Show page

Differences

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

--- pm:prj2021:alazar:bluetooth_door_lock [2021/04/25 21:30]
irina.popescu0706 created
+++ pm:prj2021:alazar:bluetooth_door_lock [2021/05/30 01:09] (current)
irina.popescu0706 demo
@@ Line 1: / Line 1: @@
-[[https://ocw.cs.pub.ro/courses/pm/prj2021/alazar/bluetooth_door_lock|Popescu Irina-Elena Bluetooth Door Lock]]
+[[https://ocw.cs.pub.ro/courses/pm/prj2021/alazar/bluetooth_door_lock|Popescu Irina-Elena Bluetooth and RFID door lock]]
-====== Bluetooth Door Lock ======
+====== Bluetooth and RFID door lock ======
-=== Autor : Popescu Irina-Elena ===
+===== Autor =====
-=== Grupa : 331CB ===
+  * nume: Popescu Irina-Elena 331CB
+  * grupa: 331CB
 ===== Introducere =====
+Door lock-ul se poate deschide atat prin RFID, folosindu-se de un tag, cat si prin modul de bluetooth, folosindu-se de o aplicatie de telefon. Exista doua functii: lock si unlock door. Cand se va apela una dintre aceste functii, se vor porni led-ul si buzzer-ul, si un servomotor se va roti 180 de grade, pentru a trage de un zavor. Am vrut sa fac un door lock pentru a mi-l pune la usa mea, deoarece daca imi inchid usa, mereu trebuie sa ma ridic sa o deschid pentru altcineva; dar acum, pot sa fac totul de pe telefon. :-P
+===== Descriere generală =====
+  * Cand se va da lock, led-ul rosu se va aprinde de 2 ori, si buzzer-ul va suna tot de 2 ori, pe o anumita frecventa; la final, servomotorul se va roti cu 180 de grade.
+  * Cand se va da unlock, led-ul verde se va aprinde de 3 ori, si buzzer-ul va suna tot de 3 ori, pe o alta frecventa; la final, servomotorul se va roti cu 180 de grade, in sens opus.
+  * Daca tag-ul este gresit, led-ul albastru se va aprinde de 5 ori, si buzzer-ul va suna tot de 5 ori, pe o alta frecventa.
+  * Aplicatia de mobil a fost creata cu MIT App Inventor.
+<note>
+Pentru a putea da comenzile de lock/unlock din aplicatia de mobil, trebuie sa se introduca o parola in aplicatie.
+</note>
+<note>
+Exista un unic tag care va porni functiile de lock/unlock folosind modulul de RFID, tag identificat prin numarul sau serial de 4 bytes.
+</note>
+Schema bloc:
+{{ :pm:prj2021:alazar:diagram.png?600 |}}
+===== Hardware Design =====
+Lista de componente:
+  * Arduino UNO ATmega328p
+  * Breadboard
+  * Modul Bluetooth Master Slave HC-05
+  * Modul Tag RFID-RC522
+  * Micro servo motor SG90
+  * Led RGB cu catod comun
+  * Buzzer activ
+  * Fire tata-tata/mama-tata
+  * Rezistoare
+  * Tag RFID
+Schema electrica:
+{{ :pm:prj2021:alazar:schema-electrica-ip.png?600 |}}
 ===== Software Design =====
-TODO
+Am folosit [[https://www.arduino.cc/en/software|Arduino IDE]] pentru a dezvolta programul. Bibliotecile folosite au fost:
+  * [[https://github.com/addicore/AddicoreRFID|AddicoreRFID.h]] pentru modulul RFID-RC522.
+  * [[https://www.arduino.cc/en/reference/SPI]|SPI.h]] pentru modulul RFID-RC522 - acest comunica prin SPI.
+  * [[https://www.arduino.cc/reference/en/libraries/servo/|Servo.h]] pentru micro servo motor SG90.
+Variabilele globale sunt:
+  * recv_bluetooth: este 1 daca s-au primit date de la bluetooth, si 0 daca nu s-a primit nimic.
+  * data_bluetooth: byte-ul primit de la modulul de bluetooth.
+  * door_locked: reprezinta starea actuala a usii; ia valoarea 1/0 daca usa este inchisa/deschisa.
+  * i, state: variabile auxiliare.
+  * checksumRFID, strRIFD: variabile folosite in functiile pentru RFID.
+  * myRFID: obiectul de tip AddicoreRFID.
+  * myServo: obiectul de tip Servo.
+__**Functii:**__
+**setPins()**
+Setez pinii pe care voi lega componentele de arduino pe **OUTPUT**:
+  * 7, 8, 9 pentru led-ul RGB.
+  * 2 pentru buzzer
+  * 5, 10 pentru RFID
+si ii atasez obiectului de tip servo pinul PWM 3.
+**activatePins()**
+Scriu pe pinul 10 valoarea LOW si pe pinul 5 valoarea HIGH, pentru a activa RFID-ul.
+**setupComponents()**
+Initializez variabilele globale. Folosind //AddicoreRFID_Init()// initializez obiectul myRFID. Folosind //write// setez servo motorul la 0 grade, si variabila //door_locked// este 0, adica usa este deschisa. In plus, variabila //recv_bluetooth// este setata la 0 initial, pentru ca nu se primesc date de la bluetooth la setup.
+**setupBluetoothInterrupt()**
+Setez variabilele corespunzatoare pentru intreruperea pe USART, deoarece modulul de bluetooth comunica pe USART. Dezactivez intreruperile prin //cli()//. Setez //UBRR0// pe 103, pentru a configura baud rate-ul la 9600bps. Setez bitii //UCSZ01// si //UCSZ00// pe 1 in //UCSR0C// pentru a seta ca voi recepta/transmite date de 8 biti. Pentru a activa receptia/transmiterea, setez in //UCSR0B// biii //RXEN0//(activeaza receptia pe USART), //TXEN0//(activeaza transmiterea pe USART) si //RXCIE0// pe 1.
+La final, activez interuperile prin //sei()//.
+**setup()**
+Pornesc libraria SPI, deoarece este folosita de RFID. Apelez cele 3 functii descrise anterior si setez bitii corespunzatori pentru a activa interuperea pentru modulul de bluetooth.
+**set_RGB_led(int red_light, int green_light, int blue_light)**
+Pornesc led-ul RGB, folosind //analogWrite(pin, freq), unde freq = [0, 255], pin = {7, 8, 9}//.
+**servo_lock(int startp, int endp)**
+Pornesc servo motorul, care face o rotire de la unghiul startp la endp, folosindu-se de functia //write//. Pentru a fi o miscare lina, folosesc un for, pentru a trece prin fiecare unghi de la startp la endp, si dupa fiecare miscare fac un //delay//.
+<note>
+Daca as face doar un write(endp), s-ar misca prea repede.
+</note>
+**servo_unlock(int startp, int endp)**
+Aplic aceeasi idee ca la functia anterioara, doar ca in sens opus.
+**door_routine(int redl, int greenl, int bluel, int delayt, int flickert, int freqb)**
+Rutina care se executa cand se da lock/unlock. De //flickert// ori, se executa:
+  * se porneste led-ul RGB
+  * se porneste buzzer-ul la o frecventa //freqb//, folosind functia //tone//
+  * delay
+  * se opreste led-ul RGB
+  * se opreste buzzer-ul
+  * delay
+**lock()**
+Functia care se apeleaza cand se inchide usa. Se apeleaza functia //door_routine//, pentru a porni led-ul si buzzer-ul, si se porneste servo motorul.
+**unlock()**
+Functia care se apeleaza cand se deschide usa. Se apeleaza functia //door_routine//, pentru a porni led-ul si buzzer-ul, si se porneste servo motorul.
+**wrong_tag()**
+Daca tag-ul pus la RFID este cel gresit, se apeleaza doar //door_routine//, dar nu se actioneaza si servo motorul.
+**check_tag()**
+Se verifica daca tag-ul pus este cel corect. Se verifica fiecare byte din codul tag-ului cu numarul din tag-ul meu. In plus, ca o verificare extra, se verifica si checksum.
+<note>
+Reader-ul de RFID returneaza un numar pe 5 bytes: primii 4 bytes reprezinta numarul unic al tag-ului, iar al 4-lea este checksum.
+</note>
+**RFID_routine()**
+DUpa ce s-a detectat un tag, daca tag-ul este cel corect, se da lock/unlock. Daca tag-ul este gresit, se apeleaza functia corespunzatoare. Daca inainte se da lock, se apeleaza unlock, si invers.
+**ISR(USART_RX_vect)**
+Rutina de tratare a interuperii USART pentru bluetooth. Retin byte-ul primit prin //URD0//, si setez variabila //recv_bluetooth// pe 1, asta insemnand ca am primit date de la telefon.
+<note important>
+Variabila //recv_bluetoot// este [[https://www.arduino.cc/reference/en/language/variables/variable-scope-qualifiers/volatile/|volatila]] pentru a ma asigura ca valoarea ei se schimba imediat.
+</note>
+**loop()**
+Se verifica daca s-a gasit vreun tag, sau daca se primesc date de la telefon pe bluetooth. Daca s-a gasit tag, se verifica ce tag s-a gasit, si se verifica manual checksum. Dupa ce se apeleaza functia //RFID_routine()//, se da //halt// la modul. Daca s-au primit date de la telefon, se verifica ce functie s-a primit (lock/unlock), se apeleaza functia specifica, si se trimite inapoi la telefon valoarea corespunzatoare (1/0).
+<note important>
+In rutina de intrerupere doar am setat variabila //recv_bluetooth// pentru ca lock()/unlock() contin **delay** si nu e bine sa ai delay in interuperi.
+</note>
+**Functionare:**
+Prin RFID, cand se citeste tag-ul bun, automat se da lock(daca starea anterioara a fost unlock), sau unlock(daca starea anterioara a fost lock). Prin bluetooth(folosindu-se de o aplicatie de mobil pe Android), se poate alege daca se doreste lock sau unlock.
+<note>
+La bluetooth, daca se da lock, desi usa este locked, nu se intampla nimic. (la fel si pentru unlock).
+</note>
+<note>
+Se retine starea usii printr-o varabila cu valorile posibile **0(unlocked)** sau **1(locked)**.
+</note>
+Indiferent daca s-a dat lock/unlock prin RFID sau bluetooth, se apeleaza aceeasi **rutina** pentru pornit led-ul, buzzer-ul si servo motorul.
+**Aplicatia de mobil pentru comunicarea cu modulul de bluetooth**
+Am folosit [[https://appinventor.mit.edu/|MIT App Inventor]] pentru a crea aplicatia de mobil ce comunica cu modulul de bluetooth.
+Partea de frontend:
+{{ :pm:prj2021:alazar:frontend-ip.png?300 |}}
+Partea de backend:
+{{ :pm:prj2021:alazar:backend-ip.png?800 |}}
 ===== Rezultate Obţinute =====
-TODO
+Asa arata proiectul, cu toate componentele:
+{{ :pm:prj2021:alazar:bluetooth_lock_pi_poza1.jpeg?600 |}}
+{{ :pm:prj2021:alazar:bluetooth_lock_pi_poza2.jpeg?600 |}}
+Demo-ul care arata cum functioneaza proiectul:[[https://drive.google.com/file/d/1-a-eM0CwmazW_RFdytdrfh9KYTh73WLN/view?usp=sharing|demo]]
 ===== Concluzii =====
-TODO
+**REUSITE**
+  * Am reusit sa implementez tot ce mi-am propus, si a iesit exact cum mi-am dorit.
+  * Am reusit sa fac o aplicatie de mobil functionala.
+**PROBLEME INTAMPINATE**
+  * Am avut probleme la a face interuperea pentru USART pentru bluetooth. In rutina de interuperea apelam si lock()/unlock(), care contin **delay()**, si din cauza asta, nu se executau corect.
+  * Nu am reusit inca sa fac un log in care sa retin pe aplicatia de mobil cand s-a deschis/inchis usa mereu. Am creat o baza de date in aplicatie, dar nu le afisez inca cum vreau eu.
+**CE AM INVATAT DIN PROIECT?**
+  * Am invatat sa folosesc modulul de bluetooth, si in acelasi timp, am inteles mai bine cum se face o intrerupere.
+  * Am invatat sa citesc mai bine datasheet-ul pentru placa Arduino UNO.
+  * Am invatat sa fac o logica pentru un proiect pe Arduino ce contine mai multe module.
 ===== Download =====
-TODO
+Arhiva cu codul sursa si README este: {{:pm:prj2021:alazar:bluetooth_rfid_door_lock_popescu_irina-elena_331cb.zip|arhiva_cod}}
 ===== Jurnal =====
-TODO
+  * 25.04.2021: am ales proiectul si am creat pagina.
+  * 03.05.2021 - 26.05.2021: lucrat la proiect.
+  * 26.05.2021: update la pagina + adaugat schema electrica.
+  * 27.05.2021: modificat functiile din software design + concluzii.
+  * 30.05.2021: adaugat link demo + arhiva cod + bibliografie
 ===== Bibliografie/Resurse =====
-<html><a class="media mediafile mf_pdf" href="?do=export_pdf">PDF</a></html>
+  * [[https://ocw.cs.pub.ro/courses/pm/lab/lab0-2021|PM-laborator 0]] - scrieri/citiri digitale
+  * [[https://ocw.cs.pub.ro/courses/pm/lab/lab1-2021|PM-laborator 1]] - Intrerupere
+  * [[https://ocw.cs.pub.ro/courses/pm/lab/lab2-2021|PM-laborator 2]] - USART
+  * [[https://ocw.cs.pub.ro/courses/pm/lab/lab3-2021|PM-laborator 3]] - PMW - led RGB, servomotor
+  * [[https://create.arduino.cc/projecthub/muhammad-aqib/arduino-rgb-led-tutorial-fc003e|LED RGB]]
+  * [[https://create.arduino.cc/projecthub/SURYATEJA/use-a-buzzer-module-piezo-speaker-using-arduino-uno-89df45|BUZZER]]
+  * [[https://www.instructables.com/Arduino-Servo-Motors/|Servomotor]]
+  * [[https://randomnerdtutorials.com/security-access-using-mfrc522-rfid-reader-with-arduino/|RFID]]
+  * [[https://howtomechatronics.com/tutorials/arduino/arduino-and-hc-05-bluetooth-module-tutorial/|Bluetooth HC-05]]
+  * <html><a class="media mediafile mf_pdf" href="?do=export_pdf">PDF</a></html>