What is the project about? Paper Plane Radar is a distance-based tracking system using an ultrasonic sensor and a microcontroller. It detects the flight of a paper airplane and calculates both its speed and angle of movement, displaying them on a simple LED matrix. A warning LED simulates radar alert behavior when a target is detected.

What is the project's purpose? The purpose of this project is to simulate a minimalistic radar system using low-cost components and to practice real-time measurement and feedback systems in embedded environments.

What inspired the idea? The idea came from the fascination with radar systems and motion tracking. By adapting this concept to something as lighthearted as a paper airplane, the project makes radar concepts tangible and interactive while remaining technically relevant and accessible.

Why is this project useful? It offers a hands-on experience with sensor data acquisition, time-based calculations, and visual output. It is useful for learning embedded system design principles, especially in motion tracking and data visualization scenarios, and could serve as a fun educational tool or demo.

Block Diagram

Utilizare PINI

Arduino Mega:

Senzori Ultrasonic HC-SR04 (x4):

LCD I2C:

Buzzer Pasiv:

Bill of Materials

Total Cost: 128.68 lei

Electrical Diagram

``

• Platformă: Arduino Mega 2560
• IDE: PlatformIO cu Visual Studio Code
• Limbaj: C/C++ (stil Arduino)

• LiquidCrystal_I2C.h – pentru afișajul pe ecranul LCD prin interfață I2C
• Wire.h – necesară pentru comunicarea I2C
• stdlib.h, util/delay.h – pentru conversii, manipulare de date și întârziere precisă

• Laboratorul 0 – GPIO
  • Configurarea pinilor pentru senzori (trig și echo) și buzzer-ul piezoelectric

• Laboratorul 1 – UART
  • Afișarea informațiilor de debug prin consola serială

• Laboratorul 2 – Întreruperi externe
  • Folosirea vectorului de întrerupere PCINT0_vect pentru detectarea precisă a semnalelor echo

• Laboratorul 3 – Timere / PWM
  • Timer1 – configurat în modul CTC pentru generarea trigger-ului periodic către senzori
  • Timer2 – folosit ca cronometru hardware pentru măsurarea timpului dintre două detecții
  • PWM – generat pentru buzzer în funcție de viteza detectată

• Laboratorul 6 – I2C
  • Folosit pentru afișajul pe ecranul LCD I2C

1. Scanare ciclică a senzorilor ultrasonici: fiecare senzor este activat pe rând cu semnal trigger generat de Timer1
2. Măsurare distanță: comparație între distanțele curente și anterioare pentru detecția unei scăderi bruște
3. Calcul viteză: dacă două perechi de senzori detectează scăderi succesive, se calculează timpul și viteza
4. Afișare pe LCD: viteza este afișată pe ecran cu două zecimale
5. Semnalizare buzzer: ton generat proporțional cu viteza (frecvență mai mare pentru viteză mai mare)

setup():
  - Configurează pinii pentru trigger (OUTPUT) și echo (INPUT)
  - Inițializează LCD-ul I2C și UART-ul
  - Setează întreruperile pentru echo (PCINT)
  - Configurează Timer1 pentru trigger periodic
  - Configurează Timer2 pentru măsurarea timpului
 
loop():
  - Pentru fiecare pereche de senzori:
      dacă ambele au citiri noi:
          - Calculează distanțele
          - Verifică dacă a avut loc o scădere bruscă
          - Dacă ambele perechi detectează:
              - Calculează timpul dintre evenimente
              - Calculează viteza
              - Afișează viteza pe LCD
              - Generează ton pe buzzer
 
ISR(TIMER1_COMPA):
  - Trimite un impuls trigger către următorul senzor din ciclu
 
ISR(TIMER2_OVF):
  - Incrementează contorul de timp (folosit pentru calculul vitezei)
 
ISR(PCINT0_vect):
  - Detectează fronturile pe pinul de echo (rising/falling)
  - Calculează durata impulsului ultrasonic pentru a deduce distanța