Show page

Differences

This shows you the differences between two versions of the page.

--- iothings:proiecte:2025sric:kart_telemetry [2025/04/23 17:28]
alexandru.maxim2801 created
+++ iothings:proiecte:2025sric:kart_telemetry [2025/05/29 18:30] (current)
alexandru.maxim2801
@@ Line 6: / Line 6: @@
 Master: SRIC
+====== Kart Telemetry Dashboard ======
+===== 1. Introducere =====
+Scopul acestui proiect a fost realizarea unui sistem de monitorizare în timp real a parametrilor dinamici ai unui kart.
+Proiectul se bazează pe colectarea datelor prin senzori, transmiterea lor către un backend cloud (Firebase Realtime Database) și afișarea acestora pe o interfață web.
+===== 2. Funcționare și logică aplicației =====
+Sistemul este alcătuit din 3 componente principale:
+. **Colectare de date**: Se realizează cu ajutorul a doi senzori:
+   a. **MPU6050** – pentru măsurarea accelerației pe 3 axe și rotației (gyro).
+   b. **DS18B20** – pentru măsurarea temperaturii.
+. **Transmitere date**: Microcontrollerul **ESP8266** citește valorile de la senzori și le transmite prin conexiune Wi-Fi către Firebase Realtime Database.
+. **Afișare în timp real**: O pagină HTML accesează periodic baza de date pentru a actualiza afișajul cu ultimele valori disponibile:
+   a. `kartStats/latest/accelX`
+   b. `kartStats/latest/accelY`
+   c. `kartStats/latest/accelZ`
+   d. `kartStats/latest/gForce`
+   e. `kartStats/latest/gyroZ`
+   f. `kartStats/latest/speed`
+   g. `kartStats/latest/temperature`
+Pagina web afișează aceste date sub formă de text formatat, fără a necesita refresh manual.
+===== 3. Hardware folosit =====
+Componentele utilizate și conexiunile sunt prezentate în tabelul de mai jos:
+==== Hardware Connections ====
+=== 🔌 Components Used ===
+  * ESP32 Development Board
+  * MPU-6050 (Accelerometru, Giroscop, Termometru intern)
+  * DS18B20 (Senzor extern de temperatură)
+  * Breadboard
+  * Jumper Wires (male-male)
+  * Rezistor 4.7kΩ (pentru DS18B20 pull-up)
+=== 📌 Wiring Table ===
+^ Componentă     ^ ESP32 Pin      ^ Descriere                                          ^
+| MPU-6050 SDA   | GPIO 21        | Interfață I2C - date                                |
+| MPU-6050 SCL   | GPIO 22        | Interfață I2C - ceas                                |
+| MPU-6050 VCC   | 3V3 (pe ESP32) | Alimentare 3.3V                                     |
+| MPU-6050 GND   | GND            | Împământare comună                                  |
+| DS18B20 DATA   | GPIO 4         | Linie de date (cu rezistor de 4.7kΩ pull-up la 3.3V)|
+| DS18B20 VCC    | 3V3 (pe ESP32) | Alimentare 3.3V                                     |
+| DS18B20 GND    | GND            | Împământare comună                                  |
+| Breadboard     | -              | Distribuție VCC și GND către ambii senzori         |
+> 🧠 **Notă**: S-a folosit un breadboard pentru a partaja pinul de 3.3V al plăcuței ESP32 către mai mulți senzori, întrucât placa oferă un singur pin de alimentare 3V3.
+Alimentarea s-a realizat prin portul USB. În cadrul testelor, s-a utilizat o sursă stabilizată de 5V pentru componentele analogice.
+===== 4. Tehnologii utilizate =====
+  * **Arduino Framework (C++)** – pentru programarea plăcuței ESP8266.
+  * **Firebase Realtime Database** – backend cloud pentru stocarea și sincronizarea rapidă a datelor.
+  * **HTML + CSS** – pentru structura și stilizarea interfeței grafice web.
+  * **JavaScript + Firebase SDK v8** – pentru conectarea frontend-ului la Firebase și actualizarea valorilor live.
+===== 5. Procesare date =====
+Pentru a transforma datele brute în informații utile, au fost aplicate următoarele formule:
+  * **Viteza**: aproximată prin integrarea accelerației pe axa X în timp:
+    `v = ∫ a_x(t) dt ≈ v₀ + a * Δt`,
+    cu filtrare simplă și actualizare la fiecare ~100ms.
+  * **Forță G**: calculată folosind magnitudinea vectorului accelerației:
+    `gForce = √(aX² + aY² + aZ²)`
+  * **Temperatură**:
+    - **Internă (MPU6050)**: citită din registrul senzorului și convertită folosind formula specifică chipului.
+    - **Externă (DS18B20)**: conversie automată în grade Celsius cu ajutorul bibliotecii DallasTemperature.
+  * **Calibrare**:
+    - S-au aplicat offset-uri pentru accelerometru astfel încât la stare de repaus valorile să fie aproximativ `(0, 0, 1g)`.
+    - Valori mediate pentru câteva secunde la pornire pentru corectare.
+===== 6. Challenges și probleme întâmpinate =====
+  * **Sudarea senzorului MPU6050**: La început, contactele senzorului erau instabile. A fost necesară sudarea manuală a pinilor pentru a asigura contactul ferm cu placa de dezvoltare.
+  * **Calibrare accelerometru**: Valorile brute necesitau corecții. S-a realizat calibrarea empirică prin medierea valorilor în stare de repaus și aplicarea unor compensări în software.
+  * **Aproximarea vitezei**: Dificil de obținut o valoare exactă doar din accelerație; s-a folosit o formulă simplificată, fără integrare completă, dar cu o filtrare de zgomot.
+  * **Limitare alimentare 3V3**: Deoarece ESP32 are un singur pin de 3.3V, s-a folosit un breadboard pentru a distribui alimentarea la ambii senzori.
+----
+===== 7. Referințe =====
+  * [[https://ocw.cs.pub.ro/courses/iothings/laboratoare/2022/lab4]]
+  * [[https://ocw.cs.pub.ro/courses/iothings/laboratoare/2022/lab5]]
+  * [[https://randomnerdtutorials.com/esp32-firebase-realtime-database/]]
+  * [[https://github.com/mobizt/FirebaseJson]]
+  * [[https://github.com/mobizt/Firebase-ESP-Client]]
+  * [[https://randomnerdtutorials.com/arduino-mpu-6050-accelerometer-gyroscope/]]