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2025 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2025-01-23 15:03
Este guia mostrará como usar um FPGA para criar uma luz acionada por sensor de movimento de cores variadas enquanto houver movimento. Os níveis de vermelho, azul e verde são todos controlados, atribuindo um valor a cada cor individual. Este projeto foi criado por Timmy Nguyen e Ryan Luke para um projeto final de classe CPE 133.
Etapa 1: Peças
Reúna as seguintes partes:
-1 Placa FPGA Basys 3
-1 breadboard
-1 LED analógico RGB
-3 MOSFETs npn / n-channel
-1 resistor de 220 ohms
-1 sensor de movimento PIR
- vários cabos de jumper
Etapa 2: Programar o FPGA Basys 3
Para este projeto, usamos Pulse Width Modulation (PWM) para controlar o brilho e a cor de um LED RGB, que liga e desliga com base na saída de um sensor PIR de detecção de movimento. Se o sensor detectar movimento, o LED acenderá por cerca de 4 segundos, o que é uma função do sensor.
Todos os arquivos necessários para este projeto estão incluídos nesta seção.
Módulos:
Divisor de clock: O clock interno do Basys 3 tem uma frequência de 100 MHz, então queremos reduzir essa frequência para 10 KHz para melhor gerenciá-la no contador.
Contador: O contador usa os 10 KHz reduzidos como entrada e conta até 255 quando é habilitado pelo sensor de movimento.
Flip-flops 3 D: O usuário girará qualquer variedade dos 8 interruptores na placa e esses flip-flops, quando ativados ao pressionar o botão de ativação desse flip-flop, travarão o valor dos interruptores no comparador. Este valor travado determinará o ciclo de trabalho, ou largura de pulso, do sinal de saída que vai para o LED.
3 Comparadores: a saída de 8 bits do contador vai para cada um dos comparadores separadamente e é comparada com a saída de 8 bits do flip-flop. Se a saída do contador for menor que o valor travado do D Flip Flop, o comparador produzirá um valor alto de um bit; se a saída do contador for maior que o valor travado, o comparador produzirá um valor Baixo de um bit. O comparador então envia seu valor para o decodificador do sensor.
3 Decodificadores do sensor: O decodificador do sensor emitirá o valor do comparador se houver movimento detectado pelo sensor (1) ou baixa tensão (0) se não houver movimento. Essas saídas vão diretamente para o LED RGB.
Depois de baixar os arquivos VHD:
Depois que os arquivos forem baixados e colocados em um projeto, sintetize, implemente e grave o fluxo de bits para o projeto. Em seguida, conecte a placa basys 3 e programe o dispositivo.
Etapa 3: construir circuito na placa de ensaio
Você pode seguir o esquema e as fotos criar o circuito. Os aterramentos são comuns em todo o circuito e resistores adicionais podem ser adicionados em série com os mosfets para escurecer ainda mais os sinais vermelho, azul ou verde.
Etapa 4: Conecte os componentes à placa Basys 3
Você pode usar o esquema e as referências nas fotos para conectar sua placa Basys 3 à placa de ensaio.
Etapa 5: como usar
Você pode inserir um valor binário representado pelas chaves SW0-SW7. Assim que tiver esse valor, você pode pressionar os botões BTN_L (vermelho), BTN_C (azul) e BTN_R (verde) para travar esse valor na cor selecionada pelo botão. Enquanto isso, o sensor de movimento acionará o LED para iluminar a cada movimento.
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