Luzes apagadas luz noturna: 4 etapas

2025 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2025-01-23 15:03

É hora de dormir. Você se levanta para desligar as luzes durante a noite e, depois de ligar o interruptor, percebe que tem a jornada escura como breu de volta para a segurança de sua cama à sua frente. Para sua sorte, as luzes noturnas foram inventadas e você veio ao lugar certo para encontrar uma! Mas … como você pode adormecer quando aquela luz noturna incômoda está acesa durante a noite iluminando seu quarto? Além disso, você não está cansado dessa escuridão vazia que faz com que suas luzes noturnas permaneçam acesas e desperdiçam energia? Bem, você AINDA está no lugar certo, porque temos exatamente o que você precisa!

Queremos iluminar sua vida, ajudando você a fazer uma luz noturna sustentável.

Neste tutorial, vamos guiá-lo pelo processo de construção de uma luz noturna que será desligada com um temporizador. O sistema será capaz de reconhecer quando a luz principal é desligada, por meio de um sensor de luz, e acender a luz por um tempo definido pelo usuário e desligar após esse tempo. Esta luz noturna é diferente de outras luzes noturnas porque desperdiça energia ao permanecer acesa quando você está dormindo e não precisa dela. Este projeto usa dois tipos de placas, Basys 3 e Arduino, e um sensor de luz.

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

Etapa 1: Materiais e Software

Materiais

Placa de treinamento Basys 3 Artix-7 FPGA

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

Arduino Uno Rev3

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

Tábua de pão

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

10k Ω Resistor

Mesmo link do breadboard

Jumper Wires

Mesmo link do breadboard

Sensor de luz (mini fotocélula)

www.sparkfun.com/products/9088

Programas

Vivado HL WebPACK Edition (PDF em anexo inclui instruções)

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

IDE Arduino

www.arduino.cc/en/Main/Software

Etapa 2: Arquitetura do Sistema

A próxima etapa é entender a arquitetura do sistema. Criamos um diagrama de caixa preta e uma máquina de estados finitos (exibida acima) para organizar a estrutura de nosso projeto antes de entrar na logística

Design geral

Entradas

Sensor de luz: determina a quantidade de luz na sala

Saídas

• Ânodos: determina quais visores de 7 segmentos serão usados
• Segmentos: exibe o cronômetro
• LED: exibe as condições de luz noturna de LIGADO ou DESLIGADO

Arduino

Entrada

Sinal do sensor de luz: valor analógico da quantidade de luz na sala

Saída

Entrada de luz (1 bit): sinal que determina a condição de luz da sala

Basys 3

Entrada

• Entrada de luz (1 bit): sinal que determina a condição de luz da sala
• Comuta
• CLK

Saída

• Ânodos: determina quais visores de 7 segmentos serão usados
• Segmentos: exibe o cronômetro
• LED: exibe as condições de luz noturna de LIGADO ou DESLIGADO

Etapa 3: Hardware e código Arduino

Hardware

Para entender o código do Arduino, devemos entender o hardware com o qual o código está interagindo. O circuito em nossa placa de ensaio inclui uma fotocélula, um diodo emissor de luz e vários fios e resistores para completá-lo. O circuito começa enviando energia para a fotocélula, que então lê a quantidade de luz ao seu redor. Esta informação é transferida para o pino analógico, A0, que a torna legível para a placa Basys. A placa Basys então obtém essas informações, começa a contar e envia um sinal para o LED acender.

Código Arduino

O próprio código do Arduino se comunica com a placa Basys enviando um sinal quando a luz ao redor do dispositivo é mais escura do que um limite especificado. Este sinal disparado por uma sala escura com chumbo para o LED acenderá. Descobrimos por meio de experimentos que o limite médio para nossa fotocélula específica em salas escuras é de 30 a 60. Cada fotocélula tem uma quantidade diferente de sensibilidade, portanto, outras fotocélulas podem ter limites diferentes. Em nosso código publicado, atingimos o limite de 100 para fins de demonstração.