สารบัญ:
2025 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2025-01-13 06:58
คู่มือนี้จะแสดงให้คุณเห็นถึงวิธีใช้ FPGA เพื่อสร้างเซ็นเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหวที่กระตุ้นแสงด้วยสีต่างๆ ตราบเท่าที่มีการเคลื่อนไหว ระดับของสีแดง สีน้ำเงิน และสีเขียวทั้งหมดถูกควบคุมโดยการกำหนดค่าให้กับแต่ละสี โครงการนี้สร้างโดย Timmy Nguyen และ Ryan Luke สำหรับโครงการสุดท้ายระดับ CPE 133
ขั้นตอนที่ 1: อะไหล่
รวบรวมชิ้นส่วนต่อไปนี้:
-1 บอร์ด Basy 3 FPGA
-1 เขียงหั่นขนม
-1 RGB อนาล็อก LED
-3 npn/n-channel MOSFETs
-1 ตัวต้านทาน 220 โอห์ม
-1 เซ็นเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหว PIR
- สายจัมเปอร์หลายสาย
ขั้นตอนที่ 2: ตั้งโปรแกรม FPGA Basics 3
สำหรับโครงการนี้ เราใช้ Pulse Width Modulation (PWM) เพื่อควบคุมความสว่างและสีของ LED RGB ซึ่งจะเปิดและปิดตามเอาต์พุตของเซ็นเซอร์ตรวจจับการเคลื่อนไหว PIR หากเซ็นเซอร์ตรวจจับการเคลื่อนไหว ไฟ LED จะเปิดขึ้นประมาณ 4 วินาที ซึ่งเป็นหน้าที่ของเซ็นเซอร์
ไฟล์ทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับโครงการนี้จะรวมอยู่ในส่วนนี้
โมดูล:
ตัวแบ่งนาฬิกา: นาฬิกาออนบอร์ดของ Basys 3 มีความถี่ 100 MHz ดังนั้นเราจึงต้องการลดความถี่นั้นลงเหลือ 10 KHz เพื่อจัดการในเคาน์เตอร์ได้ดียิ่งขึ้น
ตัวนับ: ตัวนับใช้ 10 KHz ที่ลดลงเป็นอินพุตและนับเป็น 255 เมื่อเปิดใช้งานโดยเซ็นเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหว
รองเท้าแตะ 3 มิติ: ผู้ใช้จะพลิกสวิตช์ 8 ตัวบนกระดาน และรองเท้าแตะเหล่านี้เมื่อเปิดใช้งานโดยการกดปุ่มเปิดใช้งานของฟลิปฟล็อปนั้นจะล็อคค่าของสวิตช์ลงในเครื่องเปรียบเทียบ ค่าสลักนี้จะกำหนดรอบการทำงานหรือความกว้างพัลส์ของสัญญาณเอาท์พุตที่ส่งไปยัง LED
3 ตัวเปรียบเทียบ: เอาต์พุต 8 บิตจากตัวนับไปที่ตัวเปรียบเทียบแต่ละตัวแยกกัน และเปรียบเทียบกับเอาต์พุต 8 บิตของฟลิปฟล็อป หากเอาต์พุตตัวนับน้อยกว่าค่าแลตช์จาก D Flip Flop เครื่องเปรียบเทียบจะส่งออกค่าสูงหนึ่งบิต ถ้าเอาต์พุตตัวนับมากกว่าค่าแลตช์ ตัวเปรียบเทียบจะส่งออกค่าต่ำหนึ่งบิต เครื่องเปรียบเทียบจะส่งออกค่าไปยังตัวถอดรหัสเซ็นเซอร์
3 ตัวถอดรหัสเซ็นเซอร์: ตัวถอดรหัสเซ็นเซอร์จะส่งออกค่าของตัวเปรียบเทียบหากเซ็นเซอร์ตรวจจับการเคลื่อนไหว (1) หรือแรงดันไฟฟ้าต่ำ (0) หากไม่มีการเคลื่อนไหว เอาต์พุตเหล่านี้ไปยัง RGB LED โดยตรง
หลังจากดาวน์โหลดไฟล์ VHD:
เมื่อดาวน์โหลดไฟล์และวางลงในโปรเจ็กต์แล้ว ให้สังเคราะห์ ใช้งาน และเขียนบิตสตรีมสำหรับโปรเจ็กต์ จากนั้นเชื่อมต่อบอร์ด Basy 3 และตั้งโปรแกรมอุปกรณ์
ขั้นตอนที่ 3: สร้างวงจรบนเขียงหั่นขนม
คุณสามารถทำตามแผนผังและรูปถ่ายสร้างวงจรได้ กราวด์เป็นเรื่องปกติตลอดทั้งวงจร และสามารถเพิ่มตัวต้านทานเพิ่มเติมแบบอนุกรมด้วยมอสเฟตเพื่อทำให้สัญญาณสีแดง น้ำเงิน หรือเขียวหรี่ลง
ขั้นตอนที่ 4: เชื่อมต่อส่วนประกอบกับบอร์ด Basey 3
คุณสามารถใช้แผนผังและข้อมูลอ้างอิงในรูปภาพเพื่อเชื่อมต่อบอร์ด Basy 3 ของคุณกับเขียงหั่นขนม
ขั้นตอนที่ 5: วิธีใช้งาน
คุณสามารถป้อนค่าไบนารีที่แสดงโดยสวิตช์ SW0-SW7 เมื่อคุณมีค่านี้แล้ว คุณสามารถกดปุ่ม BTN_L (สีแดง), BTN_C (สีน้ำเงิน) และ BTN_R (สีเขียว) เพื่อจับคู่ค่านั้นกับสีที่เลือกโดยปุ่ม ในขณะเดียวกัน เซ็นเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหวจะกระตุ้น LED เพื่อส่องสว่างในทุกการเคลื่อนไหว