Proiectul constă în realizarea unei lămpi inteligente controlate prin gesturi și sunete. Scopul său este de a oferi o interacțiune modernă și intuitivă cu o sursă de lumină, ideală pentru mediul de acasă.

Lampa răspunde la mișcări ale mâinii: un gest de trecere laterală pornește sau oprește lumina, iar o mișcare verticală (sus/jos) reglează intensitatea acesteia. De asemenea, o bătaie din palme determină schimbarea automată a culorii sau a animației de culoare. Pentru un plus de funcționalitate, un ecran LCD afișează în timp real ora și temperatura ambientală, oferind un feedback vizual constant.

Proiectul este construit pe baza unui Arduino Nano și integrează mai mulți senzori – de gesturi, sunet și temperatură – pentru a transforma o lampă obișnuită într-un dispozitiv inteligent și adaptabil, potrivit pentru orice locuință modernă.

Lampa se controlează fără butoane, doar prin:

Gesturi: Trecerea mâinii → pornește/oprește lumina | Menținerea mâinii → reglează intensitatea

Clapuri (sunet): 3 bătăi → mod schimbare culoare | Alte bătăi → schimbă culoarea

LCD: Afișează ora și luminozitatea lampei

Aprindere automată pe bază de lumină: Lampa se aprinde automat când fotorezistorul detectează întuneric.

Aici se regăsesc toate elementele ce țin de proiectarea hardware: lista de componente, scheme electrice, diagrame de semnal și rezultate ale simulării.

- HC-SR04 – Senzor ultrasonic (detectează gesturile mâinii)

- Microfon KY-038 – Senzor de sunet (detectează clapuri)

- Senzor de temperatură (LM35D ) – Măsurare temperatura

- DS1302 Real Time Clock with battery (CR2032 3V) – RTC ceas

- Banda de LED-uri WS2812 RGB – Afișează lumină colorată controlată digital

- Display LCD (opțional) – Afișează ora și temperatura

- Arduino Nano – Controlează toți senzorii și LED-urile

- Rezistență 330Ω – Protecție pentru semnalul de date al benzii de LED-uri

- Sursă de alimentare 5V 2A/3A – Alimentare stabilă pentru toate componentele

- Breadboard – Pentru conexiuni temporare și testare

- Fire Mama-Mama, Tata-Tata, Mama-Tata – Pentru conectarea componentelor

- Fotorezistor – Lampa se aprinde automat cand e intuneric

Calculul estimativ al consumului de energie pentru proiect:

• Fiecare LED consumă aprox. 40 mA la culoare albă maximă (toate culorile activate)
• 40 LED-uri × 40 mA = 1600 mA = 1.6 A

• HC-SR04 (senzor ultrasonic): ~15 mA
• KY-038 (microfon): ~3–5 mA
• Fotorezistor: ~0.1–0.2 mA
• DS1302 (ceas RTC): ~1–2 mA (alimentat cu baterie CR2032)
• LCD 1602 cu I2C: ~20 mA
• Arduino Nano: ~30 mA (fără sarcină semnificativă pe pinii digitali)

• Fără banda LED: aprox. 70 mA
• Cu banda LED activată la maxim: aprox. 1.7 A

⚠️ Observație: Banda LED este alimentată direct din sursa externă de 5V, nu prin regulatorul Arduino, deoarece acesta nu suportă curenți >500 mA.

Implementarea componentelor hardware este funcțională, iar imaginea de mai sus reflectă configurația testată. Următoarele funcționalități au fost testate și validate cu succes:

• ➤ Mișcarea mâinii stânga-dreapta → pornește/oprește lampa
• ➤ Mișcarea mâinii sus-jos → reglează intensitatea luminozității

• ➤ 3 bătăi din palme → activează modul de ciclu automat de culori
• ➤ Bătăi ulterioare → schimbă culoarea manual

• ➤ Se afișează în timp real ora și data, preluate de la modulul RTC (DS1302)
• ➤ Se afișează temperatura ambientală, măsurată cu senzorul LM35D

• Toate componentele sunt conectate corect pe breadboard
• Alimentarea este asigurată de o sursă de 5V 2A, suficientă pentru consumul întregului sistem

▸ Banda WS2812 consumă aproximativ 1.6A la luminozitate maximă

• Integrarea gesturilor pe un singur senzor ultrasonic cu filtrare mediană + exponentială.
• Mod “color-mode” activat prin 3 clapuri – comută temporar logica într-un mod de schimbare rapidă a culorilor cu timeout hardware de 2 s.
• Pulse-feedback (fade rapid) la confirmarea fiecărei acțiuni pentru un UX plăcut.

// În loop():
int d = getDistance();    // 1️⃣ citire brută
d = filterMedian(d);      // 2️⃣ spike-killer (mediană pe 3 probe)
d = filterSkip(d);        // 3️⃣ ignoră salturi >40 cm / ecouri ratate
d = expFilter(d);         // 4️⃣ low-pass α = 0.25

// ---- filterMedian ----  (buffer circular + formulă mediană)
buf[idx] = v;                         // salvez noua citire
idx = (idx + 1) % 3;                  // rotim indexul (0-1-2)
return (max(b[0],b[1]) == max(b[1],b[2]))
             ? max(b[0],b[2])
             : max(b[1], min(b[0],b[2])); // mediana

// ---- filterSkip ----  (respinge salturi mari / 0 nevalid)
if (abs(prev - v) > 40 || v == 0) {          // >40 cm ori 0 ⇒ suspect
    if (++skip > 6) { prev = v; skip = 0; }  // accept după 6 confirmări
    else            { v = prev; }            // altfel păstrez valoarea veche
} else skip = 0;

// ---- expFilter ----
lamp.filt = (v>0)
        ? lamp.filt + ((v*16L - lamp.filt) >> 2)    // += α·(nou-vechi)
        : 0;                                        // semnal „0” ⇒ reset
return lamp.filt >> 4;                              // /16, back to int

* Filtrare în 3 paşi (median → skip-noise → exponential) pe distanţa ultrasonică ⇒ jitter ↓ ~70 %.

* Timer hardware pentru inactivitate în loc de `millis()` ⇒ încărcare CPU redusă.

* SmoothSetBrightness() – tranziţie în paşi mici, fără flicker vizibil.

Proiect dezvoltat în Visual Studio Code + PlatformIO; tot codul sursă se află în directorul `src`.

└── src
    ├── main.cpp           # punct de intrare
    ├── DS1302.cpp         # implementare driver RTC
    ├── DS1302.h           # interfață DS1302
    └── VirtualButton.h    # click / hold pe distanță

• Control gesturi perfect funcțional: timp mediu de reacție ≈ 120 ms.
• Detectare clapuri robustă: 0 declanșări false în test 10 min / cameră liniștită; clap detectat la ≈1 m.
• Reglare luminozitate 10–255 fără flicker vizibil.
• Mod ciclu culori: 7 culori; schimb instant la o singură bătaie.
• Afișaj LCD actualizat la 1 s fără glitch-uri.
• Consumul total la white full-bright: ~1.68 A; idle (LED off) ~12 mA.

Proiectul dat a demonstrat o interacțiune intuitivă și modernă cu un sistem de iluminare folosind doar gesturi și sunet, fără butoane fizice. Prin integrarea mai multor senzori și utilizarea optimă a resurselor disponibile pe Arduino Nano, lampa poate fi controlată complet hands-free și oferă feedback vizual adaptiv (culoare, luminozitate, animații).

✔️ Controlul gesturilor este fiabil în intervalul 5–40 cm

✔️ Sistemul de detectare a clapurilor este stabil și configurabil (cu debounce și timeout hardware)

✔️ Luminozitatea este reglabilă fin, cu tranziții fluide (PWM)

✔️ Informațiile afișate (ora și temperatura) oferă utilitate în plus față de iluminat

Funcțiile implementate acoperă toate cerințele milestone-urilor hardware & software, iar proiectul este scalabil: poate fi extins cu Bluetooth, control WiFi sau integrare Home Assistant.

• GitHub – Cod sursă Smart Lamp

• YouTube video – Demo Smart Lamp