Show page

Differences

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

--- pm:prj2024:mdinica:iustina.caramida [2024/05/02 16:26]
iustina.caramida [Descriere generală]
+++ pm:prj2024:mdinica:iustina.caramida [2024/05/27 11:14] (current)
iustina.caramida [Software Design]
@@ Line 17: / Line 17: @@
 Dispozitivul va utiliza un servomotor pentru a ajusta alinierea panourilor solare către direcția de unde provine cea mai intensă lumină solară, detectată de cei doi fotorezistori, puși în direcții opuse pentru a capta un mediu mai larg. Microcontroller-ul va coordona acțiunile servomotorului pentru a evalua mediul înconjurător. Informațiile furnizate de fotorezistori vor fi analizate și utilizate pentru a determina poziția optimă față de sursa de lumină, după care dispozitivul va ajusta orientarea panourilor solare în acea direcție.
-Mai jos puteți găsi o schemă bloc a proiectului:
+Mai jos puteți găsi o schemă high-level a proiectului:
 {{ pm:prj2024:mdinica:iustina.caramida:schema_generala.png?nolink }}
 ===== Hardware Design =====
-<note tip>
+Componentele necesare sunt:
-Aici puneţi tot ce ţine de hardware design:
-  * listă de piese
-  * scheme electrice (se pot lua şi de pe Internet şi din datasheet-uri, e.g. http://www.captain.at/electronic-atmega16-mmc-schematic.png)
-  * diagrame de semnal
-  * rezultatele simulării
-</note>
-===== Software Design =====
+^ Obiect^ Cantitate ^
+| Arduino UNO board | 1 |
+| Panou solar | 1 |
+| SG90 servo motor | 1 |
+| senzori LDR | 2 |
+| rezistență 10k | 3 |
+| rezistență 220 | 1 |
+| LED | 1 |
+| buton | 1 |
+| fire | multe |
+| poliester| mult |
+Schema electrică este următoarea:
+{{ pm:prj2024:mdinica:iustina.caramida:schema_electrica2.png?nolink&600 }}
+Design-ul montări este umrătorul:
+{{ pm:prj2024:mdinica:iustina.caramida:schema_montare2.png?nolink&600 }}
+===== Software Design =====
 <note tip>
-Descrierea codului aplicaţiei (firmware):
+Link către repo-ul de Github cu codul sursă: https://github.com/iuniod/Solar-Tracker
-  * mediu de dezvoltare (if any) (e.g. AVR Studio, CodeVisionAVR)
-  * librării şi surse 3rd-party (e.g. Procyon AVRlib)
-  * algoritmi şi structuri pe care plănuiţi să le implementaţi
-  * (etapa 3) surse şi funcţii implementate
 </note>
+Elementul de noutate al acestui proiect constă în integrarea controlului precis al unui panou solar utilizând senzori LDR pentru a maximiza eficiența energetică. Utilizarea întreruperilor pentru a realiza temporizări precise și gestionarea stării panoului printr-un buton de control reprezintă o abordare inovatoare pentru un sistem de urmărire a soarelui simplu și eficient.
+În cadrul proiectului au fost utilizate următoarele funcționalități:
+    * **GPIO (General Purpose Input/Output)**: Utilizat pentru a controla pinul LED-ului și a citi starea butonului, esențial pentru interacțiunea hardware-software.
+    * **UART (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter)**: Utilizat pentru comunicarea serială, permite monitorizarea și debug-ul sistemului prin afișarea mesajelor în Serial Monitor.
+    * **Interrupții**: Folosite pentru a implementa o temporizare precisă folosind Timer2, necesară pentru funcțiile de întârziere fără a bloca execuția.
+    * **Timere**: Timer2 a fost utilizat pentru a genera întreruperi la intervale precise de timp, esențiale pentru temporizările exacte în funcția delay_ms().
+    * **ADC (Analog-to-Digital Converter)**: Folosit pentru a citi valorile analogice de la senzorii LDR și a le converti în valori digitale utilizabile în algoritmul de control al panoului.
+Calibrarea senzorilor LDR a fost realizată prin determinarea valorilor minime și maxime de lumină detectate în diferite condiții de iluminare. Pragul de eroare (error) și valoarea epsilon (eps) au fost ajustate empiric pentru a asigura că panoul se poziționează corect în funcție de diferențele detectate între cei doi senzori.
+Optimizările au fost realizate în următoarele moduri:
+    * **Utilizarea întreruperilor și a Timer2**: Acest lucru a permis implementarea unei funcții de întârziere precise (delay_ms()) fără a bloca execuția altor părți ale codului, optimizând astfel eficiența și responsivitatea sistemului.
+===== Mediul de Dezvoltare =====
+Codul Arduino este dezvoltat utilizând mediul Arduino IDE (Integrated Development Environment), un mediu software folosit pentru a scrie, compila și încărca codul pe plăcile de dezvoltare Arduino. Arduino IDE oferă o interfață simplă și intuitivă, suportând limbajul de programare C/C++ cu adăugiri specifice platformei Arduino. IDE-ul include un editor de cod, un monitor serial pentru debugging și multe alte instrumente utile pentru dezvoltarea de proiecte embedded.
+===== Librării și Surse Terțe =====
+În codul prezentat sunt utilizate două librării esențiale:
+    * **Servo.h**: Aceasta este o librărie standard în Arduino pentru controlul servomotoarelor. Permite utilizatorilor să controleze poziția unui servomotor folosind funcția write().
+    * **avr/interrupt.h**: Aceasta este o librărie specifică microcontrolerelor AVR utilizate de multe plăci Arduino. Permite gestionarea întreruperilor, esențiale pentru implementarea unor funcții precum temporizări precise și reacții rapide la evenimente externe.
+===== Organizarea Codului =====
+Codul este organizat logic în mai multe secțiuni:
+==== Importul librăriilor ====
+Importă librăriile necesare pentru funcționalitatea codului.
+<code>
+// ------------------- Import libraries --------------------
+// Include the servo motor library
+#include <Servo.h>
+// Include the interruption library
+#include <avr/interrupt.h>
+</code>
+==== Definirea pinilor și a erorilor ====
+Definirea pinilor pentru senzori și alte componente hardware, precum și valorile de eroare utilizate în algoritmi.
+<code>
+// ---------------- Define pins and errors -----------------
+// Define the LDR sensor pins
+#define LDR1 A0
+#define LDR2 A1
+// Set epsilon value
+#define eps 10
+// Set error code
+#define error 1000
+// Starting point of the servo motor
+int Spoint =  0;
+// Create an object for the servo motor
+Servo servo;
+// Select the pin for the LED
+const int ledPin = 12;
+// Select the pin for the button
+const int buttonPin = 13;
+</code>
+==== Variabile globale ====
+Definirea variabilelor globale necesare pentru stocarea stării sistemului și a temporizărilor.
+<code>
+// ---------------- Define global variables ----------------
+// Global variable to count milliseconds
+volatile unsigned int timer2_millis = 0;
+// Global variable to count the time since last position has moved
+volatile unsigned int lastPositionChange = 0;
+// Global variable to check the button
+volatile bool ifPressed = false;
+</code>
+==== Funcții utile ====
+Implementarea funcțiilor esențiale pentru funcționarea programului, cum ar fi funcția de întrerupere pentru Timer2, funcția personalizată de întârziere, funcția de mișcare a servomotorului, mesaje pentru utilizatori și funcția de iluminare a LED-ului.
+==== Funcția setup() ====
+Configurarea inițială a hardware-ului, inclusiv atașarea servomotorului, configurarea pinilor și inițializarea temporizărilor.
+==== Funcția loop() ====
+Bucla principală care rulează continuu și care gestionează citirea datelor de la senzori, verificarea stării butonului, mișcarea servomotorului, afișarea mesajelor pentru utilizatori și controlul LED-ului.
+===== Algoritmi și Structuri Implementate =====
+Codul utilizează mai mulți algoritmi și structuri pentru a controla mișcarea unui panou solar:
+==== Controlul Servomotorului ====
+Utilizând valori de la doi senzori LDR (Light Dependent Resistor), codul calculează diferența dintre citirile acestora pentru a ajusta poziția servomotorului. Algoritmul verifică dacă diferența este în limite acceptabile (epsilon), și ajustează poziția panoului solar în consecință.
+==== Gestionarea întreruperilor ====
+Utilizarea întreruperilor prin Timer2 pentru a crea o funcție de întârziere precisă. Acest lucru este esențial pentru temporizări precise fără a bloca execuția altor părți ale codului.
+==== Funcționalitate pe bază de stare ====
+Codul utilizează o variabilă globală `ifPressed` pentru a determina dacă panoul solar trebuie să se miște sau să rămână într-o poziție fixă, în funcție de starea butonului.
+==== Mesaje informative ====
+Pe baza poziției curente a panoului solar, sunt afișate mesaje informative pentru utilizatori, cum ar fi „Good Morning sunshine!” sau „Good Afternoon!”.
+==== Controlul LED-ului ====
+LED-ul este controlat în funcție de timpul scurs de la ultima mișcare a panoului solar, indicând astfel dacă panoul a găsit o poziție bună pentru a se încărca.
+Aceste structuri și algoritmi combină citirea senzorilor, controlul precis al hardware-ului și feedback-ul pentru utilizator într-un mod coerent și eficient pentru a controla un panou solar.
 ===== Rezultate Obţinute =====