Can crusher - Popa Peter

Lista pieselor:

• Arduino Uno
• Piston electric 12V – 900N – realizează forța mecanică necesară zdrobirii dozelor
• Driver de Motoare Dual L298N – comandă pistonul în ambele direcții
• Senzor de curent Hall ACS712 (5A) – măsoară curentul consumat de piston
• Display LCD 1602 cu adaptor I2C – afișează puterea consumată pe durata ciclului de zdrobire
• Sursă de tensiune 12V, 180W – alimentează pistonul

Schema electrica: schematic.pdf

Componentele sunt conectate intre ele in modul urmator:

• Driverul L298N
  • Pinii IN1 si IN2 ai driverului sunt conectati la pinii digitali D2 si D3 de pe Arduino.
  • Iesirile OUT1 si OUT2 sunt conectate la pistonul electric, permitand controlul directiei de deplasare.
  • Alimentarea driverului este realizata de la o sursa de 12V conectata prin pinul VCC si GND.
  • Pinul ENA este lasat conectat intern (cu jumper), ceea ce permite functionarea continua fara control PWM.

• Senzorul de curent – ACS712 (20A)
  • Este conectat intre sursa de 12V si pinul VCC al driverului L298N, astfel incat masoara curentul total consumat de motor.
  • Iesirea analogica a senzorului (OUT) este conectata la pinul A0 de pe Arduino.
  • Alimentarea senzorului este realizata la 5V si GND.
• Butoane de control – SW1 si SW2
  • Cele doua butoane tactile sunt conectate la pinii digitali D8 si D9 ai Arduino-ului. Fiecare buton are un rezistor pull-down de 100kΩ catre GND pentru a mentine starea LOW atunci cand nu sunt apasate.
  • Un buton controleaza pornirea/opirea pistonului, iar celalalt controleaza directia de deplasare (deschidere/inchidere).
• Afisaj LCD 16×2 I2C
  • Afisajul este conectat la pinii SDA (A4) si SCL (A5) ai Arduino-ului.
  • Pe ecran sunt afisate in timp real valorile masurate de senzorul de curent: amperajul (A) si puterea estimata (W) consumata de piston.

• Mediu de dezvoltare: Codul a fost scris în limbajul C, utilizând extensia PlatformIO din Visual Studio Code, folosind toolchain-ul AVR GCC pentru microcontrolerul ATmega328P.
• Librării și surse externe utilizate:
  • twi.h și twi.cpp – implementare low-level pentru comunicația I2C
  • lcd.h și lcd.cpp – implementare pentru afișarea pe LCD 16×2 I2C
• Algoritmi și structuri implementate: Aplicația implementează o interfață de control pentru un piston acționat electric, cu control direcție și stare ON/OFF, citind în același timp valoarea de curent consumat și calculând puterea livrată.
  • Debounce pentru butoane: Implementat software folosind Timer1 în CTC mode, cu întrerupere la 1ms. Fiecare buton este filtrat prin contorizarea stării stabile timp de 20ms pentru a elimina bouncing-ul mecanic.
  • Controlul motorului: Două ieșiri digitale (D2, D3) comandă un driver L298N pentru controlul direcției pistonului. Un buton comută între ON/OFF, iar altul între sensul de deplasare. LED-urile indică starea (roșu = oprit, verde = activ).
  • Citire senzor ACS712 (20A): Se utilizează ADC-ul intern pentru a citi tensiunea analogică proporțională cu curentul.
  • Calcul putere: Puterea activă este calculată ca produs între curent și tensiunea de alimentare fixă a pistonului (10.65V). Aceasta se actualizează la fiecare 500ms folosind același timer ca și pentru debounce, dar cu un contor separat în ISR.
  • Afișare pe LCD I2C: Pe LCD-ul 16×2 sunt afișate:
    • Linia 1: curentul (A) și puterea (W)
    • Linia 2: starea curentă a sistemului (ACTIV/OPRIT)

Elementul de noutate constă în integrarea controlului hardware de motor, monitorizarea consumului electric printr-un senzor de curent și afișarea în timp real a acestor valori pe un LCD I2C.

Proiectul valorifică funcționalități studiate în laborator precum: temporizare prin Timer1 în CTC, utilizarea întreruperilor pentru debounce, citire ADC pentru senzori analogici și comunicație I2C pentru afișaj.

Senzorul ACS712 a fost calibrat pe baza valorii de referință (2.5V la 0A) și a sensibilității declarate de producător (100 mV/A). Calibrarea s-a verificat cu un multimetru în serie pe o sarcină de test cunoscută (ex: rezistor de putere), iar valoarea de 10.65V a fost măsurată pe sursa de alimentare a pistonului. ​

Optimizările au fost realizate în principal în ceea ce privește utilizarea memoriei și resurselor hardware. Timerul 1 a fost utilizat pentru debounce și pentru sampling periodic (calculul curentului și al puterii, urmate de afișarea pe LCD), economisind un timer suplimentar.

Videoclip: https://youtu.be/CnxCBeDxjME

• Link GitHub: https://github.com/PopaPeter/PM_fair

• Fisa tehnica ATmega328P: ATmega328P
• Librarie LCD I2C (LiquidCrystal_I2C): LCD_I2C
• Fisa tehnica ACS712:ACS712
• Informatii lucru registrii: OCW