Show page

Differences

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

--- pm:prj2025:mdinica:dragos.coticeru [2025/05/30 03:06]
dragos.coticeru [Hardware Design]
+++ pm:prj2025:mdinica:dragos.coticeru [2025/05/30 04:04] (current)
dragos.coticeru [Software Design]
@@ Line 13: / Line 13: @@
 ===== Descriere generală =====
-<note tip>
+<note tip> Mașinuța este controlată exclusiv prin **Bluetooth**, folosind un **Arduino Uno** și un **shield L293D** pentru controlul a 4 motoare DC. Utilizatorul transmite comenzi dintr-o aplicație mobilă către un modul **HC-05**, conectat la Arduino prin **UART (USART)**.
-Arduino Uno este unitatea de control care citește datele de la senzorul ultrasonic.
+Comenzile primite sunt interpretate direct și transformate în semnale logice către pinii de control ai motoarelor.
-În funcție de distanța față de obstacol, Arduino comandă motoarele să se oprească sau să vireze.
+Pentru feedback, sistemul include:
-Dacă se apropie de un obstacol, se activează un buzzer și un LED.
+un LED care se aprinde în timpul mișcărilor laterale și înapoi
-* LED-ul se aprinde când mașina schimbă direcția.
-* Buzzer-ul variază frecvența sunetului în funcție de distanță.
-În **modul automat**, mașina navighează singură, evitând obstacolele cu ajutorul senzorului de distanță.
+un buzzer activ care se aprinde sincron cu LED-ul în mers înapoi
-În **modul Bluetooth**, utilizatorul controlează manual mașina printr-o aplicație de pe telefon, trimițând comenzi către Arduino printr-un modul de comunicație serială.
+Controlul direcției și al vitezei motoarelor este realizat cu semnale digitale și PWM, iar gestionarea LED-ului și buzzerului se face cu acces direct la registre și un timer hardware pentru clipire asincronă.
-{{ schema.png?400x400 | Schema bloc }}
+Interacțiunea modulelor este următoarea:
+Modul Bluetooth (HC-05): transmite comenzile către Arduino prin UART
+Arduino Uno: interpretează comenzile și controlează motoarele, LED-ul și buzzerul
+Shield L293D: primește semnalele de direcție și PWM pentru fiecare motor
+Motoare DC (x4): execută mișcarea (față, spate, stânga, dreapta, diagonale)
+LED + Buzzer: oferă feedback vizual și sonor în funcție de direcție
+Toate modulele comunică prin semnale digitale directe sau prin registre, fără delay-uri software, pentru un răspuns imediat la comenzi.
+{{ schema.png?400x400 | Schema bloc cu modulele hardware și fluxul de comenzi }}
 </note>
 ===== Hardware Design =====
-<note tip> Aici sunt prezentate toate elementele hardware utilizate în proiect: lista de componente, schema electrică, descrierea conexiunilor și rezultatele simulării. </note>
+<note tip> Aici sunt prezentate toate elementele hardware utilizate în proiect: lista de componente, schema electrică, descrierea conexiunilor. </note>
 ==== Listă de componente ====
@@ Line 42: / Line 53: @@
 | LED (roșu) | Semnalizare vizuală a mișcării | A1 (PC1) |
 | Buzzer activ (5V) | Avertizare sonoră în timpul mișcării | A0 (PC0) |
-| Modul Bluetooth HC-05 | Transmitere comenzi de pe telefon via Bluetooth | TX → D0, RX → D1 (cu divizor de tensiune) |
-| Display LCD 16x2 I2C | Afișează direcția curentă a mașinii | SDA → A4, SCL → A5 (pe pinii shield-ului, jos stânga) |
 | Breadboard + jumperi | Conexiuni simple și fără lipire | — |
 | 2x baterii 18650 (3.7V) | Alimentare portabilă pentru logică și motoare | Conectate la portul VIN de pe shield |
@@ Line 53: / Line 62: @@
 Buzzer-ul este conectat la pinul A0 (PC0)
-Modulul HC-05 este conectat la:
-TX → D0 (RX Arduino) – cu divizor de tensiune (2kΩ + 1kΩ)
-RX → D1 (TX Arduino)
-Display LCD I2C conectat la:
-SDA → A4 (jos pe shield, spre margine)
-SCL → A5 (jos pe shield, lângă SDA)
 Motoarele sunt conectate la M1, M2, M3 și M4 direct pe shield
-==== Diagramă de semnal ====
+==== Descriere functionarea Led/Buzzer ====
 LED-ul clipește la 0.5 secunde (folosind Timer1 în modul CTC) când mașina merge înapoi
@@ Line 74: / Line 71: @@
 Buzzer-ul este activ în toate direcțiile de mers (semnal logic HIGH)
-LCD-ul afișează comenzile în timp real: ''inainte'', ''inapoi'', ''dreapta'' etc.
+{{ poza_completa.jpg?400x400 | Vedere de sus a mașinii asamblate }}
-==== Simulare (Wokwi sau Tinkercad) ====
+{{ diagrama.png?400x400 | Schema completă a conexiunilor în Tinkercad }}
+==== Software Design ====
-Dacă dorești să incluzi simulări:
+<note tip> **Mediu de dezvoltare**: Arduino IDE\\ **Microcontroler**: ATmega328P (Arduino Uno)\\ **Tehnici**: acces direct la registre, întreruperi hardware, PWM, UART, control motoare </note>
+=== Structură generală ===
-Recomandare: folosește [[https://wokwi.com/|Wokwi]] sau [[https://www.tinkercad.com/circuits|Tinkercad]]
+Limbaj: C++
-Adaugă schema conectării LED-ului, buzzer-ului, HC-05-ului și LCD-ului I2C
+IDE: Arduino IDE
-Simularea motoarelor reale nu este posibilă, dar poți testa restul funcțiilor
+Tip fișier principal: .cpp
-{{ diagrama.png?400x400 | Schema completă a conexiunilor în Tinkercad }}
+Împărțire logică pe secțiuni:
-===== Software Design =====
-<note tip> * mediu de dezvoltare * acces direct la registre și întreruperi * control PWM, UART, senzor obstacol * algoritmi: FSM, ISR, filtrare, interpretare comenzi </note>
+Inițializare porturi GPIO (registre)
-Mediu de dezvoltare și structură generală:
-Limbaj: C
+Inițializare PWM pentru motoare
-IDE: MPLAB X
+Configurare UART pentru Bluetooth
-Compilator: XC8
+Inițializare Timer1 pentru LED blink
-Microcontroler: PIC16F877A
+Interpretare comenzi seriale și actualizare mișcare
-Programator/debugger: PICkit 3
+=== Biblioteci și surse 3rd-party ===
-Aplicația este împărțită în mai multe module software, fiecare responsabil pentru o funcționalitate specifică:
+AFMotor.h — pentru control motoare cu shield L293D
-Inițializare hardware (I/O, UART, temporizatoare)
+avr/io.h, avr/interrupt.h — acces direct la registre și ISR
-Control motoare (direcție și viteză cu PWM)
+Arduino.h, util/delay.h — funcții de bază
-Recepție comenzi Bluetooth prin UART
+=== Funcții implementate ===
-Comportament autonom: evitare obstacole
+forward(), back(), left(), right() — controlează cele 4 motoare
-Comutare mod funcționare prin întrerupere externă
+stop() — oprește mișcarea și semnalizarea
-Biblioteci și fișiere incluse:
+startBlinkTimer() / stopBlinkTimer() — gestionează LED-ul pe Timer1
-xc.h – acces la registrele microcontrolerului
+ISR(TIMER1_COMPA_vect) — LED-ul clipeste automat în mers înapoi
-Fișiere de configurare (fuses, frecvență oscilator)
+ISR(USART_RX_vect) — citire caractere UART de la HC-05 (activare directă mișcare)
-Toate funcțiile pentru UART, PWM și logica de control sunt scrise manual, folosind acces direct la registre.
+=== Comenzi Bluetooth ===
-Utilizarea întreruperilor:
+Recepționate prin UART, în format ASCII:
-INT0 – comutare între mod Bluetooth și mod autonom (prin apăsarea unui buton)
+'F' – înainte
-USART Receive Interrupt – primește și interpretează comenzi Bluetooth (fără polling)
+'B' – înapoi
-Controlul motoarelor și PWM:
+'L' – stânga
-Direcție: controlată prin semnale digitale către driverul L298N (IN1–IN4)
+'R' – dreapta
-Viteză: ajustată cu PWM, folosind registrul TMR1
+'I', 'J', 'K', 'M' – mișcări diagonale
-CCPR1L – controlează factorul de umplere
+'T' – stop
-TMR1 și PR1 – configurează frecvența PWM
+=== Tehnici hardware și registre ===
-Mod Bluetooth (control manual):
+LED-ul (A1) și buzzerul (A0) controlați direct cu:
+DDRC |= (1 << PCx)\
+PORTC |= (1 << PCx) / PORTC &= ~(1 << PCx)
-Comenzile sunt primite de la telefon via Bluetooth (HC-05), sub formă de caractere ASCII:
+UART: Serial.begin(9600) + citire cu Serial.available() sau ISR
-'F' – înainte
+Timer1 configurat manual cu TCCR1B, OCR1A, TIMSK1 pentru LED blink asincron
-'B' – înapoi
+Motoarele: controlate cu AF_DCMotor + PWM (setSpeed())
-'L' – stânga
+=== Algoritmi utilizați ===
-'R' – dreapta
+Parser UART — interpretează caracterele primite de la telefon
-'S' – stop
+Control PWM — setează viteza fiecărui motor
-Comanda este procesată imediat în ISR-ul UART și direcția motoarelor este actualizată
+Blink asincron — LED care semnalizează mersul înapoi fără delay
-Mod autonom (ocolire obstacole):
+Mapare mișcări diagonale — combină direcții cu viteze diferite (e.g. I = stânga-față)
-Senzori de obstacol frontal (ex: IR sau ultrasonic) trimit semnale digitale către Arduino
+=== Considerații tehnice ===
-Mașinuța evaluează starea senzorilor în bucla principală:
+Se evită delay() în loop(), pentru răspuns rapid la comenzi
-Dacă un obstacol este detectat: oprire și evitare laterală
+LED-ul și buzzerul sunt sincronizate cu mișcarea
-Dacă drumul este liber: continuă deplasarea înainte
+Codul e modular și poate fi extins cu ușurință pentru alți senzori
-Logica este implementată cu FSM (Finite State Machine) cu stările:
+=== Testare și integrare ===
-MERGE_INAINTE
+Testarea a fost incrementală:
-EVITA_STANGA
+Test LED/buzzer separat
-EVITA_DREAPTA
+Test comenzi de mișcare simple
-OPRIT
+Test UART cu aplicație Android
-Algoritmi implementați:
+Test Timer1 LED blink
-FSM – pentru decizii logice în modul autonom
+Integrare completă Bluetooth + semnalizare + motoare
-ISR (Interrupt Service Routines) – pentru UART și comutare mod
-Debouncing software – pentru stabilizarea butonului de mod
+===== Concluzii =====
-PWM control – ajustarea vitezei motoarelor
+Proiectul este functional si poate fi folosit in diverse domenii, atat in scop de divertisment, cat si scopuri mai practice, cum ar fi transportul de obiecte.
+===== Cod sursa =====
-Parser comenzi seriale – interpretarea rapidă a comenzilor Bluetooth
+https://github.com/Dragos-Coticeru/Arduino-Car
-Alte considerente:
-Variabilele partajate cu ISR-uri sunt declarate volatile
+===== Impedimente =====
-Se evită delay-uri lungi în bucla principală pentru a nu bloca răspunsul la întreruperi
+In decursul crearii acestui proiect am intampinat nenumarate impedimente, pe care le voi prezenta mai jos.
-Codul este scris modular, permițând testarea și depanarea pe componente
+. Arderea modului Bluetooth
-Testarea aplicației s-a realizat incremental: s-au verificat individual comanda motoarelor, recepția UART, funcționarea PWM și senzorii, urmate de integrarea completă în sistemul dual
+La inceput, am observat ca motoarele se misca foarte repede, si in dorinta de a le incetini, am pus mai putina putere la motoare, fapt care insa nu a fost prea fericit. Am simtit miros de ars si am oprit alimentarea, constatand ca o parte din modulul Bluetooth s-a ars.
-===== Rezultate Obținute =====
+. Functionarea Buzzerului
-===== Concluzii =====
+Buzzerul fiind pasiv, acesta functioneaza prin pulsatie. In momentul in care i se ofera input de tip HIGH, acesta scoate un sunet slab. Am schimbat logica, folosind pulsatie tone(), iar buzzerul funtiona cum trebuie. In schimb, fara absolut nicio aparenta directa legatura, 2 dintre motoare nu mai functionau cand faceam aceasta modificare in cod.
+. Arderea ledului
-===== Cod sursa =====
+Initial cand am cuplat ledul, am folosit o rezistenta mult prea mare, fapt care a facut ledul sa nu se mai aprinda. Crezand ca ledul este stricat, am deconectat rezistenta si am conectat ledul direct, fapt care evident a produs arderea ledului. Nu ledul ar fi problema, dar tinand cont de numarul mare de componente care au suferit degradari, performanta proiectului devine usor imprevizibila.
+. Conectarea ecranului LCD
+Am dorit sa conectez un ecran LCD pentru a afisa mesaje precum "inainte" in momentul in care masina se deplasa in directia inainte. In schimb, am observat ca pinii de pe Shield ce ar fi trebuit conectati la SDA si SCL nu functioneaza (probabil tot din cauza unor arderi precedente). Ecranul se aprindea in schimb, dar din dorinta de a pastra puterea acumulatorilor (neavand altii de schimb), am renuntat la ideea ecranului.
+. Arderea placutei Arduino
-https://github.com/Dragos-Coticeru/Arduino-Bluetooth-Car
+Din neatentie la montarea shieldului, am produs un scurt ce a ars condensatorul de pe placuta arduino, cum este prezentat mai jos.
-Codul va avea modificari, inca nu este complet
+{{ condensator_ars.jpg?400x400 | Condensator Ars }}