Lights Out Night Light: 4 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:29

Nu er det senge tid. Du rejser dig for at slukke lyset for natten, og efter at du har vendt kontakten, indser du, at du har den kulsorte rejse tilbage til din sengs sikkerhed foran dig. Heldigvis for dig blev nattelyset opfundet, og du er kommet til det rigtige sted for at finde et! Men … hvordan kan du falde i søvn, når det irriterende natlys er tændt gennem natten og oplyser dit værelse? Er du derudover ikke træt af, at dette tomme mørke får dine natlys til at forblive tændt og spilde energi? Nå, du er stadig på det rigtige sted, for vi har præcis det, du har brug for!

Vi ønsker at gøre dit liv lysere ved at hjælpe dig med at lave et bæredygtigt natlys.

I denne vejledning vil vi guide dig gennem processen med at bygge et natlys, der slukkes med en timer. Systemet vil være i stand til at genkende, når hovedlyset er slukket, via en lyssensor, og tænde lyset i en brugerindstillet tid og slukke, efter at den tid er gået. Dette natlys er anderledes end andre natlys, fordi det spilder energi ved at forblive tændt, når du sover og ikke har brug for det. Dette projekt bruger to typer tavler, Basys 3 og Arduino, og en lyssensor.

Skabere: Luke McDaniel, Erik Ramazzini, Monica Negrete, Hayley Young

Trin 1: Materialer og software

Materialer

Basys 3 Artix-7 FPGA Trainer Board

store.digilentinc.com/basys-3-artix-7-fpga…

Arduino Uno Rev3

store.arduino.cc/usa/arduino-uno-rev3

Brødbræt

www.amazon.com/Elegoo-EL-CK-002-Electronic…

10k Ω modstand

Samme link som brødbræt

Jumper Wires

Samme link som brødbræt

Lyssensor (mini fotocelle)

www.sparkfun.com/products/9088

Software

Vivado HL WebPACK Edition (vedhæftet PDF indeholder vejledning)

www.xilinx.com/products/design-tools/vivad…

Arduino IDE

www.arduino.cc/en/Main/Software

Trin 2: Systemarkitektur

Det næste trin er at forstå systemarkitekturen. Vi lavede et sortboksdiagram og en endelig maskine (vist ovenfor) for at organisere strukturen i vores design, inden vi kom ind i logistikken

Overordnet design

Indgange

Lyssensor: bestemmer mængden af lys i rummet

Udgange

• Anoder: bestemmer, hvilke 7-segmentskærme der skal bruges
• Segmenter: viser timeren
• LED: viser natlysforholdene ON eller OFF

Arduino

Input

Lyssensorsignal: analog værdi af mængden af lys i rummet

Produktion

Lysindgang (1 bit): signal, der bestemmer rummets lysforhold

Basys 3

Input

• Lysindgang (1 bit): signal, der bestemmer rummets lysforhold
• Skifter
• CLK

Produktion

• Anoder: bestemmer, hvilke 7-segmentskærme der skal bruges
• Segmenter: viser timeren
• LED: viser natlysforholdene ON eller OFF

Trin 3: Hardware og Arduino -kode

Hardware

For at forstå Arduino -koden skal vi forstå den hardware, koden interagerer med. Kredsløbet på vores brødbræt indeholder en fotocelle, en lysemitterende diode og flere ledninger og modstande for at fuldføre den. Kredsløbet starter med at sende strøm til fotocellen, som derefter læser mængden af lys, der omgiver den. Disse oplysninger overføres til den analoge pin, A0, hvilket gør den læsbar for Basys -kortet. Basys -kortet tager derefter disse oplysninger, begynder at tælle og sender et signal for LED'en til at tænde.

Arduino kode

Selve Arduino -koden kommunikerer med Basys -kortet ved at sende et signal, når lyset omkring enheden er mørkere end en specificeret tærskel. Dette signal, der udløses af et mørkt rum med bly til LED'en, tændes. Vi fandt gennem eksperiment, at den gennemsnitlige tærskel for vores specifikke fotocelle i mørke rum er 30 - 60. Hver fotocelle har en anden følsomhed, så andre fotoceller kan have forskellige tærskler. I vores offentliggjorte kode lavede vi tærsklen 100 til demonstrationsformål.