Licht uit nachtlampje - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:18

Het is bedtijd. Je staat op om de lichten voor de nacht uit te doen, en nadat je de schakelaar hebt omgedraaid, realiseer je je dat je de pikzwarte reis terug naar de veiligheid van je bed voor je hebt. Gelukkig voor jou zijn nachtlampjes uitgevonden en ben je hier aan het juiste adres om er een te vinden! Maar… hoe kun je in slaap vallen als dat vervelende nachtlampje de hele nacht door je kamer verlicht? Ben je bovendien niet moe van deze lege duisternis waardoor je nachtverlichting blijft branden en energie verspilt? Nou, je bent NOG STEEDS op de juiste plek, want we hebben precies wat je nodig hebt!

We willen je leven opfleuren door je te helpen een duurzaam nachtlampje te maken.

In deze tutorial gaan we je door het proces leiden van het bouwen van een nachtlampje dat uitgaat met een timer. Het systeem kan via een lichtsensor herkennen wanneer het hoofdlicht is uitgeschakeld en het licht aanzetten gedurende een door de gebruiker ingestelde tijd, en uitschakelen nadat die tijd is verstreken. Dit nachtlampje is anders dan andere nachtlampjes omdat het energie verspilt door aan te blijven als je slaapt en het niet nodig hebt. Dit project maakt gebruik van twee soorten borden, Basys 3 en Arduino, en een lichtsensor.

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

Stap 1: Materialen en software

Materialen

Basys 3 Artix-7 FPGA-trainerbord

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

Arduino Uno Rev3

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

Breadboard

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

10k Weerstand

Zelfde link als breadboard

Doorverbindingsdraden

Zelfde link als breadboard

Lichtsensor (Mini-fotocel)

www.sparkfun.com/products/9088

Software

Vivado HL WebPACK-editie (bijgevoegde PDF bevat instructies)

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

Arduino IDE

www.arduino.cc/en/Main/Software

Stap 2: Systeemarchitectuur

De volgende stap is het begrijpen van de systeemarchitectuur. We hebben een black box-diagram en een eindige-toestandsmachine (hierboven weergegeven) gemaakt om de structuur van ons ontwerp te ordenen voordat we ons met de logistiek bezighouden

Algemeen ontwerp

Ingangen

Lichtsensor: bepaalt de hoeveelheid licht in de kamer

Uitgangen

• Anodes: bepaalt welke 7-segments displays worden gebruikt
• Segmenten: geeft de timer weer
• LED: geeft nachtlichtcondities weer van AAN of UIT

Arduino

Invoer

Lichtsensorsignaal: analoge waarde van hoeveelheid licht in de kamer

Uitgang:

Lichtinvoer (1 bit): signaal dat de lichtconditie van de kamer bepaalt

Bas 3

Invoer

• Lichtinvoer (1 bit): signaal dat de lichtconditie van de kamer bepaalt
• Schakelaars
• CLK

Uitgang:

• Anodes: bepaalt welke 7-segments displays worden gebruikt
• Segmenten: geeft de timer weer
• LED: geeft nachtlichtcondities weer van AAN of UIT

Stap 3: Hardware en Arduino-code

Hardware

Om de Arduino-code te begrijpen, moeten we de hardware begrijpen waarmee de code communiceert. Het circuit op ons breadboard bevat een fotocel, een lichtgevende diode en meerdere draden en weerstanden om het te voltooien. Het circuit begint met het sturen van stroom naar de fotocel, die vervolgens de hoeveelheid licht eromheen afleest. Deze informatie wordt overgebracht naar de analoge pin, A0, waardoor deze leesbaar is voor het Basys-bord. Het Basys-bord neemt deze informatie dan op, begint te tellen en stuurt een signaal om de LED aan te zetten.

Arduino-code

De Arduino-code communiceert zelf met het Basys-bord door het een signaal te sturen wanneer het licht rond het apparaat donkerder is dan een gespecificeerde drempel. Dit signaal dat wordt getriggerd door een donkere kamer met een kabel naar de LED, gaat aan. We hebben door experimenten ontdekt dat de gemiddelde drempel voor onze specifieke fotocel in donkere kamers 30 - 60 is. Elke fotocel heeft een andere gevoeligheid, dus andere fotocellen kunnen andere drempels hebben. In onze gepubliceerde code hebben we de drempel 100 gemaakt voor demonstratiedoeleinden.