Işıklar Söner Gece Işığı: 4 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:20

Yatma zamanı. Gece için ışıkları kapatmak için kalkıyorsunuz ve anahtarı çevirdikten sonra, önünüzde yatağınızın güvenliğine zifiri karanlık bir yolculuk olduğunu fark ediyorsunuz. Şansınıza, gece lambaları icat edildi ve bir tane bulmak için doğru yere geldiniz! Ama… o sinir bozucu gece lambası tüm gece boyunca odanızı aydınlatırken nasıl uykuya dalabilirsiniz? Ayrıca gece ışıklarınızın açık kalmasına ve enerjinizin boşa gitmesine neden olan bu boş karanlıktan sıkılmadınız mı? Hâlâ doğru yerdesiniz, çünkü tam olarak ihtiyacınız olan şeye sahibiz!

Sürdürülebilir bir gece lambası yapmanıza yardımcı olarak hayatınızı aydınlatmak istiyoruz.

Bu derste, bir zamanlayıcı ile kapanacak bir gece lambası oluşturma sürecinde size yol göstereceğiz. Sistem, ana ışığın ne zaman kapatıldığını bir ışık sensörü aracılığıyla algılayabilecek ve ışığı kullanıcı tarafından belirlenen bir süre boyunca açıp, bu süre geçtikten sonra kapatabilecektir. Bu gece lambası diğer gece lambalarından farklıdır çünkü siz uyurken açık kalarak enerji harcar ve buna ihtiyaç duymaz. Bu proje, Basys 3 ve Arduino olmak üzere iki tür kart ve bir ışık sensörü kullanır.

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

Adım 1: Malzemeler ve Yazılım

Malzemeler

Basys 3 Artix-7 FPGA Eğitmen Kartı

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

Arduino Uno Rev3

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

ekmek tahtası

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

10k Ω Direnç

Breadboard ile aynı bağlantı

Jumper Telleri

Breadboard ile aynı bağlantı

Işık Sensörü (Mini Fotosel)

www.sparkfun.com/products/9088

Yazılım

Vivado HL WebPACK Sürümü (Ekteki PDF talimatları içerir)

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

Arduino IDE'si

www.arduino.cc/en/Main/Software

2. Adım: Sistem Mimarisi

Bir sonraki adım, sistem mimarisini anlamaktır. Lojistiğe girmeden önce tasarımımızın yapısını düzenlemek için bir kara kutu diyagramı ve bir sonlu durum makinesi (yukarıda gösterilen) oluşturduk

Genel tasarım

Girişler

Işık Sensörü: odadaki ışık miktarını belirler

çıktılar

• Anotlar: hangi 7 segmentli ekranların kullanılacağını belirler
• Segmentler: zamanlayıcıyı görüntüler
• LED: AÇIK veya KAPALI gece ışık koşullarını gösterir

Arduino

Giriş

Işık sensörü sinyali: odadaki ışık miktarının analog değeri

Çıktı

Işık Girişi (1 bit): odanın ışık durumunu belirleyen sinyal

Temel 3

Giriş

• Işık Girişi (1 bit): odanın ışık durumunu belirleyen sinyal
• Anahtarlar
• CLK

Çıktı

• Anotlar: hangi 7 segmentli ekranların kullanılacağını belirler
• Segmentler: zamanlayıcıyı görüntüler
• LED: AÇIK veya KAPALI gece ışık koşullarını gösterir

Adım 3: Donanım ve Arduino Kodu

Donanım

Arduino kodunu anlamak için kodun etkileşimde bulunduğu donanımı anlamamız gerekir. Breadboard'umuzdaki devre, bir fotosel, bir ışık yayan diyot ve onu tamamlamak için birden fazla kablo ve direnç içerir. Devre, onu çevreleyen ışık miktarını okuyan fotosele güç göndererek başlar. Bu bilgi, analog pin A0'a aktarılır ve bu da onu Basys kartı için okunabilir hale getirir. Basys kartı daha sonra bu bilgiyi alır, saymaya başlar ve LED'in yanması için bir sinyal gönderir.

Arduino Kodu

Arduino kodunun kendisi, cihazı çevreleyen ışık belirli bir eşikten daha koyu olduğunda bir sinyal göndererek Basys kartı ile iletişim kurar. LED'e giden kurşun ile karanlık bir oda tarafından tetiklenen bu sinyal yanacaktır. Karanlık odalarda belirli fotoselimizin ortalama eşiğinin 30 - 60 olduğunu deney yoluyla bulduk. Her fotoselin farklı bir hassasiyet miktarı vardır, bu nedenle diğer fotosellerin farklı eşikleri olabilir. Yayınlanan kodumuzda, gösterim amacıyla eşiği 100 yaptık.