This shows you the differences between two versions of the page.
pm:prj2024:sseverin:iconstantinescu1206 [2024/05/27 03:52] iconstantinescu1206 [Software Design] |
pm:prj2024:sseverin:iconstantinescu1206 [2024/05/27 04:44] (current) iconstantinescu1206 [Concluzii] |
||
---|---|---|---|
Line 31: | Line 31: | ||
{{:pm:prj2024:sseverin:feline_feeder2.jpeg?300|}} | {{:pm:prj2024:sseverin:feline_feeder2.jpeg?300|}} | ||
- | |||
===== Software Design ===== | ===== Software Design ===== | ||
- | <note tip> | + | ===Mediu de Dezvoltare=== |
- | Mediu de Dezvoltare | + | * **Arduino IDE** |
- | * Arduino IDE | + | |
+ | |||
+ | ===Librării și surse 3rd-party=== | ||
+ | * **Wire.h**: Biblioteca standard Arduino pentru comunicarea I2C. | ||
+ | * **RTClib.h**: Biblioteca pentru manipularea modulelor RTC, cum ar fi DS3231. | ||
+ | * **LiquidCrystal_I2C.h**: Biblioteca pentru controlul afișajului LCD I2C. | ||
+ | * **Servo.h**: Biblioteca pentru controlul servo motoarelor. | ||
+ | * **Keypad.h**: Biblioteca pentru interfațarea cu un keypad matricial. | ||
- | Librării și surse 3rd-party | ||
- | * Wire.h: Biblioteca standard Arduino pentru comunicarea I2C. | ||
- | * RTClib.h: Biblioteca pentru manipularea modulelor RTC, cum ar fi DS3231. | ||
- | * LiquidCrystal_I2C.h: Biblioteca pentru controlul afișajului LCD I2C. | ||
- | * Servo.h: Biblioteca pentru controlul servo motoarelor. | ||
- | * Keypad.h: Biblioteca pentru interfațarea cu un keypad matricial. | ||
- | </note> | ||
=== Algoritmi și structuri implementate === | === Algoritmi și structuri implementate === | ||
- | === Controlul motoarelor: === | + | **1. Inițializare și configurare hardware:** |
- | * Controlul direcției și vitezei motoarelor prin PWM (Pulse Width Modulation) și pini de direcție. | + | * Configurarea modulelor RTC, LCD și servo. |
- | * Funcții pentru mișcarea înainte (moveForward), înapoi (moveBackward) și oprirea motoarelor (stopMotors). | + | * Configurarea interfeței cu keypad-ul. |
- | * Măsurarea distanței: Utilizarea senzorilor Sharp IR pentru a măsura distanța față de obstacolele din față și din dreapta robotului. | + | * Configurarea unui timer pentru controlul duratei de activare a servo-ului. |
- | * Stabilirea unor praguri minime și maxime pentru distanțele detectate. Folosirea corectiilor pentru a elimina snake-like movement si a avea o traiectorie mai dreapta. | + | * Configurarea unui buton pentru intrarea în modul de setare a orei de hrănire. |
- | <note tip> | + | **2. Funcționalitate principală:** |
- | Algoritmul de control: | + | |
- | * Proportional Control (P): Utilizat pentru ajustarea vitezei motoarelor în funcție de eroarea dintre distanța dorită și distanța măsurată. | + | * Afișarea timpului curent pe afișajul LCD. |
- | * Detecția obstacolelor: Dacă un obstacol este detectat în față, robotul se oprește și efectuează o serie de manevre pentru a evita obstacolul. | + | * Detectarea și intrarea în modul de setare a timpului de hrănire când se apasă butonul. |
- | * Menținerea distanței față de perete: Ajustarea poziției robotului pentru a menține o distanță constantă față de peretele din dreapta. | + | * Permite utilizatorului să introducă ora de hrănire utilizând keypad-ul. |
- | * Interupere externă: Utilizarea unei întreruperi externe pentru a detecta schimbările unui pin specific (motorDirection2A) și pentru a trimite un semnal pe un alt pin (signalPin). | + | * Stocarea și afișarea orei de hrănire setate. |
- | </note> | + | |
+ | **3. Controlul hrănirii automate:** | ||
+ | * Compararea orei curente cu ora de hrănire setată. | ||
+ | * Activarea servo-ului pentru a deschide compartimentul de hrană la ora setată. | ||
+ | * Folosirea unui timer pentru a menține servo-ul activat pentru o perioadă specificată de timp. | ||
- | ==== Etapa 3: Surse și funcții implementate ==== | ||
+ | ===Surse şi Funcţii Implementate=== | ||
- | Inițializarea motoarelor: | + | 1. Configurarea hardware: |
- | Se seteaza pinii driverului pe output si se ataseaza intreruperea la un pin de directie (odata cu modificarea lui se va aprinde ulterior un led) | + | **void configure_timer2()**: Configurarea timerului 2 pentru generarea unei întreruperi la fiecare 1 ms. |
+ | <code> | ||
+ | void configure_timer2() | ||
+ | { | ||
+ | TCCR2A = 0; | ||
+ | TCCR2B = 0; | ||
+ | TCNT2 = 0; | ||
+ | OCR2A = 249; | ||
+ | TCCR2A |= (1 << WGM21); | ||
+ | TCCR2B |= (1 << CS22); | ||
+ | |||
+ | } | ||
+ | </code> | ||
+ | **void init_timer2()**: Inițializarea timerului 2. | ||
<code> | <code> | ||
- | void setup() { | + | void init_timer2() |
- | pinMode(motorSpeedPinA, OUTPUT); | + | { |
- | pinMode(motorDirection1A, OUTPUT); | + | TIMSK2 |= (1 << OCIE2A); |
- | pinMode(motorDirection2A, OUTPUT); | + | } |
+ | </code> | ||
- | pinMode(motorSpeedPinB, OUTPUT); | + | **void configure_button()**: Configurarea butonului de intrare în modul de setare a orei de hrănire. |
- | pinMode(motorDirection1B, OUTPUT); | + | <code> |
- | pinMode(motorDirection2B, OUTPUT); | + | void configure_button() |
+ | { | ||
+ | DDRD&=~(1<<PD2); | ||
+ | PORTD|=(1<<PD2); | ||
+ | PCICR |= (1 << PCIE2); | ||
+ | PCMSK2 |= (1 << PCINT18); | ||
+ | } | ||
+ | </code> | ||
- | analogWrite(motorSpeedPinA, 0); | + | 2. Funcții ISR (Interrupt Service Routine): |
- | digitalWrite(motorDirection1A, HIGH); | + | |
- | digitalWrite(motorDirection2A, LOW); | + | |
- | analogWrite(motorSpeedPinB, 0); | + | **ISR(TIMER2_COMPA_vect)**: Funcția de întrerupere pentru Timerul 2 care controlează durata de activare a servo-ului. |
- | digitalWrite(motorDirection1B, LOW); | + | <code> |
- | digitalWrite(motorDirection2B, HIGH); | + | ISR(TIMER2_COMPA_vect) |
- | + | { | |
- | attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(motorDirection2A), handlePinChange, CHANGE); | + | if (timer2Flag) |
- | + | { | |
- | Serial.begin(9600); | + | unsigned long currentMillis = millis(); |
+ | if (currentMillis - previousMillis >= interval) | ||
+ | { | ||
+ | servo.write(0); | ||
+ | timer2Flag = false; | ||
+ | } | ||
+ | } | ||
} | } | ||
</code> | </code> | ||
- | + | **ISR(PCINT2_vect)**: Funcția de întrerupere pentru butonul de setare a orei de hrănire. | |
- | Controlul mișcării: | + | |
- | + | ||
- | Am facut functiile de moveForward si moveBackward, fara turnLeft si turnRight pentru ca abordarea cu un indice de corectie ma restrange la a avea 2 parametri, deci pentru left si right unul din parametri va fi 0. | + | |
<code> | <code> | ||
- | void moveForward(int leftSpeed, int rightSpeed) { | + | ISR(PCINT2_vect) |
- | digitalWrite(motorDirection1A, HIGH); | + | { |
- | digitalWrite(motorDirection2A, LOW); | + | if (!(PIND & (1 << PD2))) |
- | digitalWrite(motorDirection1B, LOW); | + | { |
- | digitalWrite(motorDirection2B, HIGH); | + | setTimeMode = true; |
- | + | } | |
- | analogWrite(motorSpeedPinA, leftSpeed); | + | |
- | analogWrite(motorSpeedPinB, rightSpeed); | + | |
} | } | ||
+ | </code> | ||
- | void moveBackward() { | + | 3.Setarea timpului de hrănire: |
- | digitalWrite(motorDirection1A, LOW); | + | |
- | digitalWrite(motorDirection2A, HIGH); | + | |
- | digitalWrite(motorDirection1B, HIGH); | + | |
- | digitalWrite(motorDirection2B, LOW); | + | |
- | analogWrite(motorSpeedPinA, baseSpeed); | + | **DateTime getDateTime()**: Funcția care permite utilizatorului să introducă ora de hrănire folosind keypad-ul și returnează un obiect DateTime cu ora setată. |
- | analogWrite(motorSpeedPinB, baseSpeed); | + | <code> |
- | } | + | DateTime getDateTime() |
- | + | { | |
- | void stopMotors() { | + | DateTime now = rtc.now(); |
- | analogWrite(motorSpeedPinA, 0); | + | int hour = 0; |
- | analogWrite(motorSpeedPinB, 0); | + | int minute = 0; |
+ | int h = 0; | ||
+ | int m = 0; | ||
+ | while (1) | ||
+ | { | ||
+ | char key; | ||
+ | if (key = keypad.getKey()) | ||
+ | { | ||
+ | if (key >= '0' && key <= '9') | ||
+ | { | ||
+ | if(h == 0) | ||
+ | { | ||
+ | hour += (key - '0'); | ||
+ | h = 1; | ||
+ | } | ||
+ | else if(h == 1) | ||
+ | { | ||
+ | hour *= 10; | ||
+ | hour += (key - '0'); | ||
+ | h = 2; | ||
+ | } | ||
+ | else if(m == 0) | ||
+ | { | ||
+ | minute += (key - '0'); | ||
+ | m = 1; | ||
+ | } | ||
+ | else if(m == 1) | ||
+ | { | ||
+ | minute *= 10; | ||
+ | minute += (key - '0'); | ||
+ | m = 2; | ||
+ | } | ||
+ | lcd.setCursor(0, 1); | ||
+ | if(hour<10 && h==2) | ||
+ | { | ||
+ | lcd.print("0"); | ||
+ | } | ||
+ | lcd.print(hour); | ||
+ | lcd.print(":"); | ||
+ | if(minute<10 && m==2) | ||
+ | { | ||
+ | lcd.print("0"); | ||
+ | } | ||
+ | lcd.print(minute); | ||
+ | } | ||
+ | else if (key == '*') | ||
+ | { | ||
+ | hour = 0; | ||
+ | minute = 0; | ||
+ | h = 0; | ||
+ | m = 0; | ||
+ | lcd.setCursor(0, 1); | ||
+ | lcd.print(" "); | ||
+ | lcd.setCursor(0, 1); | ||
+ | lcd.print("00:00"); | ||
+ | } | ||
+ | else if (key == '#') | ||
+ | { | ||
+ | if (hour < 24 && minute < 60) | ||
+ | { | ||
+ | break; | ||
+ | } | ||
+ | else | ||
+ | { | ||
+ | hour = 0; | ||
+ | minute = 0; | ||
+ | h = 0; | ||
+ | m = 0; | ||
+ | lcd.clear(); | ||
+ | lcd.print("The time is"); | ||
+ | lcd.setCursor(0, 1); | ||
+ | lcd.print("incorrect."); | ||
+ | delay(2000); | ||
+ | lcd.clear(); | ||
+ | lcd.print("Set feeding time:"); | ||
+ | lcd.setCursor(0, 1); | ||
+ | lcd.print(" "); | ||
+ | lcd.setCursor(0, 1); | ||
+ | lcd.print("00:00"); | ||
+ | } | ||
+ | } | ||
+ | } | ||
+ | } | ||
+ | return DateTime(now.year(), now.month(), now.day(), hour, minute, 0); | ||
} | } | ||
</code> | </code> | ||
+ | 4.Funcții de inițializare: | ||
- | Gestionarea întreruperii: | + | **void setup()**: Funcția de setup pentru inițializarea tuturor componentelor hardware și setarea inițială a RTC-ului. |
- | Functia seteaza un flag, o variabila volatile bool care se va verifica constant in functia de loop. | + | 5.Funcția principală de loop: |
+ | |||
+ | **void loop()**: Funcția principală care rulează în buclă infinită, afișând ora curentă și verificând dacă este timpul de hrănire. | ||
- | <code> | ||
- | void handlePinChange() { | ||
- | pin2Changed = true; | ||
- | } | ||
- | </code> | ||
===== Rezultate Obţinute ===== | ===== Rezultate Obţinute ===== | ||
Line 147: | Line 245: | ||
===== Concluzii ===== | ===== Concluzii ===== | ||
+ | Mi-a placut foarte mult sa lucrez la acest proiect. Ma asteptam sa fie mai usor putin dar a fost super interesant sa lucrez la partea de hardware si chiar sa imi iasa :))). Poate voi testa proiectul si cu pisica mea. | ||
===== Download ===== | ===== Download ===== | ||
<note warning> | <note warning> | ||
- | 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 ;-). | + | Descarcare arhiva: **{{:pm:prj2024:sseverin:felinefeeder.zip|}}** |
- | + | ||
- | 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**. | + | |
</note> | </note> | ||
- | ===== Jurnal ===== | ||
- | |||
- | <note tip> | ||
- | Puteți avea și o secțiune de jurnal în care să poată urmări asistentul de proiect progresul proiectului. | ||
- | </note> | ||
===== Bibliografie/Resurse ===== | ===== Bibliografie/Resurse ===== | ||
<note> | <note> | ||
- | Listă cu documente, datasheet-uri, resurse Internet folosite, eventual grupate pe **Resurse Software** şi **Resurse Hardware**. | + | https://www.youtube.com/watch?v=BiWoA81fgTE&list=WL&index=48&t=1s |
+ | https://circuitdigest.com/microcontroller-projects/automatic-pet-feeder-using-arduino | ||
+ | [[https://ocw.cs.pub.ro/courses/pm/lab/lab2-2023]] | ||
</note> | </note> | ||
<html><a class="media mediafile mf_pdf" href="?do=export_pdf">Export to PDF</a></html> | <html><a class="media mediafile mf_pdf" href="?do=export_pdf">Export to PDF</a></html> | ||