• Arduino UNO este o platforma de procesare open-source, bazata pe software si hardware flexibil si simplu de folosit ce are la baza microcontroller-ul ATmega 328.

• Tensiune de operare: 5V DC
• Curent de operare: 15mA
• Unghi de masurare: 15 grade
• Distanta de variatie: 2cm - 4m

• Acest bord / cip foloseste adresa I2C intre 0x3C-0x3D, selectabil cu jumperi
• Display-ul foloseste 40mA de la sursa de 3.3V.

• Tip diodă LED
• Tensiune de lucru 1.8…2.4V

• Tensiune de lucru 5V

Firmware-ul a fost dezvoltat folosind Arduino IDE, un mediu de dezvoltare integrat care oferă unelte și biblioteci esențiale pentru programarea și încărcarea codului pe plăcile Arduino.

Pentru acest proiect, am folosit următoarele librării standard disponibile în Arduino IDE:

“Adafruit_GFX.h”: Folosită pentru controlul ecranului OLED și afișarea informațiilor relevante. În plus, pentru a obține un control mai precis și eficient al unor componente hardware, am optat să lucrez direct cu registrele microcontroller-ului. Astfel, senzorul ultrasonic HC-SR04 are patru pini : VCC pentru alimentare (5V), GND pentru ground, TRIG pinul de trigger pentru a iniția măsurarea, ECHO pinul de echo pentru a citi durata impulsului de întoarcere:

DDRD |= (1 << DDD3);
DDRD &= ~(1 << DDD2);

PORTD |= (1 << PORTD3);
PORTD &= ~(1 << PORTD3);

Pentru led in loc de functia pinMode(LED, OUTPUT) din libraria Arduino am folosit:

DDRB |= (1 << DDB3); // configuram pinul 11 ca output
TCCR2A |= (1 << WGM20) | (1 << WGM21); //  Timer/Counter Control Register A pentru Timer 2
TCCR2A |= (1 << COM2A1);
TCCR2A &= ~(1 << COM2A0);
TCCR2B |= (1 << CS22);
TCCR2B &= ~(1 << CS21);
TCCR2B &= ~(1 << CS20);
OCR2A = 254;

Pentru buzzer in loc de functia tone(BUZZER,x) din libraria Arduino am folosit:

DDRD |= (1 << DDD6);
TCCR0A |= (1 << WGM00) | (1 << WGM01) | (1 << COM0A1); // PWM
TCCR0B |= (1 << CS01); 

unsigned int ocrValue = 16000000 / (2 * 8 * frequency) - 1;
// 16MHz - system clock frequency
// 8 - prescaler value
OCR0A = ocrValue;

Pentru afisajul senzorului pe ecranul oled am folosit functii din bibloteca arduino unde epd_bitmap_sensor_x_on este imaginea pentru care obiectul nu se afla in raza senzorului, iar epd_bitmap_sensor_x_off pentru obiectul care se afla in raza senzorului, dist_step_x este pragul de distanta:

dist_step_x = min_dist + round((max_dist - min_dist) / 4.0 * x);

display.drawBitmap(
  24,
  17,
  sensor.measured_distance_cm > dist_step_01 ? epd_bitmap_sensor_01_a_on : epd_bitmap_sensor_01_a_off, 32, 14, 1);
display.drawBitmap(
  21,
  25,
  sensor.measured_distance_cm > dist_step_02 ? epd_bitmap_sensor_01_b_on : epd_bitmap_sensor_01_b_off, 32, 16, 1);
display.drawBitmap(
  18,
  34,
  sensor.measured_distance_cm > dist_step_03 ? epd_bitmap_sensor_01_c_on : epd_bitmap_sensor_01_c_off, 32, 17, 1);
display.drawBitmap(
  16,
  43,
  sensor.measured_distance_cm > dist_step_04 ? epd_bitmap_sensor_01_d_on : epd_bitmap_sensor_01_d_off, 32, 18, 1);
  

Senzorul are urmatoarele caracteristici:

struct sensor_data{
 int echo_pin;
 int trig_pin;
 int measured_distance_cm;
 int label_xpos; // x position of the distance label 
 int label_ypos; // y position of the distance label
 int label_width; // calculated width of the distance string
 int label_startpos_x; // start X position for the label
 int label_startpos_y; // start Y position for the label
 int label_endpos_x; // end X position for the label
 int label_endpos_y; // end Y position for the label
};

Principalele algoritmi implementate în firmware includ: Logica de pornire a ledului si buzzerului(ce este comentat este cu functii arduino avand aceeasi functionalitate):

  if(sensor.measured_distance_cm >= 2 && sensor.measured_distance_cm <= 25){
  //analogWrite(LED, 254);
  OCR2A = 254;
  tone(BUZZER,300);
  //setBuzzerFrequency(50);
  }
  else if(sensor.measured_distance_cm > 25 && sensor.measured_distance_cm <= 50) {
  //      analogWrite(LED, 127);
  OCR2A = 127;
  tone(BUZZER, 200);
  //setBuzzerFrequency(100);
  }
  else if(sensor.measured_distance_cm > 50 && sensor.measured_distance_cm <= 75) {
  //analogWrite(LED, 64);
  OCR2A = 64;
  tone(BUZZER, 100);
  //setBuzzerFrequency(200);
  }
  else {
  //analogWrite(LED, 0);
  OCR2A = 0;
  //noTone(BUZZER);
  TCCR0A &= ~((1 << COM0A1) | (1 << COM0A0));
  }

Actualizarea și afișarea informațiilor pe ecranul OLED, inclusiv distanța față de obstacol. Astfel, o imagine pe ecranul OLED va arata asa:

// 'car_image', 56x15px
const unsigned char epd_bitmap_car_image [] PROGMEM = {
 0xc0, 0x40, 0x00, 0x00, 0x00, 0x02, 0x03, 0xc0, 0x8f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xf1, 0x03, 0xe0, 0x70, 
 0x00, 0x00, 0x00, 0x0e, 0x07, 0xff, 0x00, 0xff, 0xff, 0xff, 0x00, 0xff, 0xc0, 0xff, 0x00, 0x00, 
 0x00, 0xff, 0x03, 0xc0, 0x00, 0x05, 0x75, 0xc0, 0x00, 0x03, 0x47, 0xf8, 0x05, 0x51, 0x40, 0x1f, 
 0xe2, 0x47, 0xfc, 0x05, 0x65, 0x80, 0x3f, 0xe2, 0x40, 0x78, 0x06, 0x45, 0x40, 0x1e, 0x02, 0x30, 
 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x0c, 0x1e, 0x01, 0xff, 0xff, 0xff, 0x80, 0x78, 0x07, 0xe2, 0x00, 
 0x00, 0x00, 0x47, 0xe0, 0x00, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0x00, 0x00, 0xbf, 0xff, 0xff, 0xff, 
 0xfd, 0x00, 0x00, 0x60, 0x00, 0x00, 0x00, 0x06, 0x00
};

setup(): Inițializează configurările necesare pentru comunicarea cu senzorul cu ultrasunete și ecranul OLED. unsigned long measurePulseHigh(uint8_t pin): Realizează măsurarea distanței cu senzorul ultrasonic.

unsigned long measurePulseHigh(uint8_t pin) {
  unsigned long startTime = 0;
  unsigned long endTime = 0;
  
  while (!(PIND & (1 << pin)));
  // Record the start time
  startTime = micros();
  // Wait for the pulse to end
  while (PIND & (1 << pin));
  endTime = micros();

  return endTime - startTime;
}

  unsigned long duration = measurePulseHigh(PIN_ECHO);
  float distance_cm = duration * 0.034 / 2; // se inmulteste cu viteza sunetului (cm/us) and se imparte la 2(pentru distanta undei inainte si inapoi)

loop(): Implementează bucla principală a programului, care: Procesează datele și actualizează afișajul pe ecranul OLED. Gestionează alte acțiuni sau funcționalități specifice proiectului, cum ar fi semnalarea sonoră în caz de apropiere excesivă de obstacol.

Export to PDF