Seiful are urmatoarele caracteristici:

• Tastatură capacitativă cu 16 butoane(TTP229): Folosită pentru a introduce parola de 5 cifre.
• Ușă controlată de un servo motor: Ușa este deschisă cand parola este introdusă corect, sau introdusă în mod invers ( securitate).
• Buton: Generează o întrerupere externă la apăsare, care declanșează afișarea temperaturii pe ecran.
• Senzor de temperatură: Afișează temperatura din seif.
• DC Motor: Activează evacuarea aerului din seif după două încercări greșite consecutive de introducere a parolei
• Buzzer: pentru a imita un sunet de poliție ( sirenă)
• Senzor de lumină: verifică starea banilor din seif
• Oled I2C: afișează pe ecran diferite mesaje
• Led-uri: care afișeaza diferite stări
• Masuri de securitate: Daca o parolă a fost introdusă greșit de 2 ori, poliția va fi anunțată (2 led-uri albastru și rosu sunt pornite, alături de un buzzer, plus motorul va porni pentru a scoate aerul din seif), dacă parola este introdusă invers ca și la card-uri, poliția va fi anunțată, dar silențios fară buzzer, pentru a nu alerta atacatorul.

Concepte folosite din laboratoare:

• I2C: Între Master-ul Arduino și Ecran Oled
• SPI: Între cele 2 Arduino Uno
• PWM: Folosite pentru controlul servo-ului și motorului
• Intreruperi: Întreruperea externă generată de apăsarea butonului ( pentru afișarea temperaturii) + înterupere la slave când primește date prin SPI
• Timere: semnalele PWM folosesc timere ( pin-ul 3 pentru servo foloseste Timer 2, pin-ul 9 pentru motor foloseste Timer 1), ( problemă: buzzer-ul folosea același timer ca un senzor infraroșu pe care încercam să îl folosesc, a trebuit să folosesc o implementare a funcției tone() fără timere pentru a evita conflictul)

Schemă electrică realizată în Fusion360:

PCB-ul realizat tot în Fusion360:

Componente hardware folosite:

• 2 Arduino Uno R3 conectate prin SPI
• sensor shield pentru Master, folosit pentru a conecta senzorii din kit
• Grove 4 pin I2C Oled
• Grove Button: generează o întrerupere externa pentru a afișa temperatura pe ecran - digital
• Grove Light Sensor: detectează starea banilor din seif - analogic
• Modul Senzor de Atingere Capacitiv TTP229: similar cu protocolul I2C, dar este un protocol 2 wire custom
• Grove Buzzer: foloseste o funcție tone() custom pentru a evita folosirea de timere ( conflicte) - digital
• 3 LED-uri: afișează diferite stări - digitale
• SM-S2309S: operează ușa - digital
• 6/9V brushed DC motor: folosit pentru a scoate aerul din încăpere
• Tranzistor: folosit pentru a opera motorul de la Arduino
• Diodă flyback: blochează curentul generat de motorul DC
• Baterie 9V: folosită pentru a alimenta motorul DC
• 3 * Rezistente de 220 ohm pentru led-uri

Poză cu implementarea proiectului:

• Conflict de timere între buzzer și senzor infraroșu
  • Problemă: Funcția tone() folosea același timer ca senzorul infraroșu, cauzând conflicte și comportament imprevizibil.
  • Soluție: Am înlocuit tone() cu o funcție personalizată care generează semnal PWM fără a utiliza timere hardware, eliminând astfel conflictul.

• Servo afectat de zgomot electric la pornirea motorului
  • Problemă: La pornirea motorului DC alimentat separat (9V), servo-ul efectua o rotație bruscă de ~90°, cauzată de interferență electrică.
  • Soluție: Servo-ul este atașat în cod doar când este utilizat și deatașat imediat după. Deoarece motoarele nu sunt pornite simultan, interferența este evitată complet.

• Instabilitate în interpretarea semnalului de la telecomanda IR
  • Problemă: Senzorul IR necesită întreruperi precise pentru decodificarea semnalului, însă conflictul cu alte întreruperi hardware ducea la rezultate instabile.
  • Soluție: Am înlocuit senzorul IR și codul de decodificare cu un buton fizic conectat la o întrerupere simplă, care a oferit un control mai fiabil și mai previzibil.

Ca mediu de dezvoltare am folosit Arduino IDE Librarii:

• Arduino_SensorKit ( pentru senzorii din kit-ul arduino)
• Arduino_SensorKit_BMP280 ( pentru senzorul de temperatura)
• TTP229 ( pentru tastatura cu 16 butoane)
• SPI ( comunicarea intre placute)
• TimerFreeTone ( https://github.com/anothermist/LIBRARIES/tree/master/TimerFreeTone), am avut interferente cu buzzer-ul si alt senzor pe folosirea aceluiasi timer, asa ca am folosit o implementare a functiei tone(), care NU foloseste timere

Implementare efectiva:

• Comunicarea SPI, este realizata prin intreruperi pentru slave: SPCR = (1 « SPE) | (1 « SPIE) ( pentru a activa interuperea generata de SPI)
• Apoi, pe Master, am folosit si intreruperi create prin functia attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(BUTTON), IR_ISR, FALLING), pentru butonul care o data apasat, va seta un flag, pentru a afisa pe ecran si temperatura

Fișiere fusion360 ( schema electrică + PCB): boraciu_fusion360.zip

Export to PDF