Kustības sensora gaismas 3: 8 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:57

Pēdējā digitālā dizaina projektā mēs nolēmām simulēt kustības sensoru gaismas. Tie aktivizējas ne tikai tad, kad objekts atrodas tā tuvumā, bet arī aktivizējas tikai noteiktā diennakts laikā. Mēs to varam modelēt, izmantojot FPGA (Basys3 tāfele). Izmantojot FPGA, mēs ļāvām lietotājam ievadīt laiku, kurā kustības sensori var sākt aktivizēties, un tad sensori nosūtīs signālu atkarībā no tā, kurš sensors tas ir ir ieslēgt konkrēto gaismu šajā telpā vai zonā. Mēs to modelējām, ļaujot noteiktā laikā aktivizēt tikai vienu kustības sensoru un attiecīgi ieslēdzot dotās gaismas. Laika ierobežojuma dēļ mēs nevaram likt lietotāja ievadītajam laikam ietekmēt kustības sensora aktivizēšanu. Tomēr mūsu loģikas pamatā vajadzētu ļaut kādam to viegli atkārtot un uzlabot.

### Saite zemāk parāda projekta video

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

1. darbība. Nepieciešamais aprīkojums

Šim projektam jums būs nepieciešams:

-Basys3 valde

-USB -microusb kabelis

-8 maizes dēļa džemperu vadi

-Maizes dēlis

-2 izkliedētas gaismas diodes

2. darbība: Blackbox diagramma/ierobežota stāvokļa iekārta

Šī melnās kastes diagramma parāda nepieciešamās ieejas, kas vajadzīgas, lai iedegtos LED gaismas. Stundu ievade un Min ievades norāda laiku, ko lietotājs ievadīja uz basys3 plates (izmantojot slēdžus). Piemēram, sw ievade norāda, kurā telpas lietotāja daļā atrodas (atkal izmantojot slēdžus, lai attēlotu atrašanās vietas objektu).

MFV parāda pāreju no vienas telpas uz citu telpas zonu, kurā konkrētā laikā atrodas objekts. Dažādās telpās ir 4 dažādi sensori, kas tiek attēloti kā (s1, s2, s3, s4). Kas kontrolē izejas vai gaismas dažādās telpās, piemēram, gaisma (L1, L2, L3). Sākotnējā stāvoklī sensori nevienu neatklāj, tāpēc visas gaismas ir izslēgtas. Lai pārietu uz nākamo stāvokli (1. stāvoklis), s1 ir jāatklāj kāds, s2, s3 un s4 būs izslēgti. Tādējādi tiks izvadīts L1 (ieslēdziet gaismu 1), L2 un L3 būs izslēgti. Lai pārietu uz 2. stāvokli no 1. stāvokļa, s1, s3 un s4 jābūt izslēgtam, s2 jābūt ieslēgtam. Tas ieslēgs L1 un L2. Lai pārietu uz nākamo stāvokli no šī stāvokļa, s3 jābūt ieslēgtam un visiem pārējiem sensoriem jābūt izslēgtiem. Tas ieslēgs L2 un L3, L1 būs izslēgts. Lai pārietu uz galīgo stāvokli, S4 jābūt ieslēgtam un visiem pārējiem sensoriem jābūt izslēgtiem. Tas ieslēgs tikai L3, visi pārējie lukturi būs izslēgti. Ja cilvēks ienāk telpā no s4 puses un iziet caur s1, visas darbības būs apgrieztā secībā.

3. darbība: BlackBox digitālais pulkstenis

Mūsu izveidotā digitālā pulksteņa mērķis ir tāds, lai sensoru gaismas dienas laikā neieslēgtos un darbotos tikai laikā, kad lietotājs ievadīja. Digitālais pulkstenis izmanto stundu_in ievadi un mins_in, izmantojot slēdžus uz basys3 plates, un, lai to varētu ielādēt uz tāfeles, jums jānospiež (led_btn), lai tas tiktu parādīts uz kuģa. Mēs arī pievienojām atiestatīšanas pogu (rst_b), lai jūs varētu atkārtoti augšupielādēt citu laiku. Tā kā basys3 ir pietiekami daudz vietas, lai parādītu 3 dažādus informācijas gadījumus, mēs ieviesām sekundes fonā. Šim nolūkam mēs ieviesām sekundes slēdzi, lai tas pieaugtu tikai laikā, kad lietotājs nolems ieslēgt (e_sec) ievadi basys3 panelī. Digitālā pulksteņa iekšējo rāmja darbu veido flip-flops, kas saglabā ievadīto laiku, un skaitītāji, kas palielina lietotāja ievadīto laiku tikai tad, kad (e_sec) ir ieslēgts. Mēs pievienosim kodu, lai jūs varētu redzēt, kā tas tika precīzi ieviests.

4. darbība. Sastāvdaļas kopā un apraksts

Iepriekš redzamie attēli parāda, kā komponenti ir savienoti kopā. Tas sākas, vispirms ievadot stundas un minūtes. Šo ieeju signāli tiek nosūtīti uz skaitītāju stundām un skaitītāju minūtēm, kur tie saskaita kopā bitus, un skaitītāju izejas signāls tiek nosūtīts uz SSEG komponentu, kur tas pārvērš bitus par īpašām rakstzīmēm, kas tiks parādītas uz basys3 tāfeles. Tomēr signāls no skaitītājiem netiks nosūtīts uz SSEG komponentu, kamēr lietotājs nav nospiedis ievadi (led_btn). Tas tika darīts, jo mēs neesam izveidojuši FSM digitālajam pulkstenim. Turklāt ievadītais laiks nepalielināsies, kamēr nav ieslēgts ievades slēdzis (e_sec), jo pretējā gadījumā sekundes skaitītājs vienmēr darbosies fonā. Kad skaitītāja secība ir sasniegusi “59”, tā sūtīs signālu uz min, lai tas palielinātu minūti, tas pats tiek darīts no minūtēm līdz stundām. Ir arī kustības sensora ieejas, un signāli tiek nosūtīti uz FSM komponentu, kur atkarībā no ieslēgtā sensora tiek noteikts, kādā stāvoklī pāriet. Tās sākotnējais stāvoklis ir tad, kad visi sensori ir izslēgti. Viss MFV apraksts tika aprakstīts 2. solī.

5. darbība: kods

6. darbība. Turpmākās izmaiņas

Nākotnē būtu jāuzlabo faktisko kustības sensoru pievienošana projektam ar gaismas diodēm. Lai mēs varētu palielināt projekta sarežģītību un noskaidrot, vai varam izveidot modernu kustības gaismas sensoru. Tas radītu vairāk problēmu, jo jums būs jādomā arī par objekta tuvumu, lai gaismas iedegtos atbilstoši. Turklāt visas citas funkcijas iepriekš. Arī digitālā pulksteņa funkcionalitātes uzlabošana, izmantojot FSM, nevis jāgaida, kamēr lietotājs ieslēgs sekundes (e_sec). Digitālā pulksteņa FSM būtu līdzīgs kustības sensoram.

7. solis. Secinājums

Kopumā šis projekts ir palīdzējis mums labāk izprast, kā darbojas ierobežotas valsts iekārtas. Turklāt, izmantojot MFV, jums vienmēr jāpatur prātā, ka jums jāzina, kādā stāvoklī jūs atrodaties un kad vēlaties pāriet uz citu stāvokli. Citiem vārdiem sakot, jums jāzina, kur atrodaties noteiktā laikā un kur atradīsities vēlāk. Paturot prātā, kādi faktori ļaus jums (ievades datiem) pāriet uz citu stāvokli un ko tas darīs, kad tas nonāks tur (izvade). Mēs arī uzzinājām, kā uzglabāt informāciju basys3 plāksnē, izmantojot flip-flops, kas ir reģistri, un kā palielināt laiku, izmantojot skaitītājus, kas kopā saskaita bināros skaitļus.

8. solis: Pilsonība

The two_sseg.vhdl = universal_sseg_dec.vhd

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