Ljus upptäcka och positionering enhet (3 / 4 steg)
Steg 3: hårdvara
Det finns många komponenter i styrelsen, men det är inte så svårt att bygga så som det visas. Vår prototyp byggdes för möjligheten att använda 24 sensorer, 12 för en X-riktning och 12 för en Y-riktning. Den innehåller därför tre 8 till 1 analog muxes och 2 dubbla op förstärkare fungerar som tre kontrollapparater.
Sensor Array
Arrayen sensor byggdes av peta foto motstånden genom vissa Styrofoam böjda i en båge form. Ena sidan av varje foto resistor är ansluten till elnätet, och andra sidan är ansluten till en tråd som går till prototypen PCB. Den andra halvan av sensorn består av en enkel motstånd och dessa är monterade till styrelsen, mellan multiplexer ingångar och marken.
Multiplexrar
Efter schematiskt ansluta varje sensor till varje multiplexer ingång. Multiplexorer också ansluta till SEL signalen från FPGA. Välj ingångar på varje mux är ansluten till samma stift på den andra muxes. Utdata för varje multiplexer går till den motsvarande motsvarigheten ingång. Aktivera stiften är aktiv låg. De är sammankopplade och jordad genom ett motstånd att aktivera alla marker. Motståndet finns det om PIN-koden var behövs att vara drivande hög senare. 0.1uF kondensator ger vissa strömförsörjning filtrering för dessa marker.
Komparator
Kontrollapparater använder vi JRC4558 dubbla op förstärkaren. Det är vanligtvis inte en bra idé att använda op förstärkare som komparatorer, men dessa kan tolerera en stor gemensam läge spänning och inte spärren upp om indata går över eller under strömförsörjningen, som är de vanligaste problem som uppstått när du inte använder en verklig jämförelseperson.
Tillförsel av varje komparator har ett buller filter för att bidra till att stabilisera läsningen från sensorerna. PWM går till en identisk filter för att få den stabila referensspänningen jämföras mot. Det finns några extra strömförsörjning filtrering hjälper dig med de snabba transienter orsakas av den snabb växling från låg till hög spänning.
Utdata från varje komparator går till en ingång på FPGA styrelsen.
Ytterligare detaljer
- Kretsen marken behöver vara ansluten till FPGA marken ska fungera korrekt.
- Ribbon kabel med en 0.1" avstånd användes för att förenkla vissa av flera tråd anslutningar. Denna kabel kommer att koppla rätt till kontakterna på styrelsens Basys3 dev var vi med.
- Sensorerna är input till muxes så att produktionen av kontrollapparaterna är alla X-värden eller alla Y-värden. Detta gör FPGA att använda en annan referens spänning och distinkta Välj värden när du skannar i X och Y sensordata.