Show page

Differences

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

--- pm:prj2025:atoader:raluca_aida.preda [2025/05/09 18:30]
raluca_aida.preda [Introducere]
+++ pm:prj2025:atoader:raluca_aida.preda [2025/05/25 18:43] (current)
raluca_aida.preda
@@ Line 2: / Line 2: @@
 ===== Introducere =====
 Proiect realizat de Preda Raluca-Aida, 334CA
-asaa [aa]
-<note tip>
+**Despre ce este proiectul?** \\
-Prezentarea pe scurt a proiectului vostru:
+Proiectul constă într-un cântar de bucătărie bazat pe o Placă de Dezvoltare compatibilă cu Arduino UNO. Dispozitivul măsoară greutatea ingredientelor și afișează valoarea pe un ecran LCD.
-  * ce face
-  * care este scopul lui
+**Care este scopul proiectului?** \\
-  * care a fost ideea de la care aţi pornit
+Scopul acestui proiect este de a oferi o soluţie precisă şi accesibilă pentru cântărirea ingredientelor în bucătărie, astfel încât utilizatorul să poată prepara reţete cu doze exacte şi rapiditate.
-  * de ce credeţi că este util pentru alţii şi pentru voi
-</note>
+**Ce a inspirat ideea?** \\
+Inspiraţia a venit din nevoia de precizie în gătit şi cofetărie, unde diferenţa de câteva grame poate afecta reuşita unei reţete. Fascinaţia pentru proiecte embedded şi senzori de forţă m-a motivat să explorez modul în care un load cell şi un microcontroller simplu precum ATmega328p pot lucra împreună pentru un dispozitiv practic şi educaţional.
+**De ce este util acest proiect?** \\
+Acest cântar de bucătăriedemonstrează cum componente electronice low-cost pot fi combinate pentru a crea un aparat util în viaţa de zi cu zi. Pe lângă beneficiile practice ale cântăririi precise, proiectul are valoare educaţională, întrucât învaţă interfeţarea senzorilor, protocolul HX711, gestionarea afișajelor.
 ===== Descriere generală =====
-<note tip>
+{{:pm:prj2025:atoader:d3.png?|}}
-O schemă bloc cu toate modulele proiectului vostru, atât software cât şi hardware însoţită de o descriere a acestora precum şi a modului în care interacţionează.
-Exemplu de schemă bloc: http://www.robs-projects.com/mp3proj/newplayer.html
+==== Descrierarea componentelor ====
-</note>
+**Arduino UNO R3 (ATmega328P + ATmega16U2)**
+    * Primește datele de greutate de la HX711.
+    * Procesează intrările de la butoane.
+    * Gestionează afișajul și redarea audio.
+    * Comunică cu toate celelalte componente prin GPIO, I2C, PWM și SPI.
+**Load Cell + Amplificator HX711**
+    *Transformă forța mecanică (greutatea ingredientelor) în semnal digital.
+    *Load cell-ul generează un semnal analog proporțional cu greutatea, iar modulul HX711 realizeazăconversia A/D.
+    *Comunică cu Arduino prin două linii digitale.
+**Butoane (Tare și Selectare Unitate)**
+    *Tare: resetează greutatea afișată la zero.
+    *Selectare Unitate: comută între grame și uncii.
+    *Fiecare buton este conectat la un pin GPIO al plăcii Arduino UNO R3.
+**LCD Display**
+    *Afișează greutatea măsurată și unitatea selectată.
+    *Conectat la Arduino pe magistrala I2C, folosind doar două fire pentru date și ceas.
+**Modul SD (Card Reader)**
+    *Stochează fișiere audio.
+    *Arduino citește aceste fișiere WAV/RAW de pe card prin SPI și le trimite către buzzer pentru redare.
+**Buzzer**
+    *Redă audio-ul citit de pe cardul SD.
+    *Este controlat de Arduino printr-un pin PWM, care produce semnalul necesar decodării și redării pe buzzer.
 ===== Hardware Design =====
-<note tip>
+==== Lista Componentelor ====
-Aici puneţi tot ce ţine de hardware design:
-  * listă de piese
-  * scheme electrice (se pot lua şi de pe Internet şi din datasheet-uri, e.g. http://www.captain.at/electronic-atmega16-mmc-schematic.png)
-  * diagrame de semnal
-  * rezultatele simulării
-</note>
-===== Software Design =====
+^ Nume ^ Cantitate ^ Preț per unitate (lei) ^
+|Placa de Dezvoltare Compatibila cu Arduino UNO R3 (ATmega328p + ATmega16u2) + cablu|1|54.37|
+|LCD Display|1|16.34|
+|Buzzer|1|1.40|
+|Button|2|0.36|
+|Breadboard|1|9.98|
+|Celula de Sarcina de 5 kg cu Amplificator HX711|1|25.85|
+|Cititor de card SD|1|28.16|
+^  Prețul total: 136.82 lei  ^^^^
+{{:pm:prj2025:atoader:schema.png?700|}}
+  - Arduino UNO
+    - Microcontroller principal care orchestrează întregul sistem.
+    - Tensiune de lucru: 5 V
+    - Interfețe utilizate:
+      *I2C → comunicație cu LCD-ul 1602 (SDA pe A4, SCL pe A5)
+      *SPI → comunicație cu modulul SD-card (CS → D10, MOSI → D11, MISO → D12, SCK → D13)
+      *Digital I/O → legături cu HX711 (DT → D3, SCK → D2)
+      *PWM → generare de tonuri cu buzzerul pasiv (tone()) pe D9
+      *GPIO → citirea stării butoanelor pe D7 și D8 cu pull-down extern
+    -Motivație: UNO oferă toate interfețele necesare (I2C, SPI, PWM, GPIO), are suport extins de biblioteci pentru HX711, SD-card și LCD, și e ideal pentru prototipare rapidă.
+  - HX711 Load Cell Amplifier + Celulă de sarcină
+    - Modulul HX711 convertește semnalul analogic de la celula de sarcină într-un stream digital, permițând măsurarea greutății.
+    - Pini utilizați:
+      *DT (Data) → D3 (digital input)
+      *SCK (Clock) → D2 (digital output)
+      *VCC → 5 V
+      *GND → GND
+    - Motivație: HX711 oferă o rezoluție înaltă (24 biți) și comunică ușor prin doi pini digitali, ideal pentru măsurători precise de greutate.
+  - Modul SD-Card (microSD)
+    - Permite stocarea locală a datelor (greutate, timpi, evenimente).
+    - Interfață: SPI
+    - Pini utilizați:
+      *CS → D10
+      *DI (MOSI) → D11
+      *DO (MISO) → D12
+      *SCK → D13
+      *VCC → 5 V
+      *GND → GND
+    - Motivație: SD-card-urile sunt ieftine, ușor de integrat și permit logarea pe termen lung fără a încărca memoria internă a Arduino.
+  - LCD 1602 cu interfață I2C
+    - Afișează valorile măsurate şi mesaje de stare.
+    - Pini utilizați:
+      *SDA → A4
+      *SCL → A5
+      *VCC → 5 V
+      *GND → GND
+    - Motivație: Interfața I2C reduce numărul de fire la doar 2 (plus VCC/GND), eliberând pini digitali și simplificând cablajul.
+  - Buzzer pasiv
+    - Emite semnale sonore de alertă.
+    - Pin semnal → D9 (PWM-capable)
+    - GND → GND
+    - Motivație: Pinul D9 suportă tone(), permițând generarea de tonuri la diferite frecvențe pentru semnalizare acustică.
+  - Butoane tactile (×2)
+    - Permit utilizatorului să interacționeze cu sistemul (pornire/oprire, reset, navigare meniu etc.).
+    - Pini semnal → D7 și D8 (GPIO)
+    - Pull-down extern → rezistențe de 10 kΩ către GND
+    - Configurare software: pinMode(pin, INPUT); digitalRead(pin);
+    - Motivație: folosirea rezistențelor de pull-down externe asigură stabilitate a citirii și pini digitali liberi pentru butoane.
+  - Breadboard + cabluri jumper
+    - Asigură interconectarea rapidă și flexibilă a componentelor.
+    - Tipuri de fire: mamă-mamă pentru module, tată-mamă pentru legături la Arduino.
+    - Motivație: prototipare fără lipire, posibilitate de reconfigurare rapidă.
+{{:pm:prj2025:atoader:cantar_2025-05-18.png?800|}}
+===== Software Design =====
+**Mediu de dezvoltare:**
+  * Arduino IDE
+**Librării:**
+  * SPI.h – pentru comunicaţia SPI cu modulul SD.
+  * SD.h – pentru citirea de fişiere de pe cardul SD (findFirstWav, parseWavHeader).
+  * HX711.h – driverul standard pentru conversia celulei de sarcină (tare, get_units).
+  * avr/interrupt.h – pentru definirea şi folosirea ISR-ului Timer1_COMPA_vect.
+  * În plus, nu folosim nicio librărie I²C: am implementat “bit-banged” direct pe D2/D4.
+**Structuri și algoritmi:**
+  * Structuri:
+    * Enumerare enum Unit { KG, G, ML, DL, OZ } — facilitează ciclarea între unităţi de măsură.
+    * Arrays pentru debounce (lastDebounceTime[3], lastBtnState[3]).
+  * Algoritmi
+    * Debounce simplu: compară starea curentă a fiecărui buton cu ultima, cu o întârziere minimă (debounceDelay).
+    * State-machine PWM-WAV:
+      * playing = false/true → ISR sau buclă principală porneşte/opreşte redarea.
+      * Logica threshold (dacă greutatea > 4.5 kg → porneşte WAV, altfel → opreşte).
+    * Bit-banged I²C: secvenţă de start, byte-by-byte, ACK/NACK, stop – implementată manual pentru LCD.
+    * Header parsing WAV:
+      * Sari peste „RIFF” + „fmt” (12 octeți), apoi citești câte 8 bytes per chunk până găsești „data”.
+** Funcții implementate:**
+  * setup() – inițializări (SD, PWM, Timer ISR, LCD, HX711, butoane).
+  * loop() –
+    * Debounce & acțiuni butoane (tare, lock, schimb unitate).
+    * Citire greutate și aplicare offset/tare.
+    * Control redare WAV după pragul de 4.5 kg.
+    * Conversie greutate în unități și afișare pe LCD.
+  * ISR(TIMER1_COMPA_vect) – citește octet cu octet şi scrie în registrele PWM.
+  * findFirstWav(), parseWavHeader(File &f) – căutare şi poziționare pentru fișierul WAV.
+  * I²C bit-banged routines: i2c_start(), i2c_write_bit(), i2c_read_ack(), pcf_write(), lcd_cmd(), lcd_data() etc.
+  * Debounce logic – în loop compararea stărilor şi actualizarea timpurilor.
-<note tip>
+Codul sursă: {{:pm:prj2025:atoader:cod-cantar.zip|}}
-Descrierea codului aplicaţiei (firmware):
-  * mediu de dezvoltare (if any) (e.g. AVR Studio, CodeVisionAVR)
-  * librării şi surse 3rd-party (e.g. Procyon AVRlib)
-  * algoritmi şi structuri pe care plănuiţi să le implementaţi
-  * (etapa 3) surse şi funcţii implementate
-</note>
 ===== Rezultate Obţinute =====