Pohybová světla: 5 kroků

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2025-01-23 14:38

Tato příručka vám ukáže, jak pomocí FPGA vytvořit světlo různé barvy spuštěné senzorem pohybu, dokud je pohyb. Úrovně červené, modré a zelené jsou ovládány přiřazením hodnoty každé jednotlivé barvě. Tento projekt vytvořili Timmy Nguyen a Ryan Luke pro závěrečný projekt třídy CPE 133.

Krok 1: Díly

Shromážděte následující části:

-1 Základní deska 3 FPGA

-1 Breadboard

-1 RGB analogová LED

-3 npn/n-kanálové MOSFETy

-1 220 ohmový odpor

-1 PIR pohybový senzor

-více propojovacích kabelů

Krok 2: Naprogramujte základy FPGA 3

Pro tento projekt používáme Pulse Width Modulation (PWM) k ovládání jasu a barvy RGB LED, která se zapíná a vypíná na základě výstupu PIR senzoru detekce pohybu. Pokud senzor detekuje pohyb, LED se rozsvítí na přibližně 4 sekundy, což je funkcí senzoru.

V této části jsou zahrnuty všechny soubory potřebné pro tento projekt.

Moduly:

Dělič hodin: Palubní hodiny Basys 3 mají frekvenci 100 MHz, takže chceme tuto frekvenci snížit na 10 KHz, abychom ji lépe zvládli v čítači.

Počitadlo: Počitadlo používá jako vstup redukovaný 10 KHz a počítá do 255, pokud je povoleno pohybovým senzorem.

3 D Flip Flops: Uživatel převrátí jakoukoli paletu 8 přepínačů na desce a tyto flip flopy, pokud jsou povoleny stisknutím tlačítka pro povolení tohoto flip flopu, uzamknou hodnotu přepínačů do komparátoru. Tato aretovaná hodnota určuje pracovní cyklus nebo šířku impulzu výstupního signálu, který jde do LED.

3 komparátory: 8bitový výstup z čítače jde do každého komparátoru samostatně a je porovnáván s 8bitovým výstupem klopného obvodu. Pokud je výstup čítače menší než blokovaná hodnota z D Flip Flop, komparátor vydá jednobitovou vysokou hodnotu; pokud je výstup čítače větší než latchovaná hodnota, komparátor vydá jednobitovou nízkou hodnotu. Komparátor poté vydá svou hodnotu do dekodéru snímače.

3 Dekodéry snímače: Dekodér snímače buď vydá hodnotu komparátoru, pokud je detekován pohyb snímačem (1), nebo nízké napětí (0), pokud nedochází k pohybu. Tyto výstupy jdou přímo do RGB LED.

Po stažení souborů VHD:

Jakmile jsou soubory staženy a umístěny do projektu, syntetizujte, implementujte a zapište bitový tok projektu. Poté připojte základní desku 3 a naprogramujte zařízení.

Krok 3: Vytvořte obvod na Breadboardu

Můžete postupovat podle schématu a fotografií vytvořit obvod. Důvody jsou společné v celém obvodu a v sérii s mosfety lze přidat další odpory, které dále ztlumí červený, modrý nebo zelený signál.

Krok 4: Připojte součásti k desce Basys 3

Schéma a odkazy na fotografiích můžete použít k připojení desky Basys 3 k prkénku.

Krok 5: Jak používat

Můžete zadat binární hodnotu reprezentovanou přepínači SW0-SW7. Jakmile máte tuto hodnotu, můžete stisknutím tlačítek BTN_L (červená), BTN_C (modrá) a BTN_R (zelená) tuto hodnotu zaaretovat na barvu vybranou tlačítkem. Mezitím senzor pohybu spustí LED, aby se rozsvítila při každém pohybu.