Show page

Differences

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

--- pm:prj2025:mdinica:melisa.staicu [2025/06/01 20:58]
melisa.staicu [Lista Componentelor]
+++ pm:prj2025:mdinica:melisa.staicu [2025/06/04 16:32] (current)
mihai.spirchez [Elementul de noutate al proiectului]
@@ Line 4: / Line 4: @@
 **Despre ce este proiectul?** \\
-Acest proiect este un sistem autonom de curățare și monitorizare a unui panou fotovoltaic acoperit de o placă transparentă. Un senzor de lumină detectează gradul de murdărie, iar atunci când performanța sistemului scade sub un prag prestabilit, se activează un servomotor care mișcă un ștergător și o pompă cu apă pentru a spăla suprafața. În paralel, un microcontroler ESP32 înregistrează date de producție și nivelul apei, le afișează pe un panou LED și le salvează pe un card SD.
+Acest proiect este un sistem autonom de curățare și monitorizare a unui panou fotovoltaic acoperit de o placă transparentă. Un senzor de lumină detectează gradul de murdărie, iar atunci când performanța sistemului scade sub un prag prestabilit, se activează un servomotor care mișcă un ștergător și o pompă cu apă pentru a spăla suprafața. În paralel, un microcontroler Arduino Uno înregistrează date de producție și nivelul apei, le afișează pe un panou LED și le salvează pe un card SD.
 **Care este scopul proiectului?** \\
@@ Line 15: / Line 15: @@
 Prin menținerea automată a suprafeței curate, utilajul maximizează producția de energie fără intervenție manuală și oferă date de mentenanță predictivă. În plus, stocarea istorică pe card SD permite optimizarea ciclurilor de curățare și dimensionarea viitoarelor instalații.
-===== Descriere generală =====
+===== Schemă bloc =====
-{{:pm:prj2025:atoader:schema_bl.png?800x800|}}
+{{:pm:prj2025:mdinica:schema_bloc.png?800x800|}}
 ==== Descrierarea componentelor ====
@@ Line 37: / Line 37: @@
     * LDR montat pe placă transparentă măsoară intensitatea luminii incidente.
-    * În divizor de tensiune cu rezistor fix (10 kΩ) pentru citire analogică cu ESP32.
+    * În divizor de tensiune cu rezistor fix (10 kΩ) pentru citire analogică cu Arduino Uno.
     * Prag de murdărie: valoare scăzută a luminii declanșează ciclul de curățare.
@@ Line 44: / Line 44: @@
     * Electrozi de inox plasați în rezervor detectează prezența apei la diferite înălțimi.
-    * Semnal digital (HIGH/LOW) sau semnal analog (prin rezistență pull-down) către ESP32.
+    * Semnal digital (HIGH/LOW) către Arduino Uno.
     * Asigură oprirea pompei la nivel minim și avertizare pe display.
@@ Line 51: / Line 51: @@
     * Afișează valorile măsurate în timp real (nivel apă în %, curent produs în mA).
-    * Conectare I²C (2 fire) sau SPI (4 fire) către ESP32, în funcție de modul ales.
+    * Conectare I²C (2 fire) sau SPI (4 fire) către Arduino Uno, în funcție de modul ales.
@@ Line 63: / Line 63: @@
     * Acționează brațul ștergătorului cu cursă de aproximativ 90° pentru a curăța placa transparentă.
-    * Alimentare 5 V și semnal de control PWM de la ESP32.
+    * Alimentare 5 V și semnal de control PWM de la Arduino Uno.
@@ Line 69: / Line 69: @@
     * Pompa submersibilă sau cu tub extern, debit ~100 L/h.
-    * Alimentare direct de la baterie/bus de 5 V și pornire/oprire prin tranzistor MOSFET controlat de ESP32.
+    * Alimentare direct de la baterie/bus de 5 V și pornire/oprire prin tranzistor MOSFET controlat de Arduino Uno.
@@ Line 99: / Line 99: @@
 | Senzor nivel apă (DIY)        | 1         | limitare curent prin rezistor    |
 | Buton push-button             | 1         | cu rezistor de pull-up intern    |
-| Display LED                   | 1         | modul compatibil SPI/I²C         |
+| Display LED                   | 1         | modul compatibil SPI.            |
 | Modul card SD                 | 1         | socket micro-SD                  |
 | Servomotor SG90               | 1         | deviere ~90° pentru ștergător    |
@@ Line 108: / Line 108: @@
 ===== Software Design =====
+===== Biblioteci și resurse utilizate =====
-**Mediu de Dezvoltare**
-Proiectul este dezvoltat în Arduino IDE, folosind limbajul C++, împreună cu biblioteci externe pentru gestionarea ecranului TFT LCD, cardului SD și servomotoarelor. Codul este modularizat în funcții specifice pentru măsurători, afișaj, control servo și salvare date, pentru a crește lizibilitatea și scalabilitatea.
-Toate funcționalitățile sistemului sunt funcționale și integrate coerent, demonstrând aplicabilitatea practică a platformei Arduino pentru automatizare în medii reale.
-**Elementul de noutate al proiectului**
-Deși sistemele de măsurare a puterii produse de panourile solare sunt întâlnite frecvent, elementul de noutate al acestui proiect constă în integrarea mai multor funcții hardware și logice într-o singură soluție embedded, low-cost, cu scop dublu:
-  * Monitorizare inteligentă (curent, tensiune, lumină, nivel apă)
-  * Intervenție automată prin activarea unui releu, servomotor și pompă în cazul detectării murdăriei.
-Proiectul combină senzoristică, afișaj grafic, control mecanic și înregistrare de date pe SD, fiind scalabil și aplicabil în agricultură, smart-farming sau energii regenerabile.
-**Biblioteci și resurse utilizate**
@@ Line 136: / Line 117: @@
-**Algoritmi și structuri**
+===== Algoritmi și structuri ======
@@ Line 148: / Line 129: @@
   * Scrierea periodică a valorilor pe cardul SD, pentru arhivare și analiză ulterioară
-**Utilizarea funcționalităților din laborator**
+===== Utilizarea funcționalităților din laborator =====
+  * **Laboratorul 0** - Serial.begin() pentru testare și debugging cu valori live de la senzori.
+  * **Laboratorul 1** - pinMode(), digitalWrite() pentru controlul releului și inițializarea pinilor.
+  * **Laboratorul 2** - Controlul servomotoarelor cu Servo.write() pe canale PWM.
+  * **Laboratorul 3** - analogRead() pentru curent, tensiune și fotorezistori.
+  * **Laboratorul 4** - Adafruit_ST7735 pentru afișarea datelor: curent, tensiune, putere, stare sistem.
+  * **Laboratorul 5** - Salvare pe SD cu SD.open(), file.print(), înregistrare periodică cu millis().
+  * **Laboratorul 6** - Integrarea completă într-un sistem funcțional cu reacții automate.
-Laborator	Funcționalitate aplicată
+===== Funcții și fișiere sursă =====
-Lab 0	Serial.begin() pentru testare și debugging cu valori live de la senzori
-Lab 1	pinMode(), digitalWrite() pentru controlul releului și inițializarea pinilor
-Lab 2	Controlul servomotoarelor cu Servo.write() pe canale PWM
-Lab 3	analogRead() pentru curent, tensiune și fotorezistori
-Lab 4	Adafruit_ST7735 pentru afișarea datelor: curent, tensiune, putere, stare sistem
-Lab 5	Salvare pe SD cu SD.open(), file.print(), înregistrare periodică cu millis()
-Lab 6	Integrarea completă într-un sistem funcțional cu reacții automate
-**Funcții și fișiere sursă**
 Funcții principale:
-  * readCurrent() – convertește citirea de la ACS712 într-o valoare de amperaj
+  * setup_display() – inițializează ecranul TFT, setează rotația, șterge ecranul și pregătește zona de afișare pentru actualizări periodice.
-  * readVoltage() – calculează tensiunea pe baza valorii analogice de la divizor
+  * setup_water_sensor() – configurează pini locali și de pe extenderul I2C (PCF8574) pentru citirea nivelului apei pe baza tranzistorilor conectați la diferite înălțimi.
-  * logToSD() – scrie datele (tensiune, curent, putere) pe cardul SD
+  * setup_curent_sensor() – face o calibrare inițială a senzorului ACS712, calculând offsetul de tensiune fără curent, pentru a putea oferi valori reale și precise ulterior.
-  * updateDisplay() – afișează valorile curente pe LCD
+  * setup_lumina_sensor() – setează pinii senzorilor de lumină și pinul de control pentru releul pompei. Pompa este oprită la pornirea sistemului (LOW logic invers).
-  * controlSystem() – decide dacă trebuie activat sistemul de curățare
+  * water_senzor_get_procentage() – interpretează starea pinilor de la tranzistori (via PCF8574 și pini direcți) și returnează procentul estimat al nivelului de apă, între 0% și 100%.
+  * curent_sensor_get_value() – face medii multiple ale tensiunii pe pinul analogic, transformă rezultatul în amperi, aplică un filtru EMA (exponential moving average) și returnează curentul produs de panoul solar.
+  * display_water_level(procent, curent) – actualizează doar când este nevoie afișajul de pe TFT cu noul nivel de apă și curentul generat, pentru a evita artefacte vizuale sau erori.
+  * verifica_lumina_si_porneste_pompa() – citește lumină pe cei doi senzori și decide când este nevoie să pornească pompa de apă (în cazul murdăririi senzorilor). Activează și un „flag” pentru a permite mișcarea ulterioară a servomotorului.
+  * loop() – bucla principală care execută toată logica periodic: verifică lumină, afișează nivelul apei și curentul, iar după oprirea pompei, execută de 6 ori o mișcare a servomotorului SG90.
-**Interacțiunea dintre componente**
+===== Interacțiunea dintre componente =====
   * Panoul solar furnizează energie, care este monitorizată prin senzorii de curent și tensiune
@@ Line 179: / Line 162: @@
   * Cardul SD arhivează nivelul de apă și puterea panoului pentru analiză ulterioară
-**Calibrarea și validarea**
+===== Calibrarea și validarea =====
   * Curentul măsurat cu ACS712 a fost calibrat comparativ cu un multimetru, iar offset-ul a fost corectat în cod.
@@ Line 186: / Line 169: @@
-**Optimizări**
+===== Optimizări =====
+  * Curentul măsurat cu ACS712 a fost calibrat comparativ cu un multimetru, iar offset-ul a fost corectat în cod.
+  * Afișare optimizată pe ecran TFT – actualizăm conținutul de pe ecran doar când apar modificări ale nivelului apei sau ale curentului generat, evitând astfel apeluri repetate și costisitoare la funcțiile de desenare.
+  * Structurare modulară a codului – funcționalitățile majore (citire senzori, control servomotor, afișare pe TFT, control pompă etc.) sunt implementate în funcții separate, ușor de întreținut, testat și extins.
+  * Controlul acțiunilor prin stări logice – am folosit variabile precum pompaPornita și servoExecutatDupaPompa pentru a evita repetiții și suprapuneri ale comenzilor hardware (releu sau servo), permițând un flux de execuție clar și fiabil.
+  * Eliminarea delay-urilor inutile – în versiunile inițiale ale codului am folosit millis() pentru control temporizat non-blocant. În forma finală, logica a fost simplificată intenționat pentru a oferi claritate maximă, fără blocaje și fără afectarea celorlalte funcționalități.
+  * Comentarii clare și cod auto-explicativ – codul este documentat pas cu pas, fiecare funcție și secțiune fiind explicată pentru o înțelegere facilă.
+===== Mediu de Dezvoltare =====
-  * Utilizarea millis() în loc de delay() pentru logare periodică neblocantă
+Proiectul este dezvoltat în Arduino IDE, care oferă un mediu ușor de utilizat pentru programarea și încărcarea codului pe placa Arduino. Tot codul este scris în C++, folosind bibliotecile standard Arduino și logică personalizată pentru implementarea scopului proiectului.
-  * SPI partajat între SD și TFT, folosind CS dedicat și control software atent
-  * Modularizare a codului în funcții clare pentru senzori, afișaj și salvare date
-  * Servomotoare resetate automat la poziția neutră dacă nu e detectată murdărie
-  * Releul activ doar la nevoie pentru a economisi energie
-**Structură modulară**
+===== Elementul de noutate al proiectului =====
+Am realizat propriul nostru senzor pentru detectarea volumului apei, alcătuit din mai mulți tranzistori, fiecare dintre aceștia  având conectat la colector câte un rezistor și un led, iar pe bază un fir care duce către un recipient. Fiecare fir către recipient are o lungime diferita, astfel incât să capteze curentul din puncte diferite din sticlă. Practic fiecare tranzistor va aprinde ledul în momentul în care este atins nivelul lui de apă. Totdată, la fiecare colector al tranzistorilor, este conectat și un fir care este dus către plăcuța de Arduino pentru a fi citit.
-Codul este organizat clar pe următoarele secțiuni:
+{{:pm:prj2025:mdinica:senzor_apa.jpeg?800x800|}}
-  * Inițializare componente (setup())
-  * Măsurători (readVoltage(), readCurrent())
-  * Logică de decizie (controlSystem())
-  * Afișaj și SD (updateDisplay(), logToSD())
-  * Această structurare permite adăugarea de funcții suplimentare fără a afecta funcționalitățile de bază.
-**Concluzie**
-Proiectul realizează o automatizare completă a unui panou solar, cu detecție de murdărie, activare automată de sistem de curățare și monitorizare completă a parametrilor electrici. Este scalabil, eficient și utilizabil în aplicații reale cu buget redus.
 ===== Rezultate Obţinute =====
@@ Line 215: / Line 192: @@
 ===== Concluzii =====
+Proiectul a fost o experiență practică valoroasă, care ne-a ajutat să înțelegem mai bine principiile de funcționare ale componentelor electronice și modul în care acestea pot fi integrate într-un sistem autonom. A fost interesant să lucrăm cu senzori, relee, servomotoare și un panou solar. Am întâmpinat dificultăți tehnice, mai ales în integrarea componentelor multiple, dar prin documentare, videouri explicative și testare am reușit să le depășim. A fost o activitate practică extrem de utilă, din care am învățat foarte multe și care a avut o finalitate reușită.
 ===== Download =====
-<note warning>
+{{:pm:prj2025:mdinica:media_proiect.zip?800x800|}}
-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**.
-</note>
 ===== Cod sursă =====
 https://github.com/melisa204/pm_project
-===== Jurnal =====
+===== Jurnal ======
+.05.2025 - Am decis tema proiectului și am realizat descrierea inițială a acestuia.
+.05.2025 - Am realizat schema.
-<note tip>
+.05.2025 - Am comanda primele componente.
-Puteți avea și o secțiune de jurnal în care să poată urmări asistentul de proiect progresul proiectului.
-</note>
-===== Bibliografie/Resurse =====
+.05.2025 - Am ridicat componentele și am observat dupa jumătate de zi că am primit senzori de temperatură în loc de tranzistori, după ce nu funcționa testarea noastră pe breadboard.
-<note>
+.05.2025 - Am dat comandă de tranzistori și de componentele care ne-am dat seama pe parcurs ca ne mai trebuiesc.
-Listă cu documente, datasheet-uri, resurse Internet folosite, eventual grupate pe **Resurse Software** şi **Resurse Hardware**.
-</note>
+.05.2025 - Am ridicat restul componentelor.
+.05.2025 - Am asamblat întregul proiect și am testat funcționalitatea componentelor.
+.05.2025 - Am dezvoltat și am testat partea de software a proiectului.
+.05.2025 - Am realizat testarea finală și videoclipurile pentru demo.
+.05.2025 - Am realizat scheletul de lemn pentru susținerea si prezentarea proiectului.
+===== Bibliografie/Resurse =====
+  * [[https://www.youtube.com/watch?v=OdXzCmFGztA&t=92s]]
+  * [[https://www.youtube.com/watch?v=boagCpb6DgY&t=106s]]
+  * [[https://www.youtube.com/watch?v=qHJAYjCqAok&t=6s]]
+  * [[https://www.youtube.com/watch?v=58XWVDnB7Ss&t=11s]]
+  * [[https://www.youtube.com/watch?v=7tUGUXyloXQ&t=7s]]
+  * [[https://www.youtube.com/watch?v=dy9AWNs94Hs&t=145s]]
-<html><a class="media mediafile mf_pdf" href="?do=export_pdf">Export to PDF</a></html>