Prezentarea pe scurt a proiectului:

• Proiectul “Radar cu camera foto” este un sistem de detecție a vitezei obiectelor, bazat pe doi senzori IR, un LCD pentru afisarea vitezei și un microcontroler, care declanșează o cameră foto (ESP32-CAM) atunci când un obiect depășește o viteză prestabilită.
• Scopul proiectului este de a oferi un prototip simplificat de radar pentru monitorizarea traficului sau a mișcării obiectelor, cu posibilitatea de a capta imagini în timp real.
• Ideea a pornit de la sistemele de supraveghere rutieră, iar proiectul nostru încearcă să creeze o versiune accesibilă a unui astfel de sistem, folosind componente low-cost și programare embedded.
• Este util atât pentru înțelerea conceptelor de timp real și comunicații în sisteme embedded, cât și ca aplicație educativă sau experimentală pentru automatizări.

Aici puneţi tot ce ţine de hardware design:

• listă de piese

• schema electrica

Descriere scurtă a schemei electrice: Această imagine reprezintă schema electrică a unui proiect cu ESP32-CAM, un modul Arduino Nano, doi senzori digitali și un ecran LCD cu interfață I2C.

- ESP32-CAM este conectat la un modul FTDI pentru programare și alimentare. Pinul IO13 este folosit ca intrare pentru declanșarea unei capturi foto.

- Arduino Nano este conectat la doi senzori digitali (de exemplu, senzori IR) care trimit semnale către acesta.

- LCD-ul 16×2 este conectat prin interfață I2C la Arduino, pentru afișarea informațiilor.

- Rezistențele de pe breadboard sunt folosite pentru a reduce tensiunea de la 5V la 3.3V.

- Toate componentele sunt montate pe un breadboard, iar alimentarea este comună între componentele de 5V.

• poza proiect (fara carcasa)

Sistemul de măsurare a vitezei este complet implementat și funcțional, constând din trei componente principale:

Status: Complet implementat și testat

Funcționalități active:

  Detectare obiect prin 2 senzori IR cu întreruperi PCINT

  Calcul viteză bazat pe timp de trecere între senzori (13.8 cm distanță)

  Afișare rezultate pe LCD I2C

  Trimite un semnal pe pinul PD4 daca viteza detectata > 5 km/h

  Comunicare UART pentru debugging și monitorizare

Status: Complet implementat și testat

Funcționalități active:

  Captură automată imagini la detectarea trigger-ului

  Upload imagini prin HTTPS către server cloud

  Configurare cameră optimizată (VGA 640x480, JPEG quality 10)
  
  Conectivitate WiFi stabilă

Status: Deploiat pe Azure Cloud

Funcționalități active:

  Recepție și stocare imagini prin multipart/form-data

  Galerie web pentru vizualizare imagini cu timestamp

  Funcționalitate delete pentru management imagini

  Gestionare errori și logging complet

#include <avr/io.h>        // Control direct registri AVR pentru performanță  
#include <avr/interrupt.h> // Gestionare întreruperi hardware eficientă  
#include <util/delay.h>    // Delay-uri precise pentru timing critic  

Justificare: Am ales programarea directă a registrilor AVR pentru control precis al timer-elor și întreruperilor, esențial pentru măsurători de timp precise (microsecunde).

#include "esp_camera.h"        // API nativ ESP32 pentru control cameră  
#include <WiFiClientSecure.h>  // HTTPS sigur pentru upload cloud  
#include <HTTPClient.h>        // HTTP client optimizat pentru ESP32  

Justificare: Biblioteca esp_camera oferă control granular asupra parametrilor camerei (rezoluție, calitate JPEG, frame rate), în timp ce WiFiClientSecure asigură securitatea transmisiei.

const multer = require('multer');   // Gestionare multipart/form-data  
const express = require('express'); // Framework web rapid și flexibil  

Justificare: Multer este specializat pentru upload-ul fișierelor și gestionează eficient memoria pentru imagini mari, în timp ce Express oferă routing și middleware pentru API RESTful.

Proiectul combină în mod inovator:

  Măsurare fizică precisă (Arduino cu senzori IR)

  Captură video automată (ESP32-CAM cu trigger hardware)

  Storage cloud în timp real (Server Node.js pe Azure)

Aspecte Inovatoare:

  Trigger hardware direct: ESP32-CAM primește semnal direct de la Arduino prin GPIO

  Upload HTTPS automat: Imaginile sunt încărcate instant în cloud fără intervenție umană

  Sincronizare precisă: Captura foto se face exact în momentul detectării vitezei

  Management cloud: Galerie web cu funcții CRUD pentru imagini

ISR(PCINT2_vect) {
  if (!(PIND & (1 << PD2)) && !first_sensor_triggered) {
    start_ticks = micros();
    first_sensor_triggered = 1;
  }
  else if (!(PIND & (1 << PD3)) && first_sensor_triggered) {
    end_ticks = micros();
    measurement_ready = 1;
  }
}

Utilizare: Întreruperile PCINT pe PD2 și PD3 detectează trecerea obiectului prin fața senzorilor IR.

void timer1_init() {
  ICR1 = 0xFFFF;
  TCCR1B = (1 << WGM13) | (1 << WGM12) | (1 << CS11) | (1 << CS10); // Prescaler 64
}

Utilizare: Timer1 în modul CTC pentru măsurători precise de timp.

lcd_set_cursor(0, 0);
lcd_print("Viteza:");
lcd_set_cursor(1, 1);
lcd_print(buf);

Utilizare: Comunicație I2C pentru afișarea rezultatelor pe LCD.

USART0_init(CALC_USART_UBRR(PM_BAUD));
printf("Speed: %.2f km/h\n", speed);

Utilizare: UART pentru debugging și monitorizare în timp real.

// IR sensors on PD2 (PCINT18) and PD3 (PCINT19)
DDRD &= ~((1 << PD2) | (1 << PD3));
PORTD |= (1 << PD2) | (1 << PD3);

DDRD |= (1 << PD4);
PORTD &= ~(1 << PD4);

// Enable PCINT for PD2 and PD3 (PCINT18 & PCINT19)
PCICR |= (1 << PCIE2);
PCMSK2 |= (1 << PCINT18) | (1 << PCINT19);

Utilizare: Setarea pinilor pentru utilizare

  Precizie măsurare viteză: ±0.1 km/h

  Timp răspuns trigger: <50ms

  Timp upload imagine: 2-3 secunde

  Rezoluție optimă: 640x480 pixels

  Rata succes upload: >95%

O Arhiva ce contine 3 directoare:

• Arduino_nano_code
• Esp32-cam_code
• Photo_storage_server

proiect_pm.zip

Laboratoare folosite:

• Laboratorul 0: Aplicații introductive
• Laboratorul 1: USART. Debugging
• Laboratorul 2: Întreruperi, Timere
• Laboratorul 6: I2C (Inter-Integrated Circuit)

Linkuri externe:

• https://www.instructables.com/Getting-Started-With-ESP32-CAM-Streaming-Video-Usi
• https://learn.microsoft.com/en-us/azure/app-service/quickstart-nodejs?tabs=linux&pivots=development-environment-vscode

Linkuri Hardware:

• https://www.optimusdigital.ro/ro/
• https://sigmanortec.ro/
• https://www.emag.ro/placa-esp32-cu-camera-wifi-esp32-cam-ble-4-2-programator-dedicat-negru-esp32-cam-mb/pd/DW8798MBM/#opensearch

Export to PDF