Show page

Differences

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

--- pm:prj2025:fstancu:veaceslav.safronii [2025/05/19 01:44]
veaceslav.safronii [Hardware Design]
+++ pm:prj2025:fstancu:veaceslav.safronii [2025/05/30 00:05] (current)
veaceslav.safronii [Rezultate Obţinute]
@@ Line 22: / Line 22: @@
 ===== Hardware Design =====
-{{:pm:prj2025:fstancu:sch_safronii_veaceslav.png?800|}}
+{{:pm:prj2025:fstancu:sch1_safronii_veaceslav.png?700|}}
+Sistemul este alimentat de un **acumulator Li-Po 103450** de 3.7V, care este conectat la un **modul de încărcare TP4056**, responsabil pentru încărcarea sigură a bateriei printr-un port USB-C. Ieșirea modulului TP4056 este conectată la un **ridicător de tensiune MT3608**, care converteste tensiunea de 3.7V la 5V, necesară pentru alimentarea **plăcii ESP32-WROOM-32** prin pinul VIN.
+**Senzorul de mișcare MPU6050**, care integrează un accelerometru și un giroscop pe 3 axe, este conectat la ESP32 prin **interfața I²C** – folosind pinii SDA (GPIO 21) și SCL (GPIO 22). Acest senzor permite detectarea orientării și mișcării mâinii, informație esențială pentru aplicația glove-based.
+Pentru interacțiunea utilizatorului, sistemul include două **butoane tactile**, conectate la **pinii GPIO** ai ESP32 (GPIO 34 și 35), folosind rezistențele de pull-up interne.
 **Piese:**
-  * ESP32-WROOM-32
+^ Componentă                               ^ Descriere / Observație                  ^
-  * Sensor cu giroscop și accelerometru MPU6050
+| ESP32-WROOM-32 Devkit v1                          | Placă de dezvoltare cu WiFi și Bluetooth |
-  * Modul de încărcare TP4056
+| Sensor cu giroscop și accelerometru    | MPU6050 – comunicare I²C                 |
-  * Ridicător de tensiune MT3608
+| Modul de încărcare                     | TP4056 – pentru baterii Li-Ion/Li-Po     |
-  * Acumulator litiu-polimer 103450
+| Ridicător de tensiune                  | MT3608 – boost la 5V pentru ESP32        |
-  * Butoane tactile
+| Acumulator litiu-polimer               | 103450 – 3.7V, 2000mAh                   |
-  * Placa de prototipare cablaj
+| Butoane tactile                        | Pentru input manual                      |
+| Placa de prototipare cablaj            | PCB                                      |
+{{:pm:prj2025:fstancu:proiect_poza_glove.jpg?400|}}
 ===== Software Design =====
-<note tip>
-Descrierea codului aplicaţiei (firmware):
-  * 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
-</note>
-===== Rezultate Obţinute =====
+**Mediu de dezvoltare**
-<note tip>
+  - **PlatformIO** - Mediu integrat de dezvoltare (IDE) bazat pe Visual Studio Code, specializat pentru dezvoltarea sistemelor embedded
-Care au fost rezultatele obţinute în urma realizării proiectului vostru.
+  - **Framework-ul Arduino** pentru ESP32, care oferă un strat de abstractizare peste SDK-ul nativ ESP-IDF
-</note>
-===== Concluzii =====
+**Librării și surse third-party**
-===== Download =====
+  - **Biblioteca BLE Arduino** - Implementarea oficială a stivei Bluetooth Low Energy pentru ESP32
+  - **Biblioteca MPU6050** - Adaptată și optimizată pentru comunicarea directă I2C cu senzorul de mișcare
+  - **Bleak** - Bibliotecă Python cross-platform pentru comunicarea Bluetooth Low Energy folosită în aplicația receptor
-<note warning>
-O arhivă (sau mai multe dacă este cazul) cu fişierele obţinute în urma realizării proiectului: surse, scheme, etc. Un fişier README, un ChangeLog, un script de compilare şi copiere automată pe uC crează întotdeauna o impresie bună ;-).
-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**.
+**Algoritmi și structuri implementate**
-</note>
-===== Jurnal =====
+**1. Structura modulară a firmware-ului**
-<note tip>
+Codul firmware-ului a fost organizat în module funcționale pentru o mai bună întreținere și scalabilitate:
-Puteți avea și o secțiune de jurnal în care să poată urmări asistentul de proiect progresul proiectului.
-</note>
+  * **__main.cpp__** - Punct de intrare, inițializare și bucla principală
+  * **__config.h__** - Constante, definiri și configurație globală
+  * **__ble_manager__** - Gestionarea comunicației Bluetooth Low Energy
+  * **__i2c_interface__** - Implementarea protocolului I2C pentru comunicare cu senzori
+  * **__mpu6050__** - Comunicare și procesare date de la senzorul inerțial MPU6050
+  * **__controller__** - Logica de control și mapare a gesturilor la acțiuni
+**Inițializarea și configurarea ESP32**
+<code>
+void setup() {
+  Serial.begin(SERIAL_BAUD_RATE);
+  Serial.println("Wireless Glove Controller initializing...");
+  // Setup I2C pins
+  pinMode(SDA_PIN, INPUT_PULLUP);
+  pinMode(SCL_PIN, INPUT_PULLUP);
+  // Configure button with interrupt
+  pinMode(MODE_BUTTON_PIN, INPUT_PULLUP);
+  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(MODE_BUTTON_PIN), buttonISR, FALLING);
+  // Initialize systems
+  i2c_init();
+  mpu6050_init();
+  initBLE();
+  calibrate_sensors();
+  // Configure timer for sensor sampling
+  sampleTimer = timerBegin(0, 80, true);
+  timerAttachInterrupt(sampleTimer, &onSampleTimer, true);
+  timerAlarmWrite(sampleTimer, SAMPLE_RATE_MS * 1000, true);
+  timerAlarmEnable(sampleTimer);
+}
+</code>
+**Handler de întrerupere pentru eșantionare**
+<code>
+void IRAM_ATTR onSampleTimer() {
+  portENTER_CRITICAL_ISR(&timerMux);
+  readSensorFlag = true;
+  portEXIT_CRITICAL_ISR(&timerMux);
+}
+</code>
+**Bucla principală**
+<code>
+void loop() {
+  // Process sensor data when ready
+  if (readSensorFlag) {
+    readSensorFlag = false;
+    if (deviceConnected) {
+      process_motion_data();
+    }
+  }
+  // Handle button press
+  if (buttonInterruptOccurred) {
+    buttonInterruptOccurred = false;
+    handle_button_interrupt();
+  }
+  // Manage BLE reconnections
+  handleBLEEvents();
+  delay(1);
+}
+</code>
+**Citirea datelor de la MPU6050**
+<code>
+void mpu6050_read_accel(int16_t *accelX, int16_t *accelY, int16_t *accelZ) {
+  uint8_t buffer[6];
+  read_registers(MPU6050_ADDR, MPU6050_ACCEL_XOUT_H, buffer, 6);
+  *accelX = (int16_t)((buffer[0] << 8) | buffer[1]);
+  *accelY = (int16_t)((buffer[2] << 8) | buffer[3]);
+  *accelZ = (int16_t)((buffer[4] << 8) | buffer[5]);
+}
+</code>
+**Procesare mișcare mouse**
+<code>
+if (currentMode == MOUSE_MODE) {
+  // Apply dead zone filter
+  if (abs(deltaGyroX) < GYRO_DEADZONE) deltaGyroX = 0;
+  if (abs(deltaGyroY) < GYRO_DEADZONE) deltaGyroY = 0;
+  // Non-linear scaling for better precision
+  float scaledX = (float)deltaGyroY / GYRO_SCALE_MAX;
+  float scaledY = (float)deltaGyroX / GYRO_SCALE_MAX;
+  int16_t mouseX = -scaledX * mouseAcceleration * MOUSE_SPEED_MAX;
+  int16_t mouseY = scaledY * mouseAcceleration * MOUSE_SPEED_MAX;
+  send_mouse_command(mouseX, mouseY);
+}
+</code>
+**Trimitere comandă BLE**
+<code>
+void send_mouse_command(int16_t x, int16_t y) {
+  if (!deviceConnected) return;
+  // Limită pentru valorile ±127
+  x = constrain(x, -127, 127);
+  y = constrain(y, -127, 127);
+  // Construcție pachet
+  uint8_t buffer[4];
+  buffer[0] = MOUSE_MOVE;
+  buffer[1] = (uint8_t)(x & 0xFF);
+  buffer[2] = (uint8_t)(y & 0xFF);
+  buffer[3] = 0;  // Scroll
+  // Transmisie BLE
+  pTxCharacteristic->setValue(buffer, 4);
+  pTxCharacteristic->notify();
+}
+</code>
+**Calibrare senzori**
+<code>
+const int numSamples = 50;
+for (int i = 0; i < numSamples; i++) {
+  mpu6050_read_accel(&accelX, &accelY, &accelZ);
+  mpu6050_read_gyro(&gyroX, &gyroY, &gyroZ);
+  sumAccelX += accelX;
+  sumAccelY += accelY;
+  sumAccelZ += accelZ;
+  delay(10);
+}
+// Calculare valori de bază
+baseAccelX = sumAccelX / numSamples;
+baseAccelY = sumAccelY / numSamples;
+baseAccelZ = sumAccelZ / numSamples;
+</code>
+**2. Aplicație Python (Receptor)**
+   - Comunicare Bluetooth:
+     * **__notification_handler()__** - Procesarea notificărilor BLE primite
+     * **___connect()__** - Stabilirea conexiunii cu dispozitivul controller
+   - Procesare comenzi:
+     * **__process_mouse_move()__** - Interpretarea și aplicarea mișcărilor mouse-ului
+     * **__process_key_press()__** / **__process_key_release()__** - Gestionarea apăsărilor de taste
+   - Interfață utilizator
+     * **__create_gui()__** - Construirea interfeței grafice
+     * **__log()__** - Sistemul de înregistrare a evenimentelor pentru debugging
+Handler notificări BLE (Python)
+<code>
+def notification_handler(self, sender, data):
+    # Adaugă datele la buffer
+    self.receive_buffer.extend(data)
+    # Extrage comanda
+    cmd = self.receive_buffer[0]
+    if cmd == MOUSE_MOVE and len(self.receive_buffer) >= 4:
+        x = struct.unpack('b', bytes([self.receive_buffer[1]]))[0]
+        y = struct.unpack('b', bytes([self.receive_buffer[2]]))[0]
+        self.process_mouse_move(x, y)
+        self.receive_buffer = self.receive_buffer[4:]
+</code>
+===== Rezultate Obţinute =====
+{{:pm:prj2025:fstancu:produs_final2_safronii_veaceslav.jpg?200|}} {{:pm:prj2025:fstancu:produs_final1_safronii_veaceslav.jpg?250|}}
+**Demo:**
+<html>
+<iframe width="560" height="315"
+        src="https://www.youtube.com/embed/A-uMmCEJwlk"
+        title="YouTube video player"
+        frameborder="0"
+        allow="accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share"
+        allowfullscreen>
+</iframe>
+</html>
+===== Download =====
-===== Bibliografie/Resurse =====
+Codul sursa:
+  * src/ - Codul pentru ESP
+  * receptor/ - Programul in Python de receptie a comenzilor
-<note>
+{{:pm:prj2025:fstancu:wirelesscontroller.zip|}}
-Listă cu documente, datasheet-uri, resurse Internet folosite, eventual grupate pe **Resurse Software** şi **Resurse Hardware**.
-</note>
-<html><a class="media mediafile mf_pdf" href="?do=export_pdf">Export to PDF</a></html>