Il·luminació del sensor de moviment: 3 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

Per al nostre projecte final de disseny digital, vam decidir simular els llums dels sensors de moviment: s’activen no només quan hi ha un objecte a prop, sinó que només s’activen durant una hora determinada del dia. Podem modelar-ho mitjançant FPGA (placa Basys3). Mentre utilitzem la FPGA, vam permetre a l’usuari introduir un temps en què els sensors de moviment poden començar a activar-se i els sensors enviaran un senyal en funció del sensor és encendre aquesta llum específica en aquella habitació o zona. Hem modelat això permetent que només s’activi un sensor de moviment en un moment determinat i encenguem les llums donades en conseqüència. A causa de la restricció de temps, no podem fer que el temps introduït per l'usuari afecti l'activació del sensor de moviment. Tot i això, la base de la nostra lògica hauria de permetre a algú replicar-la i millorar-la fàcilment.

### L'enllaç següent mostra un vídeo del projecte

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

Pas 1: Equip necessari

Per a aquest projecte, necessitareu el següent:

-Basys3 Junta

-Cable USB a microusb

-8 cables de pont de taula

-Pissarra

-2 LED difusos

Pas 2: diagrama de caixa negra / màquina d'estats finits

Aquest diagrama de quadre negre mostra les entrades necessàries perquè s’encenguin els llums LED. Les entrades d’hora i entrada mínima representen el temps que l’usuari ha introduït a la placa basys3 (mitjançant commutadors). De la mateixa manera, per a l'entrada sw, es mostra en quina part de l'usuari de la sala es troba (de nou utilitzant commutadors per representar l'objecte de la ubicació).

El FSM mostra la transició d'una zona a una altra àrea d'una habitació on es troba un objecte en un moment determinat. Hi ha 4 sensors diferents a les diferents habitacions que es representen com (s1, s2, s3, s4). Què controla les sortides o els llums de les diferents habitacions, per exemple la llum (L1, L2, L3). L’estat inicial en què els sensors no detecten ningú, de manera que tots els llums estan apagats. Per passar al següent estat (Estat 1), s1 ha de detectar algú, s2, s3 i s4 estaran desactivats. Això produirà la sortida L1 (encendre la llum 1), L2 i L3 estaran apagats. Per passar a l'estat 2 de l'estat 1, s1, s3 i s4 han d'estar desactivats, s2 ha d'estar activat. Això activarà L1 i L2. Per passar al següent estat des d’aquest estat, s3 ha d’estar activat i la resta de sensors apagats. Això activarà L2 i L3, L1 estarà desactivat. Per passar a l'estat final, S4 ha d'estar activat i la resta de sensors han d'estar apagats. Això només s'encendrà L3, la resta de llums estaran apagats. Si una persona entra a l'habitació pel costat s4 i surt per s1 tots els passos es faran en ordre invers.

Pas 3: Rellotge digital BlackBerry

El propòsit del rellotge digital que hem creat és que els llums dels sensors no s’activin durant el dia i funcionin només durant el temps que l’usuari ha introduït. El rellotge digital pren entrada hour_in i mins_in mitjançant commutadors a la placa basys3 i, per poder carregar-lo a la placa, cal prémer el botó (led_btn) perquè el mostri a la placa. També hem afegit el botó de restabliment (rst_b) perquè pugueu tornar a penjar una altra hora. Com que basys3 té prou espai per mostrar 3 instàncies diferents d'informació, hem implementat els segons en segon pla. Amb aquest propòsit, hem implementat un commutador de segons, de manera que només augmentarà en el temps quan l'usuari decideixi activar l'entrada (e_sec) a la placa basys3. El treball intern del marc dins del rellotge digital es compon de xancles que emmagatzemen el temps introduït i comptadors que incrementen el temps que l’usuari ha introduït només quan (e_sec) està activat. Afegirem el codi perquè pugueu veure com s’ha implementat exactament.

Pas 4: components junts i descripció

Les imatges anteriors mostren com es connecten els components entre ells. Comença prenent primer les entrades hores i minuts. Els senyals d’aquestes entrades s’envien a comptadors d’hora i comptador on suma els bits junts i els senyals de sortida dels comptadors s’envien al component SSEG on converteix bits a caràcters específics que es mostraran a la placa basys3. Tot i això, el senyal dels comptadors no s’enviarà al component SSEG fins que l’usuari no hagi premut l’entrada (led_btn), ja que no hem creat FSM per al rellotge digital. A més, el temps introduït no s'incrementarà fins que el commutador d'entrada (e_sec) estigui activat perquè en cas contrari, els comptadors de segons sempre s'executarien en segon pla. Un cop el comptador de sec ha arribat a '59', enviarà senyal als minuts de manera que augmenti els minuts que es fan de minuts a hores. A més, hi ha entrades del sensor de moviment i els senyals s’envien al component FSM on determina a quin estat s’ha d’anar en funció del sensor encès. El seu estat inicial és quan tots els sensors estan apagats. Tota la descripció de FSM es va descriure al pas 2.

Pas 5: Codi

Pas 6: futures modificacions

En el futur, afegir sensors de moviment reals amb combinació de LEDs al projecte seria una millora, de manera que puguem augmentar la complexitat del projecte i veure si podem crear un modern sensor de llum de moviment. Això crearia més problemes, ja que també haureu de pensar en la proximitat de l’objecte perquè els llums s’encenguin en conseqüència. A més, totes les altres funcionalitats anteriors. A més, millorar la funcionalitat del rellotge digital mitjançant un FSM en lloc d’esperar que l’usuari s’encengui segons (e_sec). El FSM d’un rellotge digital seria similar al del sensor de moviment.

Pas 7: Conclusió

En general, aquest projecte ens ha ajudat a entendre millor el funcionament de les màquines d’estats finits. A més, amb FSM sempre heu de tenir en compte que heu de saber en quin estat es troba i quan voleu canviar a un altre estat. En altres paraules, heu de saber on us trobeu en un moment determinat i on us trobareu més endavant. Tenint en compte quins factors us permetran (entrades) canviar a un altre estat i què farà quan arribi (sortida). També vam aprendre a emmagatzemar informació a la placa basys3 mitjançant xancles que són registres i a incrementar el temps mitjançant comptadors que sumen nombres binaris.

Pas 8: Citació

El two_sseg.vhdl = universal_sseg_dec.vhd

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