Garage Parking Sensor

Senzorul va transmite date la microcontroller. Acesta, apoi, va determina aprindere ledurilor corespunzatoare si pornirea buzzer-ului, in functie de distanta fata de obstacol. Cu cat distanta este mai mica, cu atat sunt aprinse mai multe leduri. Buzzer-ul este activat incepand cu o anumita distanta, pentru o avertizare suplimentara. Distanta este afisata in permanenta pe display.

Lista piese:

• Arduino UNO
• Senzor Ultrasonic de distanta HC-SR04+
• LCD 1602 cu Interfata I2C
• Rezistori de 220 ohm
• Leduri
• Breadboard
• Jumper wires
• Buzzer

Kit:

• https://www.aliexpress.com/item/1005005970564532.html?spm=a2g0o
• https://www.conexelectronic.ro/senzori-si-module-pentru-platforme-de-dezvoltare/144-MODUL-SENZORI-ULTRASUNETE-HC-SR04.html

Schema circuit:

1) LCD

  Am optat sa afisez distanta de la senzor pe un ecran LCD folosind protocolul I2C.
  Concept: I2C

• Pinul SCA → conectat la pinul analogic A4 de pe Arduino
• Pinul SCL → conectat la pinul analogic A5 de pe Arduino

2) Senzor ultrasonic de distanta HC-SR04+

  Distanta o voi masura cu ajutorul unui senzor ultrasonic de distanta HC-SR04+.
  Concept: GPIO

• Pinul GND → conectat pe breadboard la (-) si de acolo pe placuta Arduino la un GND
• Pinul Echo → conectat pe placuta arduino la pinul digital D4
• Pinul Trig → conectat pe placuta arduino la pinul digital D3
• Pinul VCC → conectat pe breadboard la (+) si de acolo pe placuta Arduino la un pic 5V

  Observatii:
  - Echo este pin de input, folosit pentru receptionarea semnalului reflectat
  - Trig este pin de output, folosit pentru a transmite un puls ultrasonic

3) Buzzer

  Cand o anumita distanta este intrecuta, se declanseaza buzzer-ul, ca un avertisment suplimentar pentru sofer.
  

Buzzer-ul este conectat astfel:

• (+) → conectat la pinul D2 de pe placuta Arduino
• (-) → conectat pe breadboard la (-) si de acolo pe placuta Arduino la un GND

4) Leduri

• 3 x Leduri Verzi: conectate la pinii digitali D13, D12, D11
• 3 x Leduri Galbene: conectate la pinii digitali D10, D9, D8
• 3 x Leduri Rosii: conectate la pinii digitali D7, D6, D5

Mediu de dezvoltare:

• Arduino IDE: dezvoltarea codului si incarcarea lui pe Arduino
• Draw.io: realizarea schemei bloc https://app.diagrams.net/
• Thinkercad: realizarea schemei circuit https://www.tinkercad.com/

Cod:

• https://github.com/alexiastfn/ParkingAlertSystem_Arduino
• Biblioteci: Wire.h (pentru comunicarea I2C), LiquidCrystal_I2C.h (pentru display)

Implementare:

1. Inainte de setup():

• initializez lcd-ul cu adresa I2C a ecranului (0x27) si dimensiunea de 16×2
• definirea pinilor
• definirea variabilelor pentru afisarea pe display (duration, distance)
• definirea variabilelor pentru controlul buzzer-ului si al blink-ului de ledurilor rosii.

2. setup():

• setare pini pentru senzorul de distanta, buzzer si leduri.
• initializare lcd

3. loop():

• senzorul ultrasonic trimite un puls si masoara durata pentru a calcula distanta
• distanta este afisata pe display
• buzzer-ul este activat atunci cand distanta incepe sa fie mai mica de 14 cm: verific daca a trecut un interval “interval” pentru a da urmatorul beep & in functie de distanta buzzer-ul este setat la o frecventa (distanta cea mai mica - frecventa cea mai mare, distanta medie - frecventa medie, distanta cea mai mare - frecventa cea mai mica)
• cand distanta este cea mai mica, pe langa sunetul de buzzer voi face ca cele 3 leduri rosii sa blink-uiasca.
• astfel: led-urile rosii se aprind si blink-uiesc daca distanta este mai mică sau egală cu 4 cm, led-urile galbene se aprind pentru distante intre 15-21 cm, led-urile verzi se aprind pentru distante mai mari de 22 cm.

Concepte:

1. GPIO

• pinMode, digitalWrite, si digitalRead sunt functii folosite pentru a configura si a controla pinii GPIO
• Pinii trig, echo, buzzer, si LED-urile sunt controlati prin GPIO

2. I2C

• Biblioteca Wire si LiquidCrystal_I2C sunt folosite pentru a comunica cu display-ul LCD pe interfata I2C

3. Timere

• millis() este folosit pentru a masura intervale de timp fara a bloca executia codului (la controlul intervalelor de timp pentru buzzer si LED-uri)

4. PWM

• Functiile tone(buzzer, frequency) si noTone(buzzer) sunt utilizate pentru a genera semnale PWM pe pinul buzzer pentru a produce sunete la frecvente diferite

Faza de asamblare (15.05.2024):

Finalizare cod:

Pentru cazul de apropiere mare:

• 1 x Led Rosu aprins: https://youtu.be/3l7xgFHnDPQ
• 2 x Led Rosu aprins: https://youtu.be/yk7963xlwjE
• 3 x Led Rosu aprins: https://youtu.be/rZqBc7JjIic (se poate observa comportamentul de blinking ale celor 3 led-uri)

Asamblare finala:

Gantt Chart:

Tinte de performanta:

1. Precizia masuratorilor de distanta: eroare maxim admisa de sub 1 cm
2. Viteza de raspuns: sub 1 sec
3. Stabilitatea afisarii distantei pe display: afisajul nu trebuie sa intampine nicio eroare

Codul se poate descarca de pe: https://github.com/alexiastfn/ParkingAlertSystem_Arduino

• https://www.youtube.com/playlist?list=PLGs0VKk2DiYw-L-RibttcvK-WBZm8WLEP
• https://www.youtube.com/watch?v=nL34zDTPkcs
• https://howtomechatronics.com/tutorials/arduino/ultrasonic-sensor-hc-sr04/
• https://randomnerdtutorials.com/complete-guide-for-ultrasonic-sensor-hc-sr04/

Export to PDF