Show page

Differences

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

--- pm:prj2024:mdinica:iustina.caramida [2024/05/27 10:54]
iustina.caramida [Mediul de Dezvoltare]
+++ pm:prj2024:mdinica:iustina.caramida [2024/05/27 11:14] (current)
iustina.caramida [Software Design]
@@ Line 49: / Line 49: @@
 </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 =====
-Codul utilizează librăria `Servo.h` furnizată de Arduino, care simplifică controlul servo motorului. Această librărie gestionează generarea semnalelor PWM necesare pentru a controla un servo motor standard. Utilizarea librăriei reduce complexitatea codului și permite dezvoltatorului să se concentreze pe logica aplicației în loc să se ocupe de detalii de nivel jos.
+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 structurat în două secțiuni principale: `setup()` și `loop()`. Secțiunea `setup()` este destinată inițializării componentelor hardware și configurării inițiale a sistemului, în timp ce `loop()` conține logica principală care se repetă continuu în timpul funcționării dispozitivului. Codul include următoarele elemente:
+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.
-  - **Include librării**: La început, codul include librăria Servo pentru a permite controlul unui servo motor.
-  - **Definește constante**: Utilizează directive `#define` pentru a denumi pinii senzorilor LDR și pentru a seta o valoare de eroare.
-  - **Inițializează variabile**: Declara variabile pentru a păstra starea inițială a servo motorului și pinii pentru LED.
-  - **Configurare inițială (`setup()`)**: Inițializează comunicația serială, configurează pinul PWM pentru servo motor și setările inițiale pentru LED.
-  - **Logica de control (`loop()`)**: Citirea valorilor de la senzorii LDR, compararea lor, ajustarea poziției servo motorului și controlul luminozității unui LED bazat pe intensitatea luminii detectate.
 ===== Algoritmi și Structuri Implementate =====
-  - **Citirea senzorilor LDR**: Valorile de la doi senzori LDR sunt citite utilizând funcția `analogRead()`. Aceste valori sunt utilizate pentru a determina diferența de intensitate a luminii între cei doi senzori.
+Codul utilizează mai mulți algoritmi și structuri pentru a controla mișcarea unui panou solar:
-  - **Controlul servo motorului**: Poziția servo motorului este ajustată pe baza diferenței dintre valorile citite de la senzori. Dacă diferența este semnificativă, poziția motorului este incrementată sau decrementată pentru a orienta sistemul spre sursa de lumină mai puternică.
-  - **Controlul luminozității LED-ului**: Valorile sumate ale senzorilor LDR sunt mapate la o gamă de luminozitate pentru LED folosind funcția `map()`. LED-ul este apoi controlat utilizând `digitalWrite()`, care setează nivelul de luminozitate în funcție de intensitatea luminii detectate.
+==== 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 =====