Show page

Differences

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

--- pm:prj2025:iotelea:elena.maholea [2025/05/26 20:22]
elena.maholea [Smart Vacuum cleaner]
+++ pm:prj2025:iotelea:elena.maholea [2025/05/28 03:11] (current)
elena.maholea
@@ Line 4: / Line 4: @@
 Autor: **Maholea Elena-Alexia**  \\
 Grupa: **333CD** \\
-Github: https://github.com/alexia-maholea/Smart-Vacuum/tree/main \\
+Github: https://github.com/alexia-maholea/Smart-Vacuum \\
 ===== Introducere ====
@@ Line 20: / Line 20: @@
-{{ :pm:prj2025:iotelea:diagrama_alexiam.png?400 | Diagrama Smart Vacuum Cleaner }}
+{{ :pm:prj2025:iotelea:diagrama_alexiamah.png?400 | Diagrama Smart Vacuum Cleaner }}
@@ Line 37: / Line 37: @@
 | Ventilator          | 5V DC Fan                                          | 1         |
 | Motor pentru mișcare         | Motor DC 3V-6V cu ax de 6mm                         | 2         |
-| Baterii           | Baterie Li-Ion 18650 3.7V                          | 2         |
+| Baterie           | Baterie 9V | 1         |
-| Suport pentru baterii | -                    | 1         |
+| Suport pentru baterie | -                    | 1         |
 | Fire jumper         | -   | -         |
-| Senzor de vibrații     | SW-420                           | 1         |
+| Senzor de vibrații     | Senzor de vibratii ceramic                           | 1         |
-| LED                    | LED 5mm alb (pentru semnalizare)                   | 1         |
+| LED                    | LED 5mm albastru (pentru semnalizare)                   | 1         |
-{{ :pm:prj2025:iotelea:alexiam_pm2.png?800 | Diagrama Smart Vacuum Cleaner }}
+{{ :pm:prj2025:iotelea:schematicfinal2.png?800 | Schematic Smart Vacuum Cleaner }}
+==== • Descriere detaliată a componentelor hardware ====
+==== Microcontroller – Arduino UNO Rev3 ====
+Placa Arduino UNO este centrul de control al întregului sistem. Ea gestionează senzorii, motoarele și activarea ventilatorului și LED-ului.
+==== Ventilator 12V (cu control prin MOSFET) ====
+Ventilatorul este alimentat la 12V și este activat printr-un MOSFET conectat la un pin digital al Arduino-ului.
+**Conectarea pinilor:**
+^ Pin Ventilator        ^ Conectare              ^
+| V+                    | 12V (prin MOSFET)     |
+| GND                   | GND comun             |
+| Control MOSFET (Gate) | D10 Arduino           |
+==== Senzor ultrasonic HC-SR04 ====
+Folosit pentru detecția obstacolelor din față.
+**Conectarea pinilor:**
+^ Pin HC-SR04 ^ Pin Arduino ^
+| VCC         | 5V          |
+| GND         | GND         |
+| Trig        | D12         |
+| Echo        | D13         |
+==== Driver motoare L298N + motoare DC ====
+Controlează două motoare DC pentru deplasarea robotului.
+**Conectarea pinilor:**
+^ Pin L298N ^ Pin Arduino ^
+| IN1       | D2          |
+| IN2       | D3          |
+| IN3       | D4          |
+| IN4       | D7          |
+| ENA       | D5 |
+| ENB       | D6 |
+| +12V      | P+ (de la BMS) |
+| GND       | P− comun cu Arduino și MOSFET |
+==== Senzor piezoelectric de vibrații ====
+Detectează obiecte solide aspirate de ventilator. Ieșirea este analogică.
+**Conectarea pinilor:**
+^ Pin Senzor Piezo ^ Pin Arduino ^
+| S (semnal)       | A2          |
+| + (VCC)          | 5V          |
+| – (GND)          | GND         |
+==== LED semnalizare ====
+Se aprinde când senzorul detectează vibrații puternice (ex: hârtie sau obiect).
+**Conectarea pinilor:**
+^ Pin LED         ^ Pin Arduino ^
+| + (anod)        | A1          |
+| – (catod)       | GND (prin rezistor) |
+==== Comutator (DIP switch) ====
+Pornește/oprește robotul printr-un pin analogic configurat cu INPUT_PULLUP.
+**Conectarea pinilor:**
+^ Pin Switch ^ Pin Arduino ^
+| L1         | A0          |
+| L2         | GND         |
+==== • Implementare hardware - Milestone 1 ====
+{{ :pm:prj2025:iotelea:alexiamahpm1.jpeg?600 | Milestone 1 Hardware Smart Vacuum Cleaner }}
+==== • Implementare hardware - Milestone 2   ====
+{{ :pm:prj2025:iotelea:pm2.jpeg?600 | Milestone 2 Hardware Smart Vacuum Cleaner }}
+==== • Implementare hardware - Finală ====
+{{ :pm:prj2025:iotelea:maholea_finalhw.jpeg?600 | Final Hardware Smart Vacuum Cleaner }}
+===== Software Design =====
+==== • Descrierea fluxului aplicației ====
+=== 1. Inițializare ===
+  * Se configurează toți pinii: direcție și viteză pentru motoare (IN1–IN4 și ENA/ENB), senzor ultrasonic (Trig/Echo), ventilator (MOSFET), LED de semnalizare, senzor de vibrații și comutatorul (switch).
+  * Se afișează un mesaj în consola serială că robotul așteaptă pornirea.
+=== 2. Activare robot ===
+Când comutatorul este apăsat (valoare LOW deoarece este configurat cu INPUT_PULLUP), robotul intră în modul activ:
+  * Pornește ventilatorul (pin D10)
+  * Se citește senzorul de vibrații (A2)
+  * Dacă se detectează o valoare peste prag, LED-ul (A1) se aprinde pentru 1.5 secunde
+=== 3. Navigare ===
+Se trimite un impuls cu Trig (D12) și se citește ecoul cu Echo (D13). Dacă distanța detectată este mai mare de 20 cm:
+  * Robotul merge înainte.
+  * Se controlează ambele motoare în sens înainte.
+  * Se setează o viteză mică (analogWrite pe enA și enB, ex: 100).
+Dacă este detectat un obstacol:
+      * Robotul se rotește pe loc (un motor înainte, unul înapoi).
+      * Viteza de rotație este setată mai mare (analogWrite ~150).
+      * După rotație, revine în bucla principală.
+=== 4. Dezactivare robot ===
+Când comutatorul este dezactivat (HIGH):
+  * Se opresc motoarele, LED-ul și ventilatorul
+  * Se afișează în consolă „Switch OFF”
+==== • Mediu de dezvoltare ====
+  * Arduino IDE
+  * Platforma hardware: Arduino UNO R3
+==== • Librării și funcții utilizate ====
+  * pinMode(), digitalWrite(), analogRead(), analogWrite() – pentru configurarea și controlul părților hardware: motoare, LED, senzor de vibrații, ventilator.
+  * pulseIn() – pentru măsurarea duratei impulsurilor de la senzorul ultrasonic HC-SR04, folosită în calculul distanței față de obstacole.
+  * millis() – pentru temporizarea aprinderii LED-ului fără blocarea execuției (spre deosebire de delay()).
+  * Serial.begin(), Serial.print(), Serial.println() – pentru inițializarea și trimiterea de mesaje în consola serială, utile pentru debugging și afișarea distanței și vibrațiilor detectate.
+  * delayMicroseconds() – pentru generarea impulsurilor precise necesare funcționării corecte a senzorului ultrasonic.
+  * delay() – folosit în timpul întoarcerii robotului pentru a permite o rotație controlată (ex: delay(1100) în cazul obstacolelor).
+==== • Mediu de dezvoltare ====
+  * Arduino IDE
+  * Platforma hardware: Arduino UNO R3
+==== • Librării și surse third-party ====
+  * `millis()`, `delay()` – funcții standard Arduino pentru temporizare fără blocaj
+  * `pulseIn()` – pentru măsurarea timpului de ecou de la senzorul ultrasonic HC-SR04
+  * `Serial.begin()`, `Serial.println()` – pentru mesaje de stare și debugging în consolă
+  * `pinMode()`, `digitalWrite()`, `analogRead()` – pentru configurarea și controlul părților hardware
+===== Rezultate Obţinute =====
+Proiectul demonstrează cu succes integrarea mai multor componente hardware și controlul acestora într-un mod coerent și funcțional. Robotul poate fi extins cu funcționalități suplimentare precum mapare, colectare praf reală sau control prin aplicații mobile.
+Pe lângă realizarea unui robot funcțional, proiectul a consolidat cunoștințele despre integrarea componentelor electronice și controlul lor logic. A reprezentat un exemplu practic de aplicare a noțiunilor teoretice studiate la curs.
+[[https://drive.google.com/file/d/1Wte0fMdgGPsbugWVTxkHbJ1yJlkrOVbb/view?usp=sharing | Smart Vacuum Cleaner DEMO]]
+===== Concluzii =====
+Proiectul **Smart Vacuum Cleaner** a reprezentat o experiență practică valoroasă în integrarea componentelor electronice și programarea lor cu ajutorul platformei Arduino. Am reușit să construiesc un **robot funcțional** care poate **detecta obstacole**, **se deplasează autonom** și **semnalează aspirarea obiectelor** printr-un LED de avertizare.
+Implementarea controlului vitezei motoarelor prin pinii **PWM** a îmbunătățit controlul mișcării, iar integrarea **senzorului de vibrații** a adăugat un plus de funcționalitate practică. Am înțeles mai bine importanța gestionării resurselor hardware și a debug-ului serial în **proiecte embedded**.
+Proiectul poate fi extins în viitor prin adăugarea unui **sistem de mapare a spațiului**, **control prin aplicație mobilă** sau chiar utilizarea unor senzori suplimentari pentru o **navigație mai inteligentă**.
+===== Jurnal =====
+^ Data ^ Activitate desfășurată ^
+| 08.05.2025 | Alegerea temei proiectului – „Smart Vacuum Cleaner” și definirea funcționalităților de bază. |
+| 10.05.2025 | Comandarea componentelor electronice: Arduino UNO, senzor ultrasonic, motoare, driver L298N, senzor vibrații, ventilator, MOSFET, LED-uri și fire jumper. |
+| 13.05.2025 | Schițarea diagramei hardware și testarea separată a senzorului ultrasonic și a senzorului de vibrații. |
+| 15.05.2025 | Montarea pe breadboard a componentelor principale și testarea individuală a motoarelor DC cu driverul L298N. |
+| 17.05.2025 | Configurarea MOSFET-ului pentru controlul ventilatorului și testarea ventilatorului la 12V. |
+| 20.05.2025 | Implementarea funcției de evitare obstacole și a logicii pentru aprinderea LED-ului în caz de vibrații. |
+| 22.05.2025 | Integrarea tuturor modulelor într-un singur sketch și optimizarea vitezei motoarelor cu PWM. |
+| 25.05.2025 | Realizarea primei versiuni de montaj final – fixarea componentelor pe suport, cablare permanentă (lipire). |
+| 26.05.2025 | Testare finală în condiții reale – verificarea comportamentului robotului pe suprafață plană și în jurul obstacolelor. |
+===== Arhivă =====
+Pentru descărcare: {{:pm:prj2025:iotelea:alexia-maholea_333cd_smart-vacuum2.zip|}}
+===== Bibliografie/Resurse =====
+=== Resurse Software ===
+  * [[https://www.arduino.cc/en/software|Arduino IDE]] – mediu de dezvoltare utilizat pentru scrierea și încărcarea codului pe placa Arduino.
+  * [[https://www.arduino.cc/reference/en/|Arduino Reference (Official)]] – documentația completă a funcțiilor și comenzilor din Arduino C++.
+  * [[https://www.arduino.cc/reference/en/language/functions/time/millis/|Arduino millis() Function]] – pentru măsurarea timpului fără a bloca execuția cu delay().
+  * [[https://www.arduino.cc/reference/en/language/functions/advanced-io/pulsein/|pulseIn() – Arduino Reference]] – funcție utilizată pentru citirea duratei unui impuls de la senzorul ultrasonic.
+  * [[https://www.arduino.cc/reference/en/language/functions/digital-io/digitalwrite/|digitalWrite() – Arduino Reference]] – pentru comenzi logice către pinii digitali.
+=== Resurse Hardware ===
+  * [[https://content.arduino.cc/assets/UNO-TH_Rev3e_sch.pdf|Arduino UNO Rev3 Schematic]] – schema oficială a plăcii Arduino UNO.
+  * [[https://components101.com/ultrasonic-sensor-working-pinout-datasheet|HC-SR04 Ultrasonic Sensor Datasheet]] – fișa tehnică a senzorului de distanță.
+  * [[https://components101.com/motor-driver/l298n-motor-driver|L298N Motor Driver Datasheet]] – informații despre modulul de control pentru motoare.
+  * [[https://components101.com/misc/switch|Switch Basics – Components101]] – explicații despre comutatoare (DIP switch).
+  * [[https://components101.com/transistor/irf520-mosfet|IRF520 MOSFET Datasheet]] – pentru controlul ventilatorului de 12V.
+  * [[https://components101.com/sensors/piezoelectric-sensor|Piezoelectric Vibration Sensor Datasheet]] – documentație pentru senzorul piezoelectric de vibrații.
+  * [[https://components101.com/resistor|Resistor – Components101]] – informații despre utilizarea rezistorilor (ex: cu LED).