Luci attivate dal movimento: 5 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

Questa guida ti mostrerà come utilizzare un FPGA per creare una luce attivata da un sensore di movimento di colore variabile finché c'è movimento. I livelli di rosso, blu e verde sono tutti controllati agganciando un valore a ogni singolo colore. Questo progetto è stato creato da Timmy Nguyen e Ryan Luke per un progetto finale di classe CPE 133.

Passaggio 1: parti

Raccogli le seguenti parti:

-1 scheda FPGA Basys 3

-1 tagliere

-1 LED analogico RGB

-3 MOSFET npn/n-canale

-1 Resistenza da 220 ohm

-1 sensore di movimento PIR

-più cavi jumper

Passaggio 2: programmare l'FPGA Basys 3

Per questo progetto, utilizziamo la modulazione di larghezza di impulso (PWM) per controllare la luminosità e il colore di un LED RGB, che si accende e si spegne in base all'uscita di un sensore PIR di rilevamento del movimento. Se il sensore rileva un movimento, il LED si accenderà per circa 4 secondi, che è una funzione del sensore.

Tutti i file necessari per questo progetto sono inclusi in questa sezione.

Moduli:

Divisore di clock: il clock integrato del Basys 3 ha una frequenza di 100 MHz, quindi vogliamo portare quella frequenza a 10 KHz per gestirla meglio nel contatore.

Contatore: il contatore utilizza i 10 KHz ridotti come ingresso e conta fino a 255 quando è abilitato dal sensore di movimento.

3 D Flip Flop: l'utente aziona una qualsiasi varietà degli 8 interruttori sulla scheda e questi flip flop, quando abilitati dalla pressione del pulsante di abilitazione di quel flip flop, bloccheranno il valore degli interruttori nel comparatore. Questo valore bloccato determinerà il ciclo di lavoro, o larghezza di impulso, del segnale di uscita che va al LED.

3 Comparatori: l'uscita a 8 bit dal contatore va a ciascuno dei comparatori separatamente e viene confrontata con l'uscita a 8 bit del flip flop. Se l'uscita del contatore è inferiore al valore latch del D Flip Flop, il comparatore emetterà un valore High di un bit; se l'uscita del contatore è maggiore del valore bloccato, il comparatore emetterà un valore basso di un bit. Il comparatore quindi emette il suo valore nel decodificatore del sensore.

3 Decodificatori del sensore: il decodificatore del sensore emetterà il valore del comparatore se viene rilevato un movimento dal sensore (1) o una bassa tensione (0) se non c'è movimento. Queste uscite vanno direttamente al LED RGB.

Dopo aver scaricato i file VHD:

Una volta scaricati i file e inseriti in un progetto, sintetizzare, implementare e scrivere il flusso di bit per il progetto. Quindi collegare la scheda basys 3 e programmare il dispositivo.

Passaggio 3: costruisci il circuito su breadboard

Puoi seguire lo schema e le foto creare il circuito. Le masse sono comuni in tutto il circuito e resistori aggiuntivi possono essere aggiunti in serie con i mosfet per attenuare ulteriormente i segnali rosso, blu o verde.

Passaggio 4: collegare i componenti alla scheda Basys 3

Puoi utilizzare lo schema e i riferimenti nelle foto per collegare la tua scheda Basys 3 alla breadboard.

Passaggio 5: come utilizzare

È possibile immettere un valore binario rappresentato dagli interruttori SW0-SW7. Una volta ottenuto questo valore, è possibile premere i pulsanti BTN_L (rosso), BTN_C (blu) e BTN_R (verde) per agganciare quel valore al colore selezionato dal pulsante. Nel frattempo, il sensore di movimento attiverà il LED per illuminarsi ad ogni movimento.