Show page

Differences

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

--- pm:prj2025:iotelea:emilian.horduna [2025/05/15 00:29]
emilian.horduna [Hardware Design]
+++ pm:prj2025:iotelea:emilian.horduna [2025/05/27 19:22] (current)
emilian.horduna [Bibliografie/Resurse]
@@ Line 35: / Line 35: @@
 - blocarea automată a ușii.
-{{:pm:prj2025:iotelea:emi-schema-bloc_1_.png?700}}
+{{:pm:prj2025:iotelea:emi-schema-bloc2.drawio.png?700|}}
+Actor → Keypad 4x4 → Arduino UNO R3:
+Utilizatorul introduce un cod PIN folosind tastatura matricială 4x4. Tastatura este conectată la 8 pini digitali ai plăcii Arduino și transmite caracterele tastate către microcontroler pentru validare.
+Arduino UNO R3 → LCD 1602:
+Pe ecranul LCD sunt afișate mesaje precum „Introduceți codul”, „Acces permis” sau „Cod greșit”. LCD-ul este conectat prin interfața I2C la pinii A4 (SDA) și A5 (SCL).
+Arduino UNO R3 → Buzzer pasiv:
+Buzzerul pasiv este utilizat pentru a oferi feedback sonor (sunet scurt pentru cod corect, ton de eroare pentru cod greșit etc.). Este comandat prin semnal generat cu funcția tone() și conectat pe un pin digital (D10).
+Arduino UNO R3 → LED roșu + LED verde:
+Cele două LED-uri indică starea sistemului: LED-ul roșu este aprins când seiful este blocat, iar LED-ul verde când este deblocat. Ambele LED-uri sunt conectate pe pini digitali și sunt comandați prin semnal simplu GPIO.
+Arduino UNO R3 → Servomotor → Zăvor ușă:
+Servomotorul SG90 este folosit pentru acționarea mecanică a zăvorului ușii seifului. În urma unui cod corect, Arduino trimite un semnal PWM pe pinul D11 către servomotor, care deblochează mecanismul. După 5 secunde, un timer software (implementat prin millis()) declanșează automat reînchiderea ușii prin rotirea servo-ului în poziția de blocare.
 ===== Hardware Design =====
@@ Line 70: / Line 85: @@
 | 6 | LED roșu | GPIO (Digital Output) | D13 |
 | 7 | LED verde | GPIO (Digital Output) | D12 |
+{{:pm:prj2025:iotelea:unfinished-safe-front.jpg?700|}}
+{{:pm:prj2025:iotelea:unfinished-safe-rear.jpg?700|}}
+{{:pm:prj2025:iotelea:whatsapp_image_2025-05-27_at_16.26.55_4555e98c.jpg?700|}}
 ===== Software Design =====
+Mediul de dezvoltare utilizat pentru implementarea firmware-ului a fost Arduino IDE, cu suport pentru platforma AVR-GCC, țintind microcontrolerul ATmega328P de pe placa Arduino UNO R3. În cadrul proiectului, s-a optat pentru o implementare low-level a protocoalelor, pentru o înțelegere mai profundă a funcționării hardware-ului.
-<note tip>
+| **Platformă**      | **Detalii**                                                           |
-Descrierea codului aplicaţiei (firmware):
+| IDE            | Arduino IDE                                                       |
-  * mediu de dezvoltare (if any) (e.g. AVR Studio, CodeVisionAVR)
+| Microcontroler | ATmega328P (pe placa Arduino UNO R3)                              |
-  * librării şi surse 3rd-party (e.g. Procyon AVRlib)
+| Compilator     | AVR-GCC (implicit prin Arduino Toolchain)                         |
-  * algoritmi şi structuri pe care plănuiţi să le implementaţi
+| Programare     | În limbaj C/C++ cu acces direct la registre                       |
-  * (etapa 3) surse şi funcţii implementate
+| Biblioteci     | Fără librării externe (implementare manuală a I2C, PWM, GPIO, Timere) |
-</note>
-===== Rezultate Obţinute =====
-<note tip>
+====Elemente software implementate până în acest moment====
-Care au fost rezultatele obţinute în urma realizării proiectului vostru.
-</note>
+• Control tastatură matricială 4x4 (scanare + debouncing software)
+• Verificare PIN + contor de greșeli
+• Blocare automată a seifului după 10 secunde de la deschidere (millis() – non-blocking)
+• Servomotor acționat manual pentru deschiderea/zăvorârea ușii
+• LED-uri pentru semnalizare vizuală (GPIO)
+• Buzzer cu secvențe sonore diferite pentru stări (corect, greșit, autodistrugere)
+• Afișare mesaje pe LCD I2C controlat prin TWI
+====Corelare cu laboratoare====
+^ Laborator ^ Concept              ^ Aplicație în proiect                          ^
+| Lab 0     | GPIO                 | Tastatură matricială, LED-uri de stare        |
+| Lab 3     | PWM & Timere        | Servomotor (PWM manual), buzzer (tonuri)      |
+| Lab 6     | I2C (fără librării) | Comunicare low-level cu LCD 1602 prin TWI     |
+==== Implementarea logicii ====
+Programul începe prin apelarea funcțiilor de inițializare:
+- `initializePins()` configurează LED-urile (roșu și verde), buzzer-ul, pinul de control pentru servomotor și pinii pentru tastatura matricială (ca output pentru rânduri și input cu pull-up pentru coloane).
+- `lcd_init()` și `twi_init()` pregătesc interfața LCD 1602 și inițializează comunicația I2C la nivel de registre TWI.
+- `setServoPosition(1500)` setează servomotorul în poziția de blocare (90°), la pornirea sistemului.
+- Variabilele globale precum `isUnlocked`, `enteredCode`, `unlockTime` sunt resetate la valori inițiale.
+După inițializare, programul intră în bucla principală:
+. Se apelează `scanKeypad()` pentru a detecta apăsări pe tastatura 4×4.
+. Dacă utilizatorul apasă `*`, codul introdus este resetat și se afișează mesajul “Enter PIN”.
+. Dacă se apasă o cifră/caracter, acesta este adăugat la `enteredCode`, care este afișat pe LCD.
+. Când lungimea `enteredCode` este egală cu `correctCode`, se compară valorile:
+ A) Dacă codul este corect:
+     • Se apelează `unlockSystem()` – servomotorul deschide zăvorul, se aprinde LED-ul verde și buzzerul emite un ton pozitiv.
+     • Se salvează `unlockTime` și se setează `isUnlocked = true`.
+ B) Dacă codul este greșit:
+     • Se crește contorul `failedAttempts`.
+     • Se afișează mesaj de eroare, se apelează `playToneSequence()` cu tonuri triste.
+     • Dacă `failedAttempts >= 3`, se apelează `handleSelfDestructSequence()` – o secvență cu mesaj animat, countdown, sunet de "alarmă" și flashuri LED.
+În timpul în care sistemul este deblocat:
+- Se afișează un countdown pe LCD ("Auto-lock in: X").
+- Dacă au trecut 10 secunde (`millis() - unlockTime > autoLockDelay`), se apelează `lockSystem()` și sistemul revine în starea de așteptare.
+====Funcții auxiliare====
+- `scanKeypad()`
+  Scanează rândurile tastaturii 4x4, setează LOW câte un rând pe rând și citește coloanele. Debouncing software este realizat cu millis().
+- `setServoPosition(uint16_t position)`
+  Trimite un număr de impulsuri (până la 100) pentru a comanda un servomotor standard SG90, fără folosirea bibliotecii `Servo.h`.
+- `playTone(uint16_t freq, uint16_t duration)`
+  Generează semnale sonore de frecvență variabilă prin toggling manual al pinului pentru buzzer (fără PWM hardware).
+- `lcd_init()`
+  Inițializează LCD-ul în mod 4-bit, 2 rânduri, folosind comenzi standard trimise prin I2C cu funcții low-level (`twi_write()`).
+- `handleSelfDestructSequence()`
+  Afișează un mesaj animat derulant pe LCD, urmat de un countdown și un efect vizual/auditiv (flash LED + sunet de alarmă), apoi revine la `lockSystem()`.
+Validarea funcțională a fost realizată fizic, cu testarea tuturor scenariilor:
+- cod corect → deblocare + ton pozitiv + LED verde
+- cod greșit → mesaj eroare + ton negativ + LED roșu
+- 3 greșeli → secvență specială de autodistrugere
+- blocare automată → verificat după 10 secunde inactivitate
+Toate modulele funcționează sincron, fără blocări sau conflicte, datorită utilizării `millis()` pentru temporizări non-blocante și a organizării logice clare între stări (locked/unlocked).
+`
+^ Componentă           ^ Metodă de calibrare                                                       ^ Rezultat / Valoare finală                 ^
+| Servomotor           | Testare empirică a impulsurilor PWM manuale                              | 600 µs = deblocat (0°), 1500 µs = blocat (90°) |
+| Tastatură 4×4        | Debounce software ajustat folosind `millis()`                            | Timp de debounce: 50 ms                     |
+| LCD 1602 I2C         | Ajustare timpi între comenzi și date, conform datasheet                  | Funcționare stabilă, fără caractere corupte |
+| Buzzer piezoelectric | Reglare durată și frecvență pentru sunete clare și diferențiate          | Ton pozitiv: 262–330 Hz, eroare: 262–175 Hz |
+===== Rezultate obținute =====
+• Sistemul funcționează stabil și complet automatizat.
+• Codul PIN este verificat corect, cu feedback audio-vizual.
+• Servomotorul acționează zăvorul precis, fără librării externe.
+• LCD-ul comunică prin I2C low-level (fără Wire.h).
+• Blocarea automată funcționează corect cu temporizare non-blocantă.
+• Secvența de autodistrugere este declanșată după 3 greșeli.
+• Toate componentele au fost testate fizic, cu rezultate conforme.
 ===== Concluzii =====
-===== Download =====
+Proiectul a reușit să integreze cu succes conceptele studiate în laborator, precum GPIO, PWM și I2C, într-un sistem embedded funcțional și bine organizat. Abordarea low-level, fără librării externe, a permis un control complet asupra hardware-ului și o înțelegere aprofundată a comunicației între componente.
-<note warning>
+Sunt fericit că am reușit să implementez de la zero un seif inteligent folosind Arduino, parcurgând toate etapele esențiale: planificarea logicii, căutarea și achiziția componentelor, documentarea din surse online și vizionarea de tutoriale video pe YouTube.
-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 ;-).
+Experiența a fost una practică, educativă și motivantă, și m-a ajutat să înțeleg mai bine cum se dezvoltă un proiect embedded cap-coadă.
-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**.
-</note>
 ===== Jurnal =====
-<note tip>
+- 26 Aprilie – Alegerea temei proiectului
-Puteți avea și o secțiune de jurnal în care să poată urmări asistentul de proiect progresul proiectului.
-</note>
+- 1, 2 Mai – Brainstorming pentru alegerea componentelor
+- 3 Mai – Comandarea componentelor hardware
+- 6 Mai – Construirea circuitului electronic în Tinkercad (simulare)
+- 8 Mai – Recepționarea componentelor fizice
+- 10 Mai – Completarea Milestone 1
+- 12 Mai – Asamblarea circuitului real
+- 12 Mai – Implementarea unui cod funcțional high-level (cu librării)
+- 17 Mai – Prezentarea Milestone 2
+- 24 Mai – Convertirea codului high-level în cod low-level (fără librării)
+- 25 Mai – Finalizarea și prezentarea Milestone 3
+- 28 Mai – Participarea la PM Fair
 ===== Bibliografie/Resurse =====
 <note>
-Listă cu documente, datasheet-uri, resurse Internet folosite, eventual grupate pe **Resurse Software** şi **Resurse Hardware**.
+[[https://github.com/Emilian953/Smart-Safe-Box| Pagina de GitHub]]
+[[https://drive.google.com/file/d/12_EX6L4X6f8X2gsXAWvi_QgrKrP5VBlj/view?usp=drive_link|Demo-Video in development]]
+[[https://drive.google.com/file/d/1xmLwBL_BmBSYDKec8ba2yeDeOBSv0kOU/view?usp=sharing|Demo-Video fully built]]
 </note>
 <html><a class="media mediafile mf_pdf" href="?do=export_pdf">Export to PDF</a></html>