa arduino.

Hakbang 3: Coding VHDL

Para sa proyektong ito, mayroong tatlong mga file ng VHDL na nagtatayo ng aming disenyo, module ng Fuel_Efficency_FinalProject, module ng Speed_Comparator, at ang module ng sseg_dec kung saan ang Speed_Comparator at ang sseg_dec ay nasa mas mababang antas upang mabuo ang module ng Fuel Efficiency.

Ang Mabilis na Module ng paghahambing

Ang modyul na ito ay tumatagal ng isang 8-bit na bilis sa mga milya bawat oras at ihinahambing ito sa pinakamainam na bilis para sa pinakamaliit na halaga ng pagkonsumo ng gas. Ang average na pinakamainam na bilis para sa pinakamahusay na gas mileage ng isang kotse ay humigit-kumulang na 55 mph at mas mababa. Gayunpaman, maaari itong mag-iba mula sa kotse sa kotse na maaaring ipasadya sa loob ng modyul. Ang linya 45 ng code na maaaring mabago para sa personal na pag-optimize ay ipinapakita sa ibaba

kung (pagsubaybay> "00110111") pagkatapos

Kung saan ang "00110111" (55 sa binary) ay maaaring mabago sa anumang 8-bit na numero para sa perpektong bilis ng iyong personal na kotse para sa hindi gaanong halaga ng pagkonsumo ng gasolina.

Kung ang bilis ay higit sa pinakamainam na numero ang ilaw ay magbubukas sa pag-abiso na ang kotse ay hindi gumagamit ng maximum na kahusayan sa gasolina.

Ang Pitong Segment DisplayModule

Ang modyul na ito ay tumatagal ng 8-bit na bilis sa mga milya bawat oras at ipinapakita ang bilis sa pitong segment na pagpapakita. Papayagan nitong malaman ng gumagamit kung gaano kabilis nila malalaman kung kailangan niyang bumagal. Ang modyul na ito ay ibinigay sa amin sa loob ng aming klase at isinulat ni Bryan mealy na naglalaman ng mga sangkap na bin2bcdconv na nagko-convert ng binary 8-bit input sa form na BCD na mas madaling ma-decode at clk_div upang ang display ay maaaring ipakita ng isang numero na may 3 digit sa pamamagitan ng pagbabago ng output ng anode sa isang mataas na dalas ng orasan. Ang code na ito ay tumatanggap ng isang 8- bit na numero na nagko-convert ng numero sa isang nabasang display sa board ng basys 3.

Ang module ng Fuel Efficiency

Ito ang pangunahing file na gumagamit ng mga module sa itaas bilang mga bahagi. Ang mga input nito ay ang orasan, at ang bilis ng pagsubaybay. Ang orasan ay itinayo sa loob ng basys 3 board at ang bilis ng pagsubaybay ay ibinibigay ng output ng arduino na konektado sa The Analog signal pmod port (XADC). Ang bawat bit ng 8-bit na bilis ng pagsubaybay ay mapa sa mga port na ipinapakita sa loob ng seksyon ng mga kable sa hakbang4. Ang iba pang mga hadlang sa Basys 3 ay matatagpuan sa loob ng Basys_3_Master.xdc.

Hakbang 4: Coding Arduino

Gumagamit ang proyektong ito ng isang pangunahing file ng arduino na nangangailangan ng paggamit ng maraming mga silid-aklatan, na ang ilan ay nasa iyong programang arduino at ang iba pa ay dapat na mai-download alinman sa itinuturo o sa website ng Adafruit (link sa ibaba).

Mga aklatan

link sa pahina ng Adafruit BNO055:

Ang Adafruit ay nakabuo ng 2 mga aklatan para magamit ng BNO055, at nagbibigay ng mga halimbawa kung paano ito gamitin. Sa proyektong ito gagamitin namin ang function na.getVector upang magkaroon ng output ng arduino ang data ng accelerometer.

Gumagamit din ang proyektong ito ng ilang mga aklatan na naka-install na sa arduino program, tulad ng library sa matematika.

Pangunahing File

Gumagamit ang file na ito ng data ng accelerometer mula sa.getVector function at gumagamit ng mga equation sa matematika upang gawing isang bilis sa milya bawat oras, pagkatapos ay na-output sa 8 piraso ng data sa Basys 3 (tingnan ang seksyong "Mga Kable ng Hardware" para sa higit pa impormasyon).

Hakbang 5: Pag-kable ng Hardware

Mga Kable ng Arduino

Ang Arduino ay dapat na naka-wire sa breadboard tulad ng mga ito sa mga larawan sa itaas.

Basys 3 Mga Kable

Ang mga output ng arduino ay nai-map sa mga input ng Basys 3 sa pamamagitan ng Analog signal pmod JXADC ports. Ang bawat bit ng 8-bit na bilis ng pagsubaybay ay maaaring konektado sa isa sa mga pin na ipinakita sa larawan sa itaas. Ang hindi gaanong makabuluhang bit (digital pin 7) ay nakakakonekta sa ts (7) at ang pinaka makabuluhang bit (digital pin 0) ay nakakakonekta sa ts (0).