Show page

Differences

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

--- pm:lab:lab3-2022 [2022/03/27 15:40]
sebastian.gherman99
+++ pm:lab:lab3-2022 [2023/03/19 14:41] (current)
alexandru.predescu
@@ Line 1: / Line 1: @@
-====== Laboratorul 3: Întreruperi externe. PWM ======
+/**
+ * uncomment this to publish the solution:
+ * ~~SHOWSOLUTION~~
+ */
+~~SHOWSOLUTION~~
+====== Laboratorul 3: Întreruperi externe. PWM (old) ======
 Acest laborator are ca scop familiarizarea voastră cu lucrul cu întreruperile externe și cu modul de generare a semnalelor PWM folosind timer-ele prezente în microcontroller-ul Atmega328p. Vom folosi întreruperi externe pentru a detecta apăsarea unui buton, independent de programul principal. Folosind semnale PWM vom controla un LED RGB și poziția unui servomotor.
@@ Line 271: / Line 277: @@
 }
 </file>
@@ Line 277: / Line 282: @@
 === Task 0 (întreruperi / butoane) ===
-Folosiți întreruperi externe (INT și/sau PCINT) pentru a detecta apăsarea unui buton conectat la ''PD2'' (pin 2) și a unuia conectat la ''PD4'' (pin 4). Modificați starea unui LED conectat la ''PD7'' (pin 7) în ISR.
+Folosiți întreruperea externă INT0 (consultați schema PINOUT) pentru a detecta apăsarea unui buton. Modificați starea LED-urilor RGB (ON / OFF )la fiecare apăsare de buton.
-**Tinkercad** - Testați programul folosind următorul montaj:
+  * Configurați întreruperea externă (INT) pe front descrescător (falling edge)
+  * La apăsarea butonului, LED-ul își schimbă starea o singură dată? Adăugați o metodă de [[https://www.arduino.cc/en/Tutorial/BuiltInExamples/Debounce|debouncing]] pentru a detecta o singură apăsare pe buton
-{{:pm:lab:lab3_2021:button_led_interrupts.png?600|}}
+  * NU este recomandat să folosiți delay în ISR.
-<file>
-ISR(INT0_vect)
-{
-  // cod întrerupere externă
-  PORTD ^= (1 << PD7);
-}
-</file>
-  * Configurați întreruperea externă (INT) pe front descrescător (falling edge) sau PCINT-ul corespunzător pinului folosit
-  * Modificați starea LED-ului la apăsarea oricărui buton (PD2, PD4)
-**Arduino** - Încărcați codul pe placă și observați comportamentul. La apăsarea butonului, LED-ul își schimbă starea o singură dată? Adăugați o metodă de [[https://www.arduino.cc/en/Tutorial/BuiltInExamples/Debounce|debouncing]] pentru a detecta o singură apăsare pe buton:
-  * NU este recomandat să folosiți delay în ISR
   * Se poate folosi funcția //millis()// pentru a verifica intervalul de timp de la ultima apăsare (100 ms ar trebui să fie suficient pentru un pushbutton/microswitch, dar ajustați după caz)
-  * [expert] Se poate folosi un timer pentru a înlocui apelul funcției //millis()//
-<hidden>
+{{:pm:lab:lab3_task0.png?direct&600|}}
-**Soluția** se găsește pe [[https://www.tinkercad.com/things/cVPb9x8NUbX|Tinkercad Button Led Interrupts]]
-</hidden>
-=== Task 1a (LED RGB) ===
+=== Task 1 (LED RGB) ===
+{{:pm:lab:lab3_task1.png?direct&600|}}
-Conectați un LED RGB catod comun la pinii 9, 10, 11 de pe Arduino folosind câte o rezistență de 330ohm și rulați programul de mai jos:
+Observați ceva special în montajul de mai sus modul de conectare al led-ului RGB ? (Hint: diagrama PINOUT, PWM)
-  * Observați modificarea culorii LED-ului
+La acest task veți cicla cu ajutorul PWM-ului prin toate culorile led-ului RGB.
-  * Funcția //analogWrite// setează factorul de umplere PWM pentru fiecare culoare
-**Tinkercad** - Testați programul folosind următorul montaj:
+  * Cu funcția [[https://www.arduino.cc/reference/en/language/functions/analog-io/analogwrite/|analogWrite]] veți seta factorul de umplere PWM pentru fiecare culoare
-{{:pm:lab:lab3_2021:auto_rgb.png?600|}}
+Bonus : modificați programul folosind functia //setLedColorHSV()//
-<file>
-void setup() {
-  // Start off with the LED off.
-  setColorRGB(0,0,0);
-}
-void loop() {
-  unsigned int rgb[3];
-  // Start off with red.
-  rgb[0] = 255;
-  rgb[1] = 0;
-  rgb[2] = 0;
-  // Choose the colors to increment and decrement.
-  for (int dec = 0; dec < 3; dec += 1) {
-    int inc = dec == 2 ? 0 : dec + 1;
-    // cross-fade the two colors.
-    for (int i = 0; i < 255; i += 1) {
-      rgb[dec] -= 1;
-      rgb[inc] += 1;
-      setColorRGB(rgb[0], rgb[1], rgb[2]);
-      delay(5);
-    }
-  }
-}
-void setColorRGB(unsigned int red, unsigned int green, unsigned int blue) {
-  analogWrite(9, red);
-  analogWrite(10, green);
-  analogWrite(11, blue);
-}
-</file>
-=== Task 1b (LED RGB / HSV) ===
-Modificați programul folosind functia //setLedColorHSV//:
   * Funcția //setLedColorHSV// permite modificarea culorii folosind reprezentarea alternativă HSV (Hue Saturation Value), fiind mai ușor apoi de modificat culoarea, saturația și intensitatea luminoasă. {{:pm:lab:lab3_2021:hsv.txt|setLedColorHSV}}
   * Setați valorile pentru saturație (s) și intensitate (v) pe 1 și modificați culoarea (h) în intervalul 0-360
+  * Pentru a urmări corespondența dintre cele 2 reprezentări (RGB și HSV) există selectoare de culori precum [[https://colorpicker.me/#3237b9|Online Color Picker]]
+{{ :pm:lab:hue-wheel.png?direct&400 |}}
-Pentru a urmări corespondența dintre cele 2 reprezentări (RGB și HSV) există selectoare de culori precum:
+=== Task 2 (Servo / sweep) ===
-[[https://colorpicker.me/#3237b9|Online Color Picker]]
+{{:pm:lab:lab3_task2.png?direct&600|}}
-<hidden>
-**Soluția** se găsește pe [[https://www.tinkercad.com/things/2MYGBAcxapa|Tinkercad Auto RGB]]
-</hidden>
-=== Task 2 (LED RGB / Serial) ===
-Scrieți un program care primește comenzi pe serială (USART) și setează o anumită culoare a LED-ului RGB, în funcție de valorile primite pentru fiecare canal, separate prin virgulă (R,G,B). Formatul de tip [[https://en.wikipedia.org/wiki/Comma-separated_values|CSV]] reprezintă o variantă simplă și flexibilă (deși mai puțin eficientă decât transmiterea în format binar, sub formă de octeți) de codificare a datelor trimise pe serială.
-  * Formatul comenzii este următorul: R(0-255),G(0-255),B(0-255). ex. 0,0,255 va comanda o culoare albastră
-  * Pentru a identifica sfârșitul comenzii se poate folosi //newline// (\n) (în Tinkercad nu avem această posibilitate, dar se poate folosi un alt caracter de control, de ex. o literă)
-  * La primirea comenzii, se vor schimba valorile factorului de umplere pentru semnalul PWM ce comandă fiecare culoare (R,G,B)
-  * Folosiți funcția //parseCSV// pentru a extrage într-un vector valorile separate prin virgulă din mesajul comenzii
-<file>
-int parseCSV(char* inputString, int *outputArray, int outputArraySize) {
-  char *pch;
-  int val = 0;
-  int index_serial_data = 0;
-  pch = strtok(inputString, ",");
-  while (pch != NULL && pch != "\n") {
-    sscanf (pch, "%d", &val);
-    outputArray[index_serial_data] = val;
-    index_serial_data++;
-    if (index_serial_data == outputArraySize) {
-      break;
-    }
-    pch = strtok(NULL, ",");
-  }
-  return index_serial_data;
-}
-</file>
-<hidden>
-**Soluția** se găsește pe [[https://www.tinkercad.com/things/7TIP4DS6OJz|Tinkercad Serial RGB]]
-</hidden>
-=== Task 3 (Servo / sweep) ===
+Rulați exemplul standard din Arduino de mai jos, prin care se modifică în mod “continuu” poziția (0-180).
-Conectați un servo la pinul 9 și rulați exemplul standard din Arduino, prin care se modifică în mod "continuu" poziția (0-180)
+Modificați programul astfel încât servomotorul să se oprească atunci când ajunge în oricare din capete. Cu ajutorul interfeței seriale, se va modifica sensul de rotație.
-{{:pm:lab:lab3_2021:auto_servo.png?600|}}
+<note warning>Atenție la limitele de unghi. Depășirea acestora poate avaria servomotorul</note>
-  * Urmăriți pe osciloscop semnalul PWM generat
   * Se pot controla până la 12 servomotoare folosind un singur timer
-  * Calculați factorul de umplere pentru intervalul de comandă al servomotorului (1ms-2ms). Se poate genera un astfel de semnal cu precizie bună folosind un timer în modul Fast PWM, ca mai devreme?
+  * Calculați factorul de umplere pentru intervalul de comandă al servomotorului (1ms-2ms). Se poate genera un astfel de semnal cu precizie bună folosind un timer în modul Fast PWM ?
 <file>
@@ Line 437: / Line 347: @@
 </file>
-<hidden>
+=== Task 3 (Servo / buton) ===
-**Soluția** se găsește pe [[https://www.tinkercad.com/things/kLxC5nzUW7L|Tinkercad Auto Servo]]
+{{:pm:lab:lab3_task3.png?direct&600|}}
-</hidden>
-=== Task 4 (Servo / buton) ===
+Folosind o întrerupere de tip PCINT (Pin Change INTerrupt), modificați incremental poziția servomotorului (0-180 și 180-0) cu ajutorul butonului.
-Folosind întreruperile de la **Task 0**, modificați incremental poziția servomotorului (0-180)
-{{:pm:lab:lab3_2021:button_servo.png?600|}}
+<note warning>Atenție la limitele de unghi. Depășirea acestora poate avaria servomotorul</note>
-  * Atenție la limite (min, max). Depășirea acestora poate avaria servomotorul.
+  * Folosiți debouncing pentru a obține o funcționare corectă (o apăsare va incrementa o singură dată poziția)
-  * Dacă lucrați pe placă, folosiți debouncing pentru a obține o funcționare corectă (o apăsare va incrementa o singură dată poziția)
   * Există și servomotoare care folosesc un alt interval de comenzi (ex. 0.7ms-2.3ms), se poate folosi funcția //writeMicroseconds// pentru a controla direct durata pulsului. [[https://www.arduino.cc/en/Reference/ServoWriteMicroseconds|Servo.writeMicroseconds]]
-<hidden>
+===== 5. Resurse =====
-**Soluția** se găsește pe [[https://www.tinkercad.com/things/23y5RXDFFVl|Tinkercad Button Servo]]
-</hidden>
-===== 4. Resurse =====
   * {{:pm:atmel-7810-automotive-microcontrollers-atmega328p_datasheet.pdf|Datasheet Atmega 328p}}
@@ Line 462: / Line 363: @@
 {{:pm:lab:uno.jpg?direct&200|pinout Arduino UNO}}
   * Responsabili: [[dragos_mihai.ene@stud.acs.upb.ro | Dragoș Ene ]] | [[sebastian.gherman99@stud.acs.upb.ro | Sebastian Gherman ]]
-===== 5. Linkuri utile =====
+<solution>
+<hidden>Arhiva cu soluțiile o puteți descărca de aici: {{:pm:lab:lab3_2021:lab3-solved.zip}}</hidden>
+</solution>
+===== 6. Linkuri utile =====
   * [[http://www.nongnu.org/avr-libc/user-manual/group__avr__interrupts.html|AVR Libc - interrupt.h]]
@@ Line 470: / Line 376: @@
   * [[https://en.wikipedia.org/wiki/Comma-separated_values|CSV]]
   * [[https://www.arduino.cc/en/Reference/ServoWriteMicroseconds|Servo.writeMicroseconds]]