Smart Lock

Acest proiect implementează o încuietoare inteligentă bazată pe un microcontroller ATmega328P, care permite accesul printr-un cod PIN de 4 cifre definit de utilizator.

Ce face proiectul:

• Permite introducerea unui cod PIN de 4 cifre prin intermediul a 3 butoane de navigare (UP, DOWN, OK)
• Afișează feedback în timp real pe un display LCD 16×2
• Deblochează un mecanism prin intermediul unui servo motor la introducerea PIN-ului corect
• Permite schimbarea PIN-ului printr-un buton dedicat
• Implementează un mecanism de protecție anti-brute-force (lockout după 3 încercări greșite)

Scop: Crearea unui sistem electronic funcțional care combină input digital, afișare, control al unui actuator mecanic și stocare persistentă, simulând logica unei încuietori electronice reale.

Ideea de pornire: Am pornit de la dorința de a realiza un sistem de securitate accesibil pentru spații private, care să poată fi utilizat fără chei fizice și care să ofere posibilitatea de schimbare facilă a codului de acces.

Utilitate:

• Pentru utilizatori: înlocuiește cheile fizice cu un cod ușor de reținut și schimbat
• Pentru mine: integrează multiple concepte din electronică digitală - GPIO, PWM, comunicație I2C, timere, într-un singur proiect coerent

Sistemul este organizat în jurul microcontrollerului ATmega328P (placă XMINI), care coordonează toate modulele hardware și implementează logica aplicației printr-o mașină de stări.

Module hardware:

• ATmega328P-XMINI: microcontrollerul central care rulează firmware-ul
• LCD 1602 I2C: afișează interfața utilizator (mesaje, cifre PIN, feedback)
• 4 butoane tactile: input pentru navigare PIN și schimbare cod
• LED RGB: indicator vizual al stării sistemului (verde/roșu/albastru)
• Servo SG90: actuator mecanic pentru deblocare/blocare
• Modul MB102: sursă de alimentare separată pentru servo (5V stabil)
• Baterie 9V: sursa primară de energie pentru MB102

Module software:

• Driver I2C (TWI): comunicație cu LCD-ul prin protocolul I2C
• Driver LCD: comenzi de inițializare, scriere caractere, control cursor
• Driver PWM Servo: generare semnal PWM la 50Hz cu Timer1 pentru control poziție
• Driver GPIO + Debounce: citire butoane cu eliminare contact bouncing
• Driver EEPROM: salvare/citire PIN persistent
• Mașină de stări (FSM): logica principală a aplicației

Interacțiune între module: Butoanele generează evenimente care sunt procesate de mașina de stări, care la rândul ei actualizează LCD-ul, controlează servo-ul prin PWM, schimbă culoarea LED-ului RGB și citește/scrie din EEPROM.

TO DO: Schema electrică va fi realizată în Fusion 360 Electronics și adăugată aici la etapa 2.

TO DO: Diagramele PWM (servo) și I2C (LCD) vor fi adăugate la etapa 2.

• PlatformIO (extensie pentru VSCode) - build system și upload pe placă
• avr-gcc - compilator pentru AVR
• avrdude - utilitar de programare prin debugger-ul mEDBG integrat în XMINI
• Limbaj: C99 (bare-metal, fără framework Arduino)

• avr-libc - biblioteca standard AVR (avr/io.h, avr/interrupt.h, avr/eeprom.h, util/delay.h)
• lcd_i2c - driver minimal I2C pentru LCD (modificat și integrat în proiect)

1. Mașină de stări finite:

typedef enum {
    STATE_LOCKED,           // Sistemul afișează "Introduceti PIN"
    STATE_ENTERING_PIN,     // Utilizatorul introduce cifră cu cifră
    STATE_VERIFYING,        // Compară PIN-ul introdus cu cel salvat
    STATE_UNLOCKED,         // Servo deschis, LED verde, auto-lock dupa N sec
    STATE_SET_OLD_PIN,      // Verifica PIN-ul vechi inainte de schimbare
    STATE_SET_NEW_PIN,      // Introducere PIN nou + salvare in EEPROM
    STATE_LOCKOUT           // 3 incercari gresite blocare 30s
} system_state_t;

2. Debouncing software pentru butoane:

• Timer interrupt la 10ms care eșantionează starea butoanelor
• Detecție flanc descendent pentru a genera un singur eveniment per apăsare

3. Generare PWM pentru servo:

• Timer1 configurat în mod Fast PWM
• Modificare OCR1A între 1000 (1ms = 0°) și 4800 (2.4ms = 180°)

4. Anti-brute-force:

• Contor de încercări greșite consecutive
• La 3 încercări tranziție în STATE_LOCKOUT pentru 30 secunde
• Pe LCD se afișează countdown în timp real
• Toate butoanele ignorate în timpul lockout-ului

TO DO: Vor fi documentate rezultatele după asamblarea hardware-ului și implementarea software-ului (etapa 3).

TO DO: Concluziile vor fi adăugate la finalul proiectului.

TO DO: Link-ul către repository-ul public GitHub va fi adăugat aici.

TO DO: Link YouTube cu demo-ul proiectului va fi adăugat la finalizare.

• 01.05.2026 - Achiziționarea pieselor
• 08.05.2026 - Prima versiune a documentației
• TO DO: Update-uri ulterioare pe măsură ce proiectul progresează