ไฟดับไฟกลางคืน: 4 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:07

ได้เวลานอน. คุณลุกขึ้นปิดไฟในตอนกลางคืน และหลังจากที่คุณพลิกสวิตช์ คุณตระหนักว่าการเดินทางกลับมืดมิดและปลอดภัยของเตียงที่อยู่ข้างหน้าคุณ โชคดีสำหรับคุณ ไฟกลางคืนถูกประดิษฐ์ขึ้น และคุณมาถูกที่แล้วเพื่อค้นหา! แต่… คุณจะหลับไปได้อย่างไรเมื่อแสงกลางคืนที่น่ารำคาญนั้นเปิดอยู่ตลอดทั้งคืนทำให้ห้องของคุณสว่างไสว? นอกจากนี้ คุณไม่เบื่อกับความมืดที่ว่างเปล่าที่ทำให้ไฟกลางคืนของคุณยังคงเปิดอยู่และเปลืองพลังงานหรือไม่? คุณยังอยู่ถูกที่แล้ว เพราะเรามีสิ่งที่คุณต้องการ!

เราต้องการทำให้ชีวิตของคุณสดใสขึ้นโดยช่วยให้คุณสร้างแสงสียามค่ำคืนที่ยั่งยืน

ในบทช่วยสอนนี้ เราจะแนะนำคุณตลอดขั้นตอนการสร้างไฟกลางคืนที่จะปิดลงพร้อมกับตัวจับเวลา ระบบจะสามารถรับรู้ได้เมื่อไฟหลักดับลง ผ่านเซ็นเซอร์วัดแสง และเปิดไฟตามเวลาที่ผู้ใช้กำหนด และดับลงหลังจากเวลานั้นผ่านไป ไฟกลางคืนนี้แตกต่างจากไฟกลางคืนอื่น ๆ เพราะมันสิ้นเปลืองพลังงานโดยเปิดทิ้งไว้เมื่อคุณหลับและไม่ต้องการ โปรเจ็กต์นี้ใช้บอร์ดสองประเภทคือ Basys 3 และ Arduino และเซ็นเซอร์วัดแสง

ผู้สร้าง:ลุค แมคแดเนียล, อีริค รามาซซินี, โมนิก้า เนเกรเต้, เฮย์ลีย์ ยัง

ขั้นตอนที่ 1: วัสดุและซอฟต์แวร์

วัสดุ

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

เขียงหั่นขนม

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

ตัวต้านทาน 10k Ω

ลิงค์เดียวกับเขียงหั่นขนม

สายจัมเปอร์

ลิงค์เดียวกับเขียงหั่นขนม

เซนเซอร์ตรวจจับแสง (Mini Photocell)

www.sparkfun.com/products/9088

ซอฟต์แวร์

Vivado HL WebPACK Edition (ไฟล์ PDF ที่แนบมาพร้อมคำแนะนำ)

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

Arduino IDE

www.arduino.cc/en/Main/Software

ขั้นตอนที่ 2: สถาปัตยกรรมระบบ

ขั้นตอนต่อไปคือการทำความเข้าใจสถาปัตยกรรมระบบ เราสร้างไดอะแกรมกล่องดำและเครื่องจักรที่มีสถานะจำกัด (แสดงไว้ด้านบน) เพื่อจัดระเบียบโครงสร้างของการออกแบบของเราก่อนเข้าสู่การขนส่ง

การออกแบบโดยรวม

อินพุต

เซนเซอร์ตรวจจับแสง: กำหนดปริมาณแสงในห้อง

ผลลัพธ์

• แอโนด: กำหนดว่าจะใช้จอแสดงผล 7 ส่วนใด
• เซ็กเมนต์: แสดงตัวจับเวลา
• LED: แสดงสภาพแสงกลางคืนของ ON หรือ OFF

Arduino

ป้อนข้อมูล

สัญญาณเซ็นเซอร์แสง: ค่าอนาล็อกของปริมาณแสงในห้อง

เอาท์พุต

Light Input (1 bit): สัญญาณที่กำหนดสภาพแสงของห้อง

พื้นฐาน 3

ป้อนข้อมูล

• Light Input (1 bit): สัญญาณที่กำหนดสภาพแสงของห้อง
• สวิตช์
• CLK

เอาท์พุต

• แอโนด: กำหนดว่าจะใช้จอแสดงผล 7 ส่วนใด
• เซ็กเมนต์: แสดงตัวจับเวลา
• LED: แสดงสภาพแสงกลางคืนของ ON หรือ OFF

ขั้นตอนที่ 3: ฮาร์ดแวร์และรหัส Arduino

ฮาร์ดแวร์

เพื่อให้เข้าใจโค้ด Arduino เราต้องเข้าใจฮาร์ดแวร์ที่โค้ดโต้ตอบด้วย วงจรบนเขียงหั่นขนมของเราประกอบด้วยโฟโตเซลล์ ไดโอดเปล่งแสง และสายไฟและตัวต้านทานหลายตัวเพื่อให้สมบูรณ์ วงจรเริ่มต้นด้วยการส่งพลังงานไปยังโฟโตเซลล์ ซึ่งจะอ่านปริมาณแสงโดยรอบ ข้อมูลนี้จะถูกโอนไปยังพินอะนาล็อก A0 ซึ่งทำให้สามารถอ่านได้สำหรับบอร์ด Basys จากนั้นบอร์ด Basy จะรับข้อมูลนี้ เริ่มนับ และส่งสัญญาณให้ LED เปิด

รหัส Arduino

โค้ด Arduino เองสื่อสารกับบอร์ด Basy โดยส่งสัญญาณเมื่อแสงรอบ ๆ อุปกรณ์มืดกว่าเกณฑ์ที่กำหนด สัญญาณนี้ถูกกระตุ้นโดยห้องมืดที่มีสายนำไปยัง LED จะเปิดขึ้น เราพบจากการทดลองว่าเกณฑ์เฉลี่ยสำหรับโฟโตเซลล์เฉพาะของเราในห้องมืดคือ 30 - 60 โฟโตเซลล์ทุกตัวมีปริมาณความไวต่างกัน ดังนั้นโฟโตเซลล์อื่นๆ อาจมีเกณฑ์ที่แตกต่างกัน ในโค้ดที่เผยแพร่ เราสร้างขีดจำกัด 100 เพื่อจุดประสงค์ในการสาธิต