This is an old revision of the document!
Smart desk clock
Introducere
Proiectul constă în realizarea unui ceas de birou inteligent bazat pe microcontrolerul ATmega328p (placă compatibilă Arduino UNO). Acest dispozitiv afișează ora curentă, temperatura și umiditatea mediului ambiant, toate prezentate pe un ecran LCD cu interfață I2C. De asemenea, ceasul este capabil să emită alarme sonore prin intermediul unui buzzer piezo, în funcție de condiții presetate sau ora programată.
Scopul principal al proiectului este de a crea un dispozitiv accesibil, funcțional și ușor de personalizat, care să îmbine mai multe funcții utile într-un format compact. Am pornit de la ideea de a îmbunătăți ceasurile clasice, adăugând funcții de monitorizare a mediului și posibilitatea alertelor sonore, fără a depinde de componente scumpe sau complexe.
Consider că acest proiect este util atât pentru mine, ca mod de aprofundare a cunoștințelor în domeniul sistemelor embedded, cât și pentru alți utilizatori care doresc un ceas inteligent personalizat, ideal pentru birou, casă sau chiar ca bază pentru proiecte mai avansate precum sisteme de automatizare sau stații meteo
Descriere generală
Voi folosi microcontrolerul Arduino UNO (ATmega328p) care procesează datele de la senzori, controlează afișajul și buzzerul. LCD 1602 I2C se folosește pentru a afișa ora, temperatura și umiditatea, primește date de la Arduino prin protocol I2C. DHT22 este senzorul de temperatură și umiditate, trimite date către Arduino pentru a fi afișate. Folosesc buzzer-ul pentru semnal sonor (alarmă sau avertizare) și este controlat de Arduino cu funcția tone(). Butonul (opțional) poate seta ora sau declanșa manual alarma și este citit de Arduino ca intrare digitală Alimentare va fi prin USB/Baterie.
Fluxul de date:
- Senzorul DHT22 măsoară temperatura și umiditatea.
- Arduino preia aceste date și:
- Le afișează pe LCD.
- Activează buzzerul dacă sunt depășite praguri prestabilite (ex: >30°C).
- Butonul poate fi folosit pentru a seta ora sau porni o alarmă manual.
- Sistemul este alimentat fie prin USB, fie cu o baterie de 9V prin mufă DC.
Hardware Design
Piese:
- DHT22
- LCD 1602 I2C
- Buzzer
- Buton (opțional)
- Arduino UNO (ATmega328p)
- Alimentare (USB/Baterie)
Modul în care sunt conectate modulele la microcontroller-ul ATmega328P
LCD 1602 cu interfață I2C
A fost conectat la pinii SDA și SCL ai microcontroller-ului, care corespund cu A4 (SDA) și A5 (SCL) pe placa Arduino UNO. Alimentarea display-ului este realizată prin conectarea pinului VCC la +5V și GND la GND. Comunicarea se face prin protocol I2C, ceea ce reduce semnificativ numărul de fire necesare comparativ cu conexiunea paralelă.
Senzorul de temperatură și umiditate DHT22
Pinul de date este conectat la unul dintre pinii digitali ai ATmega328P, de exemplu PD2 (D2). Pentru funcționarea corectă, este necesară o rezistență de pull-up de 10kΩ între pinul de date și VCC (așa cum este indicat în datasheet-ul senzorului). Alimentarea senzorului este asigurată prin conectarea pinului VCC la 5V și GND la masă.
Buzzer pasiv (Piezo 20mm)
Acesta este conectat la unul dintre pinii digitali de pe ATmega328P, de exemplu PD3 (D3). Deoarece este un buzzer pasiv, trebuie comandat prin semnale PWM sau schimbări rapide de stare logică pentru a genera sunete. VCC și GND sunt conectate corespunzător la sursa de alimentare.
Buton de reset (opțional)
Acesta este legat la pinul RESET al microcontrollerului, împreună cu o rezistență de pull-up de 10kΩ la VCC, pentru a evita resetările neintenționate. Apăsarea butonului trage pinul RESET la GND, repornind sistemul.
Alimentare
Toate componentele sunt alimentate la +5V, care poate proveni fie de la un cablu USB conectat la Arduino, fie de la o sursă externă (ex. baterie de 9V cu regulator onboard).
Comunicare pe I2C
Pentru comunicarea între microcontroller și perifericele I2C (precum LCD-ul 1602 cu interfață I2C și, opțional, alți senzori compatibili), am decis să folosesc magistrala I2C/TWI integrată în ATmega328P. Protocolul I2C este ideal în acest context deoarece permite conectarea mai multor dispozitive pe aceleași două fire de semnal, reducând semnificativ complexitatea cablajului.
Am realizat conexiunile astfel: SDA (Date) → conectat la pinul A4 al ATmega328P. SCL (Clock) → conectat la pinul A5. VCC → alimentat la +5V, întrucât modulul LCD suportă această tensiune. GND → comun cu restul circuitului.
- 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
Software Design
- 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
Rezultate Obţinute
Concluzii
Download
.
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.
Jurnal
Bibliografie/Resurse
