Calculator de buzunar++
Grupa: 331CA
Introducere
(acum mult, mult timp…) Eram la ora de fizică și, la o problemă destul de simplă, am ajuns la următoarea expresie de calculat:
$$ x = \frac{0.378 * 0.294 ^ 3 - \sqrt{0.764} * 0.245 ^ 2}{0.532 - 0.654}$$
După două încercări (evident nereușite) de a calcula, am tras concluzia că voi rămâne la calculul simbolic 
. Totuși, pentru când un rezultat numeric este important (de exemplu, poate fi interpretat mai departe), e nevoie de o metodă mai robustă decât a bate manual la calculator zeci de cifre. Pentru această situație am creat Calculatorul de buzunar++: un device simplu care, folosind PhotoMath, reduce semnificativ erorile umane în calculele numerice de rutină.
Descriere generală
Device-ul respectă următoarea secvență de pași:
- așteaptă primirea unui semnal pentru capturarea unei poze (ex. apăsarea unui buton)
- poza este împachetată și, folosing API-ul de la PhotoMath, este trimisă pentru a fi descifrată și, eventual, rezolvată
- rezultatul este primit și procesat, urmând afișarea pe display-ul LCD al device-ului
Hardware Design
Pentru realizarea acestui proiect, am achiziționat următoarele componente:
- Breadboard, fire de legătură
Schema electrică:
Software Design
Pentru acest proiect, am folosit Arduino IDE. Codul poate fi accesat la adresa https://github.com/VladNegoita/Calculator.
În continuare, va fi descrisă succint modul de funcționare al componentei software.
După realizarea conexiunilor fizice, display-ul funcționează aproape imediat întrucât am folosit o bibliotecă care ușurează semnificativ utilizarea acestuia: LiquidCrystal_I2C.
Pentru driverele camerei, am identificat o soluție implementata pe github: https://github.com/bitluni/ESP32CameraI2S (există și un videoclip explicativ pe youtube asociat).
Camera realizează poze de rezoluție destul de mică, nefiind tocmai satisfăcătoare în practică. Pentru a ajunge la această concluzie, am folosit un WebServer unde am încărcat pozele realizate de cameră periodic și am interogat folosind Postman.
Întrucât pozele sunt primite într-un format .bmp și .jpeg este necesar pentru utilizarea API-ului este nevoie de o conversie între aceste formate. Întrucât nu există suport oferit pentru o astfel de operație pentru microcontroller-ul ales, am decis ca un script de python să se ocupe de conversie și de apelul API-ului, întorcând rezultatul pe serială. Această pivotare nu deviază de la scopul inițial al proiectului, întrucât doar furnizează un intermediar (un potențial server pentru o aplicație reală a calculatorului).
Rezultate Obţinute
Proiectul e capabil sa recunoască cifre, iar în condiții ideale poate rezolva și ecuații foarte simple. Singura limitare este camera, ce poate face poze de o rezoluție și calitate îndoielnică.
Concluzii
Proiectul este un PoC (proof of concept) și trebuie tratat ca atare. Am ajuns la concluzia că acest domeniu necesită multă răbdare și o planificare extrem de bună a resurselor. Pe lângă asta, documentația (incluzând datasheet-uri și resurse online) este extrem de limitată, asta fiind o problemă destul de mare în realizarea proiectului.
Bibliografie/Resurse
