Lampu Sensor Gerak Basys3: 8 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:11

Untuk projek akhir kami dalam reka bentuk digital, kami memutuskan untuk mensimulasikan lampu sensor gerakan. Mereka mengaktifkan bukan hanya apabila objek berada di dekatnya, tetapi juga diaktifkan hanya pada waktu tertentu dalam sehari. Kami dapat memodelkannya dengan menggunakan FPGA (papan Basys3). Semasa menggunakan FPGA, kami membenarkan pengguna memasukkan waktu di mana sensor gerakan dapat mulai aktif, dan kemudian sensor akan menghantar isyarat bergantung pada sensor mana adalah dengan menyalakan lampu tertentu di ruangan atau kawasan itu. Kami memodelkan ini dengan membiarkan hanya satu sensor gerakan diaktifkan pada waktu tertentu, dan menyalakan lampu yang diberikan dengan sewajarnya. Kerana kekangan masa, kami tidak dapat membuat masa yang dimasukkan oleh pengguna mempengaruhi pengaktifan sensor gerakan. Walau bagaimanapun, asas logik kita harus membolehkan seseorang meniru dan memperbaikinya dengan mudah.

### Pautan di bawah menunjukkan video Projek

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

Langkah 1: Peralatan Diperlukan

Untuk projek ini, anda memerlukan perkara berikut:

-Basys3 Dewan

-Kabel USB ke microusb

-8 wayar pelompat papan roti

- Papan roti

-2 LED meresap

Langkah 2: Diagram Kotak Hitam / Mesin Keadaan Terhingga

Gambar rajah kotak hitam ini menunjukkan input yang diperlukan agar lampu LED menyala. Input Hour dan input Min mewakili masa pengguna memasukkan papan basys3 (menggunakan suis). Sebagai, input sw mewakili di mana bagian ruangan pengguna berada (sekali lagi menggunakan suis untuk mewakili objek lokasi berada).

FSM menunjukkan peralihan dari satu kawasan ke kawasan lain dari bilik di mana objek terletak pada waktu tertentu. Terdapat 4 sensor yang berbeza di ruangan yang berbeza yang ditunjukkan sebagai (s1, s2, s3, s4). Yang mengawal output, atau lampu di bilik yang berbeza misalnya cahaya (L1, L2, L3). Keadaan awal sensor tidak mengesan sesiapa, jadi semua lampu padam. Untuk beralih ke keadaan seterusnya (Negeri 1), s1 harus mengesan seseorang, s2, s3, dan s4 akan mati. Ini akan mengeluarkan L1 (nyalakan lampu 1), L2 dan L3 akan dimatikan. Untuk beralih ke keadaan 2 dari keadaan 1, s1, s3 dan s4 mesti dimatikan, s2 mesti dihidupkan. Ini akan menghidupkan L1 dan L2. Untuk beralih ke keadaan seterusnya dari keadaan ini s3 mesti dihidupkan dan semua sensor lain dimatikan. Ini akan menghidupkan L2 dan L3, L1 akan dimatikan. Untuk bergerak ke keadaan akhir S4 mesti dihidupkan dan semua sensor lain mesti dimatikan. Ini akan menghidupkan L3 sahaja, semua lampu lain akan mati. Sekiranya seseorang memasuki bilik dari sisi s4 dan keluar melalui s1 semua langkah akan berada dalam urutan terbalik.

Langkah 3: Jam Digital BlackBox

Tujuan jam digital yang kami buat adalah supaya lampu sensor tidak dapat aktif pada siang hari, dan hanya berfungsi pada waktu pengguna memasukkannya. Jam digital memerlukan input hour_in dan mins_in menggunakan suis pada papan basys3, dan untuk dapat memuatnya ke papan anda perlu menekan (led_btn) sehingga memaparkannya di papan. Kami juga menambahkan butang reset (rst_b) supaya anda dapat memuat naik semula waktu yang berbeza. Oleh kerana basys3 mempunyai ruang yang cukup untuk memaparkan 3 contoh maklumat yang berbeza, kami melaksanakan detik di latar belakang. Untuk tujuan ini, kami menerapkan pertukaran detik sehingga hanya akan bertambah dalam waktu pengguna memutuskan untuk menghidupkan input (e_sec) pada papan basys3. Rangka kerja dalaman di dalam jam digital terdiri dari flip-flop yang menyimpan waktu yang dimasukkan dan pembilang yang menambah waktu pengguna memasukkan hanya ketika (e_sec) dihidupkan. Kami akan menambahkan kodnya sehingga anda dapat melihat bagaimana kode itu diterapkan dengan tepat.

Langkah 4: Komponen Bersama dan Penerangan

Gambar di atas menunjukkan bagaimana komponen dihubungkan bersama. Ia dimulakan dengan terlebih dahulu mengambil input jam dan minit. Isyarat dari input tersebut dihantar ke jam kaunter dan min kaunter di mana ia menambahkan bit bersama-sama, dan isyarat output kaunter dihantar ke komponen SSEG di mana ia menukar bit ke watak tertentu yang akan dipaparkan di papan basys3. Walau bagaimanapun, isyarat dari kaunter tidak akan dihantar ke komponen SSEG sehingga pengguna menekan input (led_btn) ini dilakukan kerana kami tidak membuat FSM untuk jam digital. Juga, masa yang dimasukkan tidak akan bertambah sehingga suis input (e_sec) dihidupkan kerana jika tidak, penghitung detik akan selalu berjalan di latar belakang. Setelah detik kaunter mencapai '59', ia akan menghantar isyarat kepada min sehingga kenaikan min yang sama dilakukan dari min hingga jam. Juga, terdapat input sensor gerakan, dan isyarat dihantar ke komponen FSM di mana ia menentukan keadaan mana yang harus bergantung kepada sensor yang dihidupkan. Keadaan awalnya adalah apabila semua sensor dimatikan. Semua penerangan mengenai FSM dijelaskan pada langkah 2.

Langkah 5: Kod

Langkah 6: Pengubahsuaian Masa Depan

Pada masa akan datang, menambahkan sensor gerakan sebenar dengan kombinasi LED ke projek akan menjadi lebih baik. Sehingga kita dapat meningkatkan kerumitan projek, dan untuk melihat apakah kita dapat membuat sensor cahaya gerakan moden. Ini akan menimbulkan lebih banyak masalah kerana anda harus memikirkan jarak objek juga supaya lampu menyala dengan sewajarnya. Di samping itu, semua fungsi lain sebelumnya. Juga, meningkatkan fungsi jam digital menggunakan FSM juga daripada menunggu pengguna menghidupkan beberapa saat (e_sec). FSM untuk jam digital akan serupa dengan sensor gerakan.

Langkah 7: Kesimpulannya

Secara keseluruhan, projek ini telah membantu kami memahami dengan lebih baik bagaimana mesin keadaan terhingga beroperasi. Di samping itu, dengan FSM, anda harus selalu ingat bahawa anda perlu mengetahui keadaan anda, dan bila anda ingin menukar ke keadaan lain. Dengan kata lain, anda perlu tahu di mana anda berada pada waktu tertentu, dan di mana anda akan berada di kemudian hari. Perlu diingat faktor-faktor apa yang akan membolehkan anda (input) berubah ke keadaan lain, dan apa yang akan dilakukan ketika ia sampai di sana (output). Kami juga belajar bagaimana menyimpan maklumat di papan basys3 menggunakan flip-flop yang merupakan daftar, dan bagaimana menambah masa menggunakan pembilang yang menambahkan nombor binari bersama-sama.

Langkah 8: Citiation

The two_sseg.vhdl = universal_sseg_dec.vhd

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