Autorul poate fi contactat la adresa: Login pentru adresa

Proiectul consta in realizarea unui ceas cu alarma care “fuge” de utilizator atunci cand acesta incearca sa opreasca alarma.
Acesta va avea toate functionalitatile unui ceas cu alarma: se va putea seta ora curenta, se va putea seta ora alarmei si se va putea porni, amana sau opri alarma. Cand alarma suna si utilizatorul apropie degetul de butonul de amanare/oprire, ceasul va pleca inainte ca utilizatorul sa poata apasa butonul .
Scopul proiectului este sa faca utilizatorul sa se ridice din pat cand suna alarma si sa renunte la cele “inca 5 minute” .
Ideea a pornit de la o problema cu care se confrunta multa lume (printre care si eu): alarme ineficiente. Cu totii stim acele dimineti care ne sunt “stricate” de sunetul alarmei si suntem tentati sa apasam pe butonul de amanare/oprire alarma si sa dormim in continuare. Proiectul meu are scopul de a combate acest obicei prost.
Aceste minute furate - oricat de delicioase par - nu merita.
S-au realizat multe studii pe aceasta tema si toate au ajuns la concluzia ca nu este bine pentru organism sa amanam alarma si sa adormim din nou. Pentru mai multe detalii urmariti acest video sau accesati link-urile din bibliografie, sectiunea Articole interesante.

Utilizatorul va interactiona cu dispozitivul prin intermediul a 5 butoane care vor trimite datele la ATMega324: setare ora, setare minut, oprire alarma, ceas, alarma.
Microcontrolerul ATMega324 va prelua informatii de la senzorul de distanta care va fi asezat in apropierea butoanelor pentru a sesiza cand utilizatorul doreste sa apese butonul de amanare/oprire alarma.
Ora va fi afisata pe un display LED cu 7 segmente.
ATMega324 va reda sunetul alarmei prin intermediul unui difuzor. Acesta va incepe la ora setata si se va opri atunci cand utilizatorul apasa butonul oprire.
Motorul care deplaseaza ceasul va fi controlat de microcontroler cu ajutorul unui driver pentru motoare.

Utilizare

Pe display este afisat ceasul la ora setata de utilizator, atata timp cat nu se apasa alte butoane.
Pentru a accesa functiile dispozitivului, utilizatorul trebuie sa faca urmatoarele actiuni:

• Butonul 0 (in timp ce este afisata alarma) → incrementeaza ora alarmei. Alarma va mai fi afisata inca 5 secunde.
  
• Butonul 1 (in timp ce este afisata alarma) → incrementeaza minutele alarmei. Alarma va mai fi afisata inca 5 secunde.
  
• Butonul 2 → opreste alarma atunci cand aceasta e activata.
  
• Butonul 3 + butonul 0 (simultan) → incrementeaza ora ceasului.
  
• Butonul 3 + butonul 1 (simultan) → incrementeaza minutele ceasului.
  
• Butonul 4 → activeaza alarma. Alarma va fi afisata pe display 5 secunde.
  

Lista piese

Schema electrică

LED 7 Segment
Displayul este cu anod comun si avea initial 36 pini. Am pastrat pinii comuni si alimentarea asa cum erau, punand rezistente pe pinii comuni pentru a da ledurilor tensiunea necesara, evitand distrugerea acestora. Fiecare afisaj are 7 segmente (A, B, C, D, E, F, G). Pentru a reduce numarul pinilor conectati la microprocesor de la 28 la 7, am unit pinii segmentelor celor 4 afisaje astfel: un singur pin corespunde tutoror celor 4 segmente A ale display-ului (identic pentru celelalte segmente). Punctul ce desparte ora si minutele l-am conectat la pinul comun al celui de-al doilea afisaj.

Butoane
Cele 5 butoane sunt legate in paralel. Fiecare buton este legat in paralel cu un condensator ce are rolul de a elimina efectul de bounce. In serie cu aceastea, este legata o rezistenta de pull-up.

Difuzor
Difuzorul este legat la microcontroller, la masa avand un condensator.

Senzor ultrasonic de distanta
Senzorul are legati direct la microcontroller pinii de trigger si echo.

Motor
Motorul este legat la microcontroller print-un circuit alcatuit din octocuplor, tranzistor si releu. Acesta are alimentare separata de restul placutelor.

Alimentare
Alimentarea este realizata de la acumulatori. Microcontrollerul este alimentat la 4.5V, iar motorul la 9V.

Mediul de dezvoltare software a fost Programmer's Notepad cu WinAVR. Am incarcat codul pe microcontroller cu HIDBootFlash.exe.
Pentru a intercepta apasarea butoanelor, am folosit intreruperi si am implementat rutina de tratare a intreruperilor ce efectueaza operatiile necesare.
Intreruperile, alaturi de timer-ul 1 al microcontroller-ului, le-am folosit pentru implementarea software-ului necesar functionarii senzorului de distanta. Acesta trimite un semnal pe pinul Trigger timp de 10us si asculta pe pinul Echo semnalul primit, masurand durata acestuia pe nivelul high. Intervalul de timp masurat reprezinta timpul necesar semnalului sa ajunga la obiectul pe care l-a detectat si sa se intoarca inapoi la senzor. Distanta (in centimetri) se calculeaza dupa formula: durata (in secunde) * viteza sunetului * 1/2.
Atunci cand senzorul detecteaza miscare la o distanta mai mica decat distanta setata, se trimite un semnal catre motor care deplaseaza masina.

Rezultatul final poate fi vazut in acest video

Proiectul este functional. Au fost implementate atat hardware, cat si software, toate functionalitatile dorite. Pe display se poate afisa ceasul sau alarma, in functie de ceea ce doreste utilizatorul. Se pot seta ora si minutele ceasului si alarmei. Alarma suna la ora la care a fost setata, iar utilizatorul o poate opri printr-o apasare de buton. Senzorul detecteaza apropierea mainii utilizatorului de butoane si declanseaza deplasarea masinii.

Probleme
Cand am implementat software-ul, am descoperit ca sunt probleme cu buzzer-ul. Acesta avea nevoie de mai multa putere decat ii putea da microcontrollerul. L-am inlocuit cu un difuzor.
Regulatorul de tensiune s-a ars. Nu mai e posibila alimentarea la 12V.

A fost unul dintre cele mai interesante proiecte din cei 3 ani de facultate . Mi-a placut ca, in final, am realizat un obiect real si practic, nu doar un output care trece niste teste, asa cum se intampla la majoritatea temelor de la facultate. A fost interesant cum, de la gramada de piese, am ajuns sa contruiesc singura, pas cu pas, un obiect functional.

Hardware
Software

• 18.04.2017 - Finalizarea placii de baza.
  

• 22.04.2017 - Alegerea temei, introducere, lista piese, schema bloc.
  
• 06.05.2017 - Realizarea schemei electrice a proiectului.
  
• 08.05.2017 - Realizare placuta butoane, buzzer si senzor distanta.
  

• 11.05.2017 - Realizare placuta display.
  

• 14.05.2017 - Conectare placuta butoane si placuta display la placa de baza.
  
• 15.05.2017 - Implementare software pentru afisarea orei, a alarmei si pentru alarma.
  
• 15.05.2017 - Inlocuire buzzer cu difuzor.
  
• 16.05.2017 - Implementare software pentru butoane.
  
• 19.05.2017 - Implementare software pentru senzorul de distanta.
  
• 20.05.2017 - Realizare circuit pentru conectarea motorului la microcontroller.
  
• 20.05.2017 - Realizare alimentare de la acumulatori.
  
• 21.05.2017 - Implementare software deplasare masina.
  

No More 5 Minutes - final result

Resurse software
Laboratoare PM (Laborator 0, Laborator 2).

Resurse hardware
Datasheet ATMega324
Datasheet HC-SR04
Motor

Articole interesante
Why hitting snooze is bad for health
The science behind why hitting the snooze button is bad for you
Don't hit snooze

• Documentația în format PDF