Show page

Differences

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

--- pm:prj2021:amocanu:smart-vacuum-cleaner [2021/04/25 21:05]
catalin.mihai2109
+++ pm:prj2021:amocanu:smart-vacuum-cleaner [2021/06/01 14:24] (current)
catalin.mihai2109 [Bibliografie/Resurse]
@@ Line 1: / Line 1: @@
-==== Smart vacuum cleaner ====
+====== Smart Vacuum Cleaner ======
+===== Introducere =====
-=== Autor ===
+Prezentarea pe scurt a proiectului:
-MIHAI CATALIN VALENTIN 335CC
+  * Scopul final al acestui device este de a fi un aspirator smart care aspira singur evitand obstacolele din jur.
+  * In momentul actual nu contine pompa de aspirat, ci doar 'carcasa' si sistemul de miscare/evitare a obstacolelor.
+  * Ideea de la care am pornit acest proiect a fost de a crea propriul aspirator smart si de-al utiliza in casa.
-=== Introducere ===
+===== Descriere generală =====
-Prezentarea pe scurt a proiectului:
+Cadrul circular al aspiratorului este facut dintr-o bucata de polistiren extrudat de 3cm grosime.
-    ce face?
+Pe acest cadru vin prinse in holsuruburi componentele.
-    - aspira singur evitand obstacolele din jur
-    care este scopul lui?
+Pentru a porni aspiratorul, exista doua surse de alimentare: 9V respectiv 6V. Aceste surse pot fi pornite/oprite prin doua switch-uri.
-    - sa faca curatenie fara a avea nevoie de suport/ajutor uman
+Odata pornita alimentarea, aspiratorul sta 5 secunde in idle asteptand ulterior un 'impuls' intr-unul din senzori pentru a porni rutina de functionare. Acesta va merge non-stop evitand obstacolele din jur.
-    care a fost ideea de la care aţi pornit?
-    - dorinta de a crea propriul aspirator smart (cele existente sunt foarte scumpe :D)
+Din pacate aveam nevoie de 4 senzori in loc de 3, deoarece exista un unghi mort in care aspiratorul se blocheaza.
-    de ce credeţi că este util pentru alţii şi pentru voi?
-    - mentine curatenie in casa
+Schema bloc: {{ :pm:prj2021:amocanu:vacuum-cleaner-block-scheeme.png |}}
+===== Hardware Design =====
+Lista de piese
+  * 1  x Arduino UNO R3
+  * 1  x L293D Motor Driver
+  * 1  x Breadboard 400
+  * 1  x Suport carcasa baterii 6xAA
+  * 1  x Suport carcasa baterii 4xAA
+  * 10 x Baterii AA Varta
+  * 1  x Ball Caster
+  * 3  x Senzor ultrasonic HC-SR04
+  * 3  x Suport pentru senzor ultrasonic HC-SR04
+  * 2  x Switch cu 2 pozitii
+  * 2  x Micro motor cu reducție - RPM : 60
+  * 2  x Roata din plastic/cauciuc - Culoare : Alb
+  * 2  x Suport micro-motor
+<note tip>Schema hardware:</note>
+{{ :pm:prj2021:amocanu:smart-vacuum-cleaner_bb.png |}}
+<note tip>Rezultat final:</note>
+{{ :pm:prj2021:amocanu:smart-vacuum-cleaner-top-down.jpeg?500 |}}
+===== Software Design =====
+Mediu de dezvoltare
+  * Arduino IDE 2.0.0 - beta3 (are auto code completion)
+----
+Librarii 3rd-party
+  * Adafruit-Motor-Shield-library ([[https://github.com/adafruit/Adafruit-Motor-Shield-library]])
+----
+Surse
+  * **smart_vacuum_cleaner.ino**
+<note><code C++>
+#include <AFMotor.h>
+static constexpr int startupSleepTime = 5000;
+static constexpr int loopSleepTime = 10;
+// MOTOR DECLARATIONS
+static AF_DCMotor motors[2] = {
+  AF_DCMotor(2, MOTOR12_1KHZ),
+  AF_DCMotor(3, MOTOR12_1KHZ)
+};
+static constexpr int motorSpeed = 200;
+static constexpr int LRTurnDelay = 1200;
+// SENSOR DECLARATIONS
+static constexpr int triggers[3] = {A0, A1, A2}, echoes[3] = {A3, A4, A5};
+static constexpr float speedOfSound = 0.0343;
+static float distances[3] = {0};
+static float minDistance = 5.0;
+enum SensorPosition {
+  FRONT_LEFT = 0,
+  FRONT_RIGHT = 2,
+  BACK = 1
+};
+// MOTOR FUNCTIONS
+void initMotors() {
+  motors[0].setSpeed(motorSpeed);
+  motors[1].setSpeed(motorSpeed);
+}
+void goForward() {
+  motors[0].run(FORWARD);
+  motors[1].run(BACKWARD);
+}
+void goBackward() {
+  motors[0].run(BACKWARD);
+  motors[1].run(FORWARD);
+}
+void turnLeft() {
+  motors[0].run(BACKWARD);
+  motors[1].run(BACKWARD);
+  delay(LRTurnDelay);
+}
+void turnRight() {
+  motors[0].run(FORWARD);
+  motors[1].run(FORWARD);
+  delay(LRTurnDelay);
+}
+void brake() {
+  motors[0].run(RELEASE);
+  motors[1].run(RELEASE);
+}
+// SENSOR FUNCTIONS
+void initSensors() {
+  for (int i = 0; i < 3; i++) {
+    pinMode(triggers[i], OUTPUT);
+    pinMode(echoes[i], INPUT);
+  }
+}
+void sendSensorsImpulse() {
+  for (int i = 0; i < 3; i++) {
+    // Trigger sensor
+    digitalWrite(triggers[i], LOW);
+    delayMicroseconds(2);
+    digitalWrite(triggers[i], HIGH);
+    delayMicroseconds(10);
+    digitalWrite(triggers[i], LOW);
+    // Compute distance
+    float durations = pulseIn(echoes[i], HIGH);
+    distances[i] = (durations / 2) * speedOfSound;
+  }
+}
+bool isCollision(SensorPosition pos) {
+  return distances[pos] <= minDistance;
+}
+void setup() {
+  delay(startupSleepTime);
+  // Enable serial debugging
+  Serial.begin(9600);
+  initMotors();
+  initSensors();
+}
+void loop() {
+  sendSensorsImpulse();
+  // Check for collisions:
+  // Left and right side collision
+  if(isCollision(SensorPosition::FRONT_LEFT) && isCollision(SensorPosition::FRONT_RIGHT)) {
+    goBackward();
+    delay(LRTurnDelay);
+  }
+  // Left side collision
+  else if(isCollision(SensorPosition::FRONT_LEFT)) {
+    turnRight();
+    goForward();
+  }
+  // Right side collision
+  else if(isCollision(SensorPosition::FRONT_RIGHT)) {
+    turnLeft();
+    goForward();
+  }
+  // Back side collision
+  if(isCollision(SensorPosition::BACK)) {
+    goForward();
+  }
+  delay(loopSleepTime);
+}
+</code></note>
+----
+Detalii despre implementare
+  * Se porneste una din cele doua surse de alimentare (utilizand switchu-rile de ON/OFF)
+  * Se asteapta 5 secunde, iar pentru a porni rutina aspiratorului se atinge unul din cei trei senzori
+  * Daca unul din senzori este la distanta de cel mult 5cm de un obstacol, se calculeaza noua directie astfel:
+    * Senzorul stanga-fata (FL) => Viraj dreapta
+    * Senzorul dreapta-fata (FR) => Viraj stanga
+    * Ambii senzori fata (FL && FR)=> Mers in spate
+    * Senzorul spate (B) => Mers in fata
+===== Rezultate Obţinute =====
+<note tip>
+Ce nu am reusit sa obtin:
+  * Pompa de aspirat
+  * Virtual area map
+  * Modul bluetooth
+Ce am resit sa obtin:
+  * Partea mecanica (destul de complexa)
+  * Detectie obstacole si miscari simple
+</note>
-=== Descriere generală ===
+**Videoclip demonstrativ:**
+[[https://www.youtube.com/watch?v=UpZ26sFF9II|{{ :pm:prj2021:amocanu:smart-vacuum-cleaner-thumb.jpeg?500 |}}]]
-Aspiratorul va fi capabil sa functioneze autonom si sa evite obstacolele intalnite.
-=== Schema bloc ===
+===== Concluzii =====
-TODO
-=== Hardware Design ===
+Partea mecanica a fost mult mai complexa decat am crezut initial.
+Acest proiect m-a facut sa vreau pe viitor sa creez si alte proiecte utilizand Arduino
+===== Download =====
-Aici puneţi tot ce ţine de hardware design:
+<note>
+{{:pm:prj2021:amocanu:smart-vacuum-cleaner.zip|}}
+</note>
-    WIP: listă de piese
+===== Bibliografie/Resurse =====
-    - Arduino uno
-    - 3 senzori ultrasonici
-    - driver motor
-    - roti
-    - baterii
-    - mini aspirator de birou
-    - carton sau plastic
-    - breadbord
-    TODO: scheme electrice
-    TODO: diagrame de semnal
-    TODO: rezultatele simulării
-=== Software Design ===
+<note>
+https://learn.adafruit.com/adafruit-motor-shield-v2-for-arduino/using-dc-motors
-TODO: Descrierea codului aplicaţiei (firmware):
+https://create.arduino.cc/projecthub/abdularbi17/ultrasonic-sensor-hc-sr04-with-arduino-tutorial-327ff6
+</note>
+<html><a class="media mediafile mf_pdf" href="?do=export_pdf">Export to PDF</a></html>
-=== Rezultate Obţinute ===
-TODO