Đèn kích hoạt chuyển động: 5 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:32

Hướng dẫn này sẽ chỉ cho bạn cách sử dụng FPGA để tạo ra một cảm biến chuyển động kích hoạt ánh sáng có màu sắc khác nhau miễn là có chuyển động. Các mức độ đỏ, xanh dương và xanh lá cây đều được kiểm soát bằng cách chốt giá trị cho từng màu riêng lẻ. Dự án này được tạo ra bởi Timmy Nguyen và Ryan Luke cho dự án cuối cùng của lớp CPE 133.

Bước 1: Các bộ phận

Tập hợp các phần sau:

-1 bảng FPGA Basys 3

-1 bảng bánh mì

-1 đèn LED tương tự RGB

-3 MOSFET kênh npn / n

-1 điện trở 220 ohm

-1 cảm biến chuyển động PIR

-nhiều cáp jumper

Bước 2: Lập trình FPGA Basys 3

Đối với dự án này, chúng tôi sử dụng Điều chế độ rộng xung (PWM) để điều khiển độ sáng và màu sắc của đèn LED RGB, bật và tắt dựa trên đầu ra của cảm biến PIR phát hiện chuyển động. Nếu cảm biến phát hiện chuyển động, đèn LED sẽ bật trong khoảng 4 giây, đây là một chức năng của cảm biến.

Tất cả các tệp cần thiết cho dự án này đều có trong phần này.

Mô-đun:

Bộ chia xung nhịp: Đồng hồ trên bo mạch của Basys 3 có tần số 100 MHz, vì vậy chúng tôi muốn giảm tần số đó xuống 10 KHz để quản lý tốt hơn trong bộ đếm.

Bộ đếm: Bộ đếm sử dụng 10 KHz giảm làm đầu vào và đếm đến 255 khi nó được kích hoạt bởi cảm biến chuyển động.

3 D Flip Flops: Người dùng sẽ lật bất kỳ công tắc nào trong số 8 công tắc trên bảng và những chiếc dép tông này, khi được bật bằng cách nhấn nút bật của flip flop đó, sẽ chốt giá trị của các công tắc vào bộ so sánh. Giá trị được chốt này sẽ xác định chu kỳ làm việc hoặc độ rộng xung của tín hiệu đầu ra đi đến đèn LED.

3 Bộ so sánh: Đầu ra 8 bit từ bộ đếm đi đến từng bộ so sánh riêng biệt và được so sánh với đầu ra 8 bit của flip flop. Nếu đầu ra của bộ đếm nhỏ hơn giá trị được chốt từ D Flip Flop, bộ so sánh sẽ xuất ra giá trị Cao một bit; nếu đầu ra của bộ đếm lớn hơn giá trị đã chốt, bộ so sánh sẽ xuất ra giá trị Thấp một bit. Sau đó, bộ so sánh xuất giá trị của nó vào bộ giải mã cảm biến.

3 Bộ giải mã cảm biến: Bộ giải mã cảm biến sẽ xuất ra giá trị của bộ so sánh nếu có chuyển động được phát hiện bởi cảm biến (1) hoặc điện áp thấp (0) nếu không có chuyển động. Các đầu ra này đi trực tiếp đến đèn LED RGB.

Sau khi tải xuống các tệp VHD:

Sau khi các tệp được tải xuống và đặt vào một dự án, hãy tổng hợp, triển khai và viết dòng bit cho dự án. Sau đó, kết nối bo mạch basys 3 và lập trình thiết bị.

Bước 3: Xây dựng mạch trên Breadboard

Bạn có thể làm theo các sơ đồ và hình ảnh tạo ra mạch. Các cơ sở phổ biến trong toàn mạch và các điện trở bổ sung có thể được thêm vào nối tiếp với các mosfet để làm mờ thêm tín hiệu màu đỏ, xanh lam hoặc xanh lục.

Bước 4: Kết nối các thành phần với Bo mạch Basys 3

Bạn có thể sử dụng sơ đồ và tài liệu tham khảo trong ảnh để kết nối bảng Basys 3 của mình với bảng mạch.

Bước 5: Cách sử dụng

Bạn có thể nhập một giá trị nhị phân được đại diện bởi công tắc SW0-SW7. Khi bạn có giá trị này, bạn có thể nhấn các nút BTN_L (đỏ), BTN_C (xanh lam) và BTN_R (xanh lá cây) để chốt giá trị đó với màu mà nút đã chọn. Trong khi đó, cảm biến chuyển động sẽ kích hoạt đèn LED chiếu sáng theo mọi chuyển động.