Show page

Differences

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

--- pm:prj2025:ccristi:agavrilut [2025/05/25 22:24]
agavrilut [Conexiuni hardware]
+++ pm:prj2025:ccristi:agavrilut [2025/05/28 02:34] (current)
agavrilut [Aplicația MiniSynth Recorder]
@@ Line 41: / Line 41: @@
   * Apăsarea celor 8 butoane pentru a reda note muzicale, folosind buzzer-ul pasiv
   * Ajustarea frecvenței notelor prin rotirea potențiometrului
-    * În poziția minimă a potențiometrului, sunt redate notele din gama C4-C5, iar prin rotirea acestuia spre dreapta, frecvențele cresc gradual
+    * În poziția minimă a potențiometrului, sunt redate notele din gama C4-C5, iar prin rotirea acestuia spre dreapta, frecvențele cresc gradual, până la C5-C6
 . **//Modul record//**
@@ Line 112: / Line 112: @@
 | Buzzer           | D10         | PB2 (OC1B)        | Ieșire PWM pe Timer1                                   |
 | HC-05 STATE      | D13         | PB5               | Indică starea conexiunii Bluetooth                     |
-| HC-05 RXD        | TX0         | PD1               | Comunicare UART (USART0), Arduino->HC-05, conectat prin divizor de tensiune (2kΩ și 1kΩ) |
+| HC-05 RXD        | TX0         | PD1               | Comunicare UART (USART0), Arduino->HC-05, conectat prin divizor de tensiune (2kΩ și 1kΩ), pentru că pinul RXD funcționează la 3.3V |
 | HC-05 TXD        | RX0         | PD0               | Comunicare UART (USART0), HC-05->Arduino             |
 ==== Imagini ====
+{{:pm:prj2025:ccristi:whatsapp_image_2025-05-28_at_00.50.06_ffb0866b.jpg?nolink&600|}}
 Inițial am conectat pinii RX și TX de pe HC-05 la D11 și D12, în ideea de a folosi SoftwareSerial. Ulterior i-am mutat pe TX1 și RX0 și am renunțat complet la bibliotecile Arduino.
@@ Line 138: / Line 140: @@
 **''main.cpp''**
-Fișierul principal conține funcția ''setup()'' și bucla ''while(1)'', în care sunt apelate funcțiile de actualizare:
+Fișierul principal conține funcția ''setup()'' și bucla ''while(1)'', în care sunt apelate funcțiile de actualizare
-  * ''update_bt_state()'' – verifică dacă modulul HC-05 este conectat, controlează LED-ul albastru și dezactivează modul record în caz de deconectare
+  * ''update_bt_state()'': verifică dacă modulul HC-05 este conectat, controlează LED-ul albastru și dezactivează modul record în caz de deconectare
-  * ''update_notes()'' – detectează apăsarea butoanelor, aplică pitch shift în funcție de potențiometru, redă nota pe buzzer și trimite mesaje seriale dacă înregistrarea e activă
+  * ''update_notes()'': detectează apăsarea butoanelor, aplică pitch shift în funcție de potențiometru, redă nota pe buzzer și trimite mesaje seriale dacă înregistrarea e activă
-  * ''update_rec_mode()'' – comută între modurile normal și record la apăsarea butonului de înregistrare, controlează LED-ul roșu și trimite serial mesaje de control
+  * ''update_rec_mode()'': comută între modurile normal și record la apăsarea butonului de înregistrare, controlează LED-ul roșu și trimite serial mesaje de control
 **''io_utils.h''**
-Funcții pentru configurarea pinilor, folosind structura ''IOPin'', care conține toate registrele asociate unui pin:
+Funcții pentru configurarea pinilor, folosind structura ''IOPin'', care conține toate registrele asociate unui pin
-  * ''conf_input(IOPin)'' – setează pinul ca intrare
+  * ''conf_input(IOPin)'': setează pinul ca intrare
-  * ''conf_input_pullup(IOPin)'' – configurare ca intrare cu rezistor de pull-up activ
+  * ''conf_input_pullup(IOPin)'': configurare ca intrare cu rezistor de pull-up activ
-  * ''conf_output(IOPin)'' – setează pinul ca ieșire
+  * ''conf_output(IOPin)'': setează pinul ca ieșire
-  * ''read_pin(IOPin)'' – returnează starea pinului
+  * ''read_pin(IOPin)'': returnează starea pinului
-  * ''set_pin_high(IOPin)'' / ''set_pin_low(IOPin)'' – controlează nivelul logic pe pin
+  * ''set_pin_high(IOPin)''/''set_pin_low(IOPin)'': controlează nivelul logic pe pin
 **''buzzer.h''**
-Controlul buzzer-ului prin PWM, folosind Timer1:
+Controlul buzzer-ului prin PWM, folosind Timer1
-  * ''buzzer_init()'' – configurează Timer1 în modul Fast PWM, cu top în ICR1 și ieșire pe pinul OC1B (PB2)
+  * ''buzzer_init()'': configurează Timer1 în modul Fast PWM, cu top în ICR1 și ieșire pe pinul OC1B (PB2)
-  * ''play_note(frequency)'' – calculează valoarea pentru ICR1 în funcție de frecvența dată, activează pinul OC1B și configurează semnalul PWM
+  * ''play_note(frequency)'': calculează valoarea pentru ICR1 în funcție de frecvența dată, activează pinul OC1B și configurează semnalul PWM
-  * ''stop_note()'' – dezactivează PWM, setează pinul pe LOW și apoi pe input pentru a opri complet sunetul
+  * ''stop_note()'': dezactivează PWM, setează pinul pe LOW și apoi pe input pentru a opri complet sunetul
 **''adc_pot.h''**
-Citirea valorii de la potențiometru prin ADC0:
+Citirea valorii de la potențiometru prin ADC0
-  * ''adc_init()'' – inițializează perifericul ADC
+  * ''adc_init()'': inițializează perifericul ADC
-  * ''read_pot_value()'' – returnează valoarea potențiometrului mapată în intervalul 0.0–12.0, folosită pentru calculul pitch shift
+  * ''read_pot_value()'': returnează valoarea potențiometrului mapată în intervalul 0.0–12.0, folosită pentru calculul pitch shift
 **''timer.h''**
-Folosește Timer0 pentru funcții asemănătoare cu Arduino:
+Folosește Timer0 pentru funcții asemănătoare cu Arduino
-  * ''timer0_init()'' – configurează Timer0 în mod CTC, cu întrerupere pe compare match A
+  * ''timer0_init()'': configurează Timer0 în mod CTC, cu întrerupere pe compare match A
-  * ''_millis()'' – returnează timpul scurs în milisecunde, folosit pentru debounce și timestamp-uri
+  * ''_millis()'': returnează timpul scurs în milisecunde, folosit pentru debounce și timestamp-uri
-  * ''_delay(ms)'' – întârziere software folosind ''_millis()''
+  * ''_delay(ms)'': întârziere software folosind ''_millis()''
 **''usart.h''**
-Comunicare serială cu modulul HC-05:
+Comunicare serială cu modulul HC-05
-  * ''usart0_init(ubrr)'' – inițializează USART0 cu baud 9600, format 8N1
+  * ''usart0_init(ubrr)'': inițializează USART0 cu baud 9600, format 8N1
-  * ''usart0_print(str)'' – transmite un șir de caractere prin USART, folosește ''usart0_transmit(c)'', pentru a trasmite câte un caracter
+  * ''usart0_print(str)'': transmite un șir de caractere prin USART, folosește ''usart0_transmit(character)'', pentru a trasmite câte un caracter
 ==== Decizii și detalii de implementare ====
@@ Line 214: / Line 216: @@
 Structura grupează bitul asociat unui pin cu adresele registrelor sale, făcând codul mai lizibil și mai ușor de scris.
+Câmpurile sunt declarate ca ''volatile'', asigurând că valorile registrelor sunt scrise și citite exact în momentul în care sunt accesate în cod.
@@ Line 283: / Line 287: @@
 Permite conectarea la dispozitiv prin port serial și înregistrarea notelor transmise în timp real.
+{{:pm:prj2025:ccristi:screenshot_2025-05-28_005653.png?nolink&500|}}
   * **Port name** – câmp text pentru introducerea portului serial (ex: ''COM11'', ''/dev/ttyUSB0'')
@@ Line 290: / Line 296: @@
   * **Start Recording/Stop Recording** – pornește sau oprește înregistrarea
     * Înregistrarea se oprește automat și la primirea mesajului ''RECORD_OFF'' de la dispozitiv
-    * După oprirea înregistrării, aplicația procesează datele și le salvează într-un fișier ''.mid''
+    * După oprirea înregistrării, aplicația procesează datele și le salvează într-un fișier ''.mid'', în folderul ''recordings''
 **2. View Recordings**
 Afișează toate melodiile înregistrate și permite redarea sau ștergerea acestora.
+{{:pm:prj2025:ccristi:screenshot_2025-05-28_005720.png?nolink&500|}}
   * **Listă de înregistrări** – scrollable, afișează toate fișierele MIDI salvate
@@ Line 301: / Line 309: @@
   * **Play/Stop** – redă melodia selectată sau oprește redarea
   * **Delete** – șterge fișierul selectat
+==== Testare ====
+Am testat funcționalitățile incremental, pe măsură ce le-am implementat, prin observarea comportamentului așteptat sau prin afișarea valorilor prin serial monitor, unde era necesar.
+  * Apăsare butoane - afișarea frecvenței corespunzătoare
+  * Debounce - se afișează un singur mesaj la fiecare apăsare
+  * Buzzer - redarea corectă a frecvențelor
+  * Pitch shift - afișarea valorii citite de la potențiometru, apoi afișarea frecvențelor ajustate și redarea acestora
+    * am verificat că frecvențele calculate corespund cu tabelul de frecvențe ale notelor (de exemplu, la poziția maximă, am verificat că frecvențele corespund gamei C5-C6)
+  * Activare/dezactivare mod record - testat vizual (LED) și prin verificarea mesajelor trimise
+  * Comunicația Bluetooth - testată inițial cu un script care doar citește și afișează mesajele în terminal, ulterior cu aplicația implementată
+    * am testat apoi cazurile speciale: se încearcă înregistrarea fără conexiune, se întrerupe conexiunea în timpul înregistrării
+  * Aplicația Python - am implementat și testat pe rând conectarea, citirea mesajelor (prin afișare în terminal), crearea fișierelor MIDI (testate prin redare cu un player și prin analiza notelor într-un software dedicat), redarea înregistrărilor
+    * am testat cazurile speciale, ex: note fără  ''note_off'', actualizarea interfeței la oprirea înregistrării de către dispozitiv (prin ''RECORD_OFF'') etc.
 ===== Rezultate Obţinute =====
-<note tip>
+[[https://youtu.be/qJW-3LLUZFE|Demo]]:
-Care au fost rezultatele obţinute în urma realizării proiectului vostru.
-</note>
+<HTML><iframe width="560" height="315" src="//www.youtube.com/embed/qJW-3LLUZFE" frameborder="0" allowfullscreen></iframe></HTML>
+{{:pm:prj2025:ccristi:whatsapp_image_2025-05-28_at_00.50.06_043a05d0.jpg?nolink&500|}}
+{{:pm:prj2025:ccristi:whatsapp_image_2025-05-28_at_00.50.06_72c42e1a.jpg?nolink&500|}}
 ===== Concluzii =====
+Proiectul m-a ajutat să înțeleg mai bine conceptele studiate în cadrul laboratoarelor, prin aplicarea practică a noțiunilor de GPIO, UART, PWM, ADC și timere.
+În plus, proiectul mi-a oferit ocazia să învăț noțiuni noi despre formatul MIDI și modul în care se procesează digital muzica, de la conversia frecvențelor în note până la generarea și redarea fișierelor MIDI.
 ===== Download =====
-Firmware: {{:pm:prj2025:ccristi:mini-synth-firmware.zip|}}
+Cod microcontroller: {{:pm:prj2025:ccristi:mini-synth-firmware.zip|}}
 Recorder Python: {{:pm:prj2025:ccristi:mini-synth-recorder.zip|}}
@@ Line 324: / Line 356: @@
 Resurse hardware:
-  * [[https://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/Atmel-7810-Automotive-Microcontrollers-ATmega328P_Datasheet.pdf|Datasheet Atmega328P]]
+  * Datasheet ATmega328P: [[https://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/Atmel-7810-Automotive-Microcontrollers-ATmega328P_Datasheet.pdf|Microchip]]
-  * [[https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/e4/Arduino-nano-pinout.png/1200px-Arduino-nano-pinout.png?20190717220831|Pinout Arduino Nano]]
+  * Pinout Arduino Nano: [[https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/e4/Arduino-nano-pinout.png/1200px-Arduino-nano-pinout.png|Wikipedia]]
+  * Detalii funcționare HC-05 [[https://lastminuteengineers.com/hc05-bluetooth-arduino-tutorial/|Last Minute Engineers]]
+Resurse software:
+  * Exemplu software debounce: [[https://digilent.com/reference/learn/microprocessor/tutorials/debouncing-via-software/start?srsltid=AfmBOopGY96OA4t9osU41cufoSORA-XfGQRbBblO_Mly4EVyrVYBwlT9|Digilent Reference]]
+  * Exemplu structură pin: [[https://www.avrfreaks.net/s/topic/a5C3l000000UZAwEAO/t149008?comment=P-1421885|AVR Freaks]]
+  * Frecvențe note muzicale: [[https://mixbutton.com/music-tools/frequency-and-pitch/music-note-to-frequency-chart|MixButton]]
+  * Formulă pitch shift: [[https://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:1381398/FULLTEXT01.pdf|DiVA portal]]
+Resurse aplicație Python:
+  * Documentație Mido: [[https://mido.readthedocs.io/en/stable/files/midi.html|mido.readthedocs.io]]
+  * Documentație pySerial: [[https://pyserial.readthedocs.io/en/latest/pyserial.html|pyserial.readthedocs.io]]
+  * Documentație Pygame GUI: [[https://pygame-gui.readthedocs.io/en/latest/index.html|pygame-gui.readthedocs.io]]
+  * Exemple Pygame GUI: [[https://github.com/MyreMylar/pygame_gui_examples|pygame_gui_examples (GitHub)]]