Show page

Differences

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

--- pm:prj2022:avaduva:alexandru.necula01 [2022/04/21 14:18]
alexandru.necula01 [Hardware Design]
+++ pm:prj2022:avaduva:alexandru.necula01 [2022/04/30 19:02] (current)
alexandru.necula01 [Jurnal]
@@ Line 19: / Line 19: @@
 Pentru a afisa informatiile, degetul trebuie pus pe senzor, iar dupa
-cateva secunde, vor fi afisate informatii iar LED-ul si buzzer-ul se vor activa cu fiecare bataie a inimii.
+cateva secunde, vor fi afisate informatii, semnalate prin LED-ul si buzzer-ul care se vor activa cu fiecare bataie a inimii.
 Culoarea LED-ului RGB va fi schimbata in functie de nivelul pulsului
-  * VERDE: puls < 80
+  * <color green>VERDE</color>: puls < 100
-  * GABLEN: 80 < puls < 100
+  * <color orange>GABLEN</color>: puls < 120
-  * ROSU: puls > 100
+  * <color red>ROSU</color>: puls > 120
+  * ALB: puls in curs de calcul
+==== Schema bloc ====
 {{:pm:prj2022:avaduva:diagrama.png?600|}}
 ===== Hardware Design =====
-==== Componente ====
+==== Lista componente ====
-^ Nume      ^ Număr Piese          ^
+^ Nume               ^ Număr Piese ^
-| Arduino UNO R3    |1 |
+| Arduino UNO R3                  | 1 |
-| Breadboard        | 1 |
+| Breadboard                      | 1 |
-| Ecran TFT ST7789   | 1|
+| Ecran TFT ST7789 1.3" 240x240   | 1 |
-|Senzor puls MAX30100   |1 |
+| Senzor puls MAX30100            | 1 |
-|LED rosu   |1 |
+| LED rosu                        | 1 |
-|LED RGB   |1 |
+| LED RGB                         | 1 |
-|Buzzer   |1 |
+| Buzzer                          | 1 |
-|Rezistor   |? |
+| Rezistor 1kΩ                    | 5 |
-|Jumper   |? |
+| Rezistor 460Ω                   | 4 |
+| Rezistor 330Ω                   | 4 |
+| Jumper                          | 18|
+==== Schema electrica ====
+{{:pm:prj2022:avaduva:schematic_heartmonitor.png?700|}}
+<note>
+Placuta comandata care include senzorul are o problema de design, respectiv
+liniile de SDA si SCL sunt HIGH la tensiunea de 1.8V, si nu 3.3V, astfel incat
+Arduino UNO nu poate comunica cu senzorul ((https://how2electronics.com/interfacing-max30100-pulse-oximeter-sensor-arduino/)). Am modificat placuta printr-un jumper
+astfel incat SDA si SCL sunt alimentate de la 3.3V.
+</note>
+<note>
+Display-ul TFT nu este compatibil cu tensiunea de 5V a pinilor de la Arduino UNO.
+Pe pinii folositi de SPI am instalat un divizor de tensiune folosind rezistori de
+Ω si 1kΩ, astfel incat tensiunea finala este de aproximativ 3.3V
+((https://simple-circuit.com/arduino-st7789-ips-tft-display-example/))
+</note>
 ===== Software Design =====
-<note tip>
+==== Mediul de dezvoltare ====
-Descrierea codului aplicaţiei (firmware):
-  * mediu de dezvoltare (if any) (e.g. AVR Studio, CodeVisionAVR)
+  * **Visual Studio Code + extensia PlatformIO ** → dezvoltarea codului și încărcarea acestuia pe Arduino
-  * librării şi surse 3rd-party (e.g. Procyon AVRlib)
+  * **Autodesk Eagle** → realizarea schemei electrice
-  * algoritmi şi structuri pe care plănuiţi să le implementaţi
+  * **LucidChart** → realizarea schemei bloc
-  * (etapa 3) surse şi funcţii implementate
+==== Biblioteci folosite ====
+  * **SPI** ((https://www.arduino.cc/en/reference/SPI))
+  * **Wire** (I2C communication) ((https://www.arduino.cc/en/reference/Wire))
+  * **MAX30100** (pulse sensor) ((https://github.com/oxullo/Arduino-MAX30100))
+  * **Adafruit GFX** (core graphics) ((https://github.com/adafruit/Adafruit-GFX-Library))
+  * **Adafruit BusIO** (I2C communication) ((https://github.com/adafruit/Adafruit_BusIO))
+  * **Adafruit ST7789** (specific TFT driver) ((https://github.com/cbm80amiga/Arduino_ST7789_Fast))
+==== Structura codului ====
+Senzorul de puls are 3 stari:
+  * **WAITING** → degetul nu se afla pe senzor; se afiseaza mesajul "Rest your finger on the sensor"
+  * **INITIALIZING** → frecventa cardiaca este in curs de calcul; se afiseaza mesajul "Please wait..."
+  * **WORKING** → display-ul afiseaza datele colectate; se afiseaza pulsul si oxigenarea sangelui pe display
+**Initializari** - inainte de orice functie, initializam urmatoarele variabile:
+  * //pox// → clasa care defineste senzorul de puls-oximetru
+  * //tft// → clasa care defineste display-ul tft
+  * //lastState// → initializat cu WAITING, folosita pentru a tine cont cand actualizam display-ul
+  * //prevHeartRate// → initializat cu 0, folosita pentru a determina daca calculul pulsului este stabil
+  * //tsLastReport// → initializat cu 0, folosita pentru a actualiza display-ul la intervale determinate
+<note>
+Senzorul puls-oximetru trebuie interogat cat mai rapid, altfel datele din buffer-ul sau se pierd.
+Conform bibliotecii utilizate, actualizarea ar trebui facuta la aproximativ 100Hz.
+De aceea, in majoritatea functiilor implementate am apelat //pox.update()//
 </note>
+**Functii**
+  * //setup()// → initializarea pinilor pentru buzzer si LED-uri, initializarea display-ului TFT, initializarea senzorului de puls, inregistrarea functie de callback pentru fiecare puls
+  * //loop()// → logica principala a programului: apeleaza //pox.update()//; la fiecare 2 secunde calculeaza pulsul si SpO2 si afiseaza informatii relevante pe display in functie de aceste valori
+  * //RGB_color(red, green, blue)// → seteaza pinii LED-ului RGB cu valorile date ca parametri
+  * //setRGBColor(spO2, heartRate)// → apeleaza //RGB_color// cu valori in functie de puls si SpO2
+  * //onBeatDetected()// → functie callBack; porneste buzzer-ul si LED-ul rosu de fiecare data cand detectam un puls
+  * //printOnDisplay(x, y, whatToPrint)// -> afiseaza pe display mesajul/valoarea dorita; deoarece aceasta operatie dureaza mai mult timp, apeleaza //pox.update()//
+  * //clearDisplay()// → diferit de implementarea din biblioteca Adafruit, pentru a permite interogarea senzorului de puls; printeaza cate un spatiu pe ecran pentru a sterge continutul anterior
 ===== Rezultate Obţinute =====
-<note tip>
+==== Circuit final ====
-Care au fost rezultatele obţinute în urma realizării proiectului vostru.
-</note>
+{{:pm:prj2022:avaduva:img_0781.jpeg?600|}}
+{{:pm:prj2022:avaduva:img_0780.jpeg?600|}}
+==== Demo ====
+[[https://youtu.be/Jzwkv7RFvvs|YouTube link]]
 ===== Concluzii =====
-===== Download =====
+Acest proiect m-a facut sa invat mai multe despre cum pot crea un dispozitiv
+cu utilitate practica folosind un microcontroller si cum pot programa un ansamblu
+de piese pentru a ajunge la rezultatul dorit.
-<note warning>
+De asemenea, am invatat ca este foarte important sa citesti cu atentie
-O arhivă (sau mai multe dacă este cazul) cu fişierele obţinute în urma realizării proiectului: surse, scheme, etc. Un fişier README, un ChangeLog, un script de compilare şi copiere automată pe uC crează întotdeauna o impresie bună ;-).
+datasheet-ul componentelor pe care doresti sa le comanzi pentru a te asigura
+ca sunt compatibile cu microcontroller-ul folosit. In cazul meu, a fost nevoie de pasi
+suplimentari pentru a asigura compatibilitatea, respectiv divizorul de tensiune pentru
+LCD si jumper-ul lipit pe senzorul de puls.
-Fişierele se încarcă pe wiki folosind facilitatea **Add Images or other files**. Namespace-ul în care se încarcă fişierele este de tipul **:pm:prj20??:c?** sau **:pm:prj20??:c?:nume_student** (dacă este cazul). **Exemplu:** Dumitru Alin, 331CC -> **:pm:prj2009:cc:dumitru_alin**.
+===== Download =====
-</note>
+{{:pm:prj2022:avaduva:mobile_heart_rate_monitor.zip|}}
 ===== Jurnal =====
@@ Line 71: / Line 141: @@
   * **15.04.2022**: comanda piese
   * **21.04.2022**: publicare descriere wiki
+  * **29.04.2022**: finalizare software si asamblare hardware
+  * **30.04.2022**: finalizare wiki, publicare documentatie completa
 ===== Bibliografie/Resurse =====
-  * [[https://www.smart-prototyping.com/Pulse-Oximeter-and-Heart-Rate-Sensor-MAX30100|Sensor puls]]
-  * [[https://github.com/oxullo/Arduino-MAX30100|Librarie Arduino puls]]
-  * [[https://simple-circuit.com/arduino-st7789-ips-tft-display-example/|Display ST7789]]
 <html><a class="media mediafile mf_pdf" href="?do=export_pdf">Export to PDF</a></html>