This is an old revision of the document!
Lampă Inteligentă - Maria-Ana Drăghici
Introducere
Scopul acestui proiect este realizarea unei lămpi inteligente care reflectă starea utilizatorului. Ideea a provenit de la dorința de a face un proiect interactiv care poate fi folosit zilnic de utilizator. Lampa intelgientă se poate dovedi utilă pentru a crea un ambient în concordanță cu starea utilizatorului sau pentru a-i oferi starea dorită (exemplu: albastru este o culoare ce calmează).
Descriere generală
Culoarea lămpii se va schimba în funcție de gesturile utilizatorului cu ajutorul unui senzor de gesturi astfel:
- dreapta = entuziasmat, agitat - lumină roșie
- stânga = calm, relaxat - lumină albastră
- jos = creativ, fericit - lumină galbenă
- sus = optimist - lumină mov
Lampa se va opri automat după o perioadă de 40 de secunde de la ultima schimbare a culorii luminii. Apăsând pe buton, utilizatorul va putea opri/porni lampa. De asemenea, utilizatorul va putea seta și intensitatea luminii cu ajutorul unui potențiometru.
Hardware Design
- Senzor gesturi APDS-9960
- Arduino Uno
- 3 LED-uri: R,Y,B
- Potențiometru
- Buton
- Rezistente
Software Design
Mediul de dezvoltare pentru acest proiect a fost Arduino IDE.
Biblioteci utilizate:
- SparkFun_APDS9960 - pentru senzorul de gesturi.
Implementare:
- Întreruperile, citirea valorii potentiometrului și timerul au fost implementate cu ajutorul regiștrilor.
- Variabila counter este folosită pentru a ști când lampa este pornită și când este oprită. Această variabilă contorizează numărul de apăsări de buton. Counter este inițial 0, deci: când counter este număr par, lampa va fi oprită (toate LED-urile sunt oprite), iar când counter este număr impar, înseamnă că lampa este pronită.
- După verificarea de pornire/oprire a lămpii, se va mai verifica si variabila timer, care ține evidența secundelor trecute de la ultima setare a culorii. Dacă au trecut 40 de secunde de la ultima schimbare a culorii luminii lămpii, aceasta se va stinge.
- Pentru o funcțonare corectă există următoarele cazuri:
- Dacă lampa se oprește din apăsarea butonului, atunci counter va fi incrementat și seconds va fi setat pe 0
- Dacă lampa se stinge automat (au trecut 40 de secunde), atunci counter va fi setat pe valoare pară (pentru a ști ca lampa este închisă).
- Când lampa este pornită, atunci când este înregistrat un gest (deci se schimbă culoarea luminii), seconds va fi resetat la 0.
#define BUTTON PD4
int counter = 0;
int buttonState = HIGH;
int lastButtonState = HIGH;
unsigned long lastDebounceTime = 0;
unsigned long debounceDelay = 100;
int seconds = 0;
// Other initializations
// .......
void setup() {
// Initialize Serial port
Serial.begin(9600);
// Initialize interrupts
setup_interrupts();
// Setup code here
// .....
}
void setup_interrupts() {
// Enable pin change interrupt (for button)
PCMSK2 |= (1 << PCINT20);
// Set PCIE2 to enable PCMSK2 scan
PCICR |= (1 << PCIE2);
TIMSK1 |= (1 << OCIE1A); // enable interrupts TIMER1_COMPA
// ......
}
void loop() {
// Potentiometer code
// ......
/* If counter odd number, lamp is on
if the seconds limit has not been reached
execute tasks */
if (counter % 2 == 1 && seconds < TIME_LIMIT) {
// Handle gesture sensor
// ......
} else {
// Turn off lamp
// ......
}
}
ISR(TIMER1_COMPA_vect) {
// Interrupt code for TIMER1
get_time();
}
void get_time() {
// Increments number of seconds
seconds++;
// If the limit is reached
if (seconds >= TIME_LIMIT) {
// Turn off all LEDs
// .....
// Give counter even value for knowing
// that the lamp is off
counter = 0;
}
}
// ......
ISR(PCINT2_vect) {
// Debounce code for button
// .......
// If valid button press has occurred
if (buttonState == HIGH && digitalRead(4) == LOW) {
// Increment counter
counter++;
// Reset timer
time = 0;
}
// Updates
// .......
}
}
// ......
- Citirea valorii potențiometrului se face constant în funcția de loop. Valoarea citită este salvată, iar intensitatea luminii setată în funcție de aceasta.
void loop() {
/* Start conversion */
ADCSRA |= (1 << ADSC);
/* Wait until conversion is complete */
while(!(ADCSRA & ( 1 << ADIF)));
/* Save result */
uint16_t result = ADC;
/* Get brightness */
int brightness = ADC / 4;
// ......
}
- Pentru senzorul de gesturi a fost folosită biblioteca SparkFun_APDS9960. Acest senzor folosește I2C-ul. Pinul de întrerupere este conectat la pinul digital 2, deci se va folosi întreruperea externă INT0.
SparkFun_APDS9960 apds = SparkFun_APDS9960();
int isr_flag = 0;
// ....
voide setup() {
// Other setups
// ....
setup_interrupts();
// ....
// Initialise gesture sensor
if ( apds.init() ) {
Serial.println(F("APDS-9960 initialization complete"));
} else {
Serial.println(F("Something went wrong during APDS-9960 init!"));
}
if ( apds.enableGestureSensor(true) ) {
Serial.println(F("Gesture sensor is now running"));
} else {
Serial.println(F("Something went wrong during gesture sensor init!"));
}
// ....
}
void setup_interrupts() {
// ....
// Extern interrupt
EIMSK |= (1 << INT0);
// ....
}
void loop() {
// ....
// If lamp on
// ....
if( isr_flag == 1 ) {
lights = handleGesture();
isr_flag = 0;
}
switch (lights) {
case 1:
// Turn on all LEDs
// ....
break;
case 2:
// Turn on yellow LED
// ....
break;
case 3:
// Turn on blue LED
// ....
case 4:
// Turn on red LED
// ....
break;
}
} else {
// Turn off all LEDs
// ....
}
// ....
}
int handleGesture() {
if ( apds.isGestureAvailable() ) {
// Return by case of gesture
switch ( apds.readGesture() ) {
case DIR_UP:
// ....
return 1;
case DIR_DOWN:
// ....
return 2;
case DIR_LEFT:
// ....
return 3;
case DIR_RIGHT:
// ....
return 4;
default:
// ....
}
}
}
Rezultate Obţinute
Concluzii
Download
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 
.
.
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.
Bibliografie/Resurse
Surse Hardware:
Surse Software:
