Show page

Differences

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

--- pm:prj2025:vstoica:stefania.manea [2025/05/14 12:56]
stefania.manea
+++ pm:prj2025:vstoica:stefania.manea [2025/05/22 12:14] (current)
stefania.manea
@@ Line 54: / Line 54: @@
 |Buton 1 | D2 | Start înregistrare |
 |Buton 2 | D3 | Oprire și revenire la starea inițială |
+{{ :pm:prj2025:vstoica:sch.png?600 | | center }}
@@ Line 59: / Line 62: @@
 {{ :pm:prj2025:vstoica:schema_stetoscop.png?600 | | center }}
+===Software Design===
+==Flow-ul programului==
+Programul funcționează pe o mașină de stări (`State currentState = BEGIN/RECORD`), în care logica principală este împărțită în două stări esențiale: **BEGIN** și **RECORD**.
+  * Starea **BEGIN** – Așteptare
+Această stare este activă imediat după pornirea sistemului. În acest moment, dispozitivul se află în repaus și așteaptă interacțiunea utilizatorului. LED-ul roșu este aprins pentru a semnala starea pasivă, iar LED-ul verde este stins. Speaker-ul este dezactivat. Pe ecranul OLED este afișat un mesaj care îi spune utilizatorului cum să înceapă înregistrarea: //Apasă B1 pentru înregistrare//.
+La apăsarea butonului 1, sistemul inițiază tranziția către starea de înregistrare (RECORD). În acest moment sunt resetate variabilele relevante: //beatCount// este setat la 0, iar //beatDetected// este resetat pentru a permite o detecție corectă a următoarelor bătăi. Se pornește cronometrul intern (recordStartTime = time_millies()), iar ecranul este curățat pentru a începe afișarea semnalului cardiac.
+  * Starea **RECORD** – Înregistrare activă
+În această stare, dispozitivul începe efectiv procesul de monitorizare a bătăilor inimii. LED-ul verde este stins, în timp ce LED-ul roșu clipește la fiecare 500ms, indicând activitatea înregistrării.
+În bucla principală a acestei stări, sistemul citește valoarea analogică de la microfonul conectat pe pinul ADC0. Această valoare este convertită într-o poziție verticală y, utilizată pentru desenarea unui grafic asemănător unei electrocardiograme. Dacă valoarea semnalului depășește pragul //PEAK_THRESHOLD//, sistemul consideră că a fost detectată o bătaie a inimii și incrementează //beatCount//, cu condiția să nu fi fost deja detectată o bătaie în momentul anterior (evitând astfel detecțiile duble).
+Semnalul este desenat în timp real pe display, iar coloanele sunt curățate și desenate continuu.
+Înregistrarea poate fi oprită prin apăsarea butonului 2. În acest caz, dispozitivul revine în starea **BEGIN**. Speaker-ul este dezactivat, iar sistemul calculează automat durata înregistrării și valoarea ritmului cardiac exprimată în BPM, folosind formulele:
+  * duration = (time_millies() - recordStartTime) / 1000
+  * BPM = (beatCount * 60) / duration
+Datele obținute sunt transmise funcției result_screen(bpm, duration, beatCount), care se ocupă de afișarea rezultatelor și animația cu inima care pulsează.
+==Structura și rolul fiecărui fișier==
+Proiectul este structurat în mai multe fișiere sursă, fiecare având un rol specific în funcționarea generală a sistemului. În continuare voi descrie în detaliu fiecare fișier:
+==main.cpp - Fluxul programului și logica de bază==
+Acesta este punctul de intrare al programului. Are rolul de a inițializa hardware-ul și de a coordona logica programului bazată pe stări.
+Apelează funcțiile de inițializare:
+  * //gpio_init()//, //adc_init()//, //timer0_init()//
+Configurează ecranul OLED cu //display.begin()//
+Rulează o buclă //while(1)// care alternează între două stări:
+  * **BEGIN**: Așteaptă butonul 1 pentru a începe înregistrarea.
+  * **RECORD**: Citește semnalul de la microfon, detectează bătăi, desenează semnalul pe ecran și calculează BPM la oprirea înregistrării (prin butonul 2).
+Integrează controlul LED-urilor și speaker-ului în funcție de starea aplicației.
+Gestionează afișarea semnalului de puls și menține numărul de bătăi.
+== init.hpp – Inițializarea componentelor hardware ==
+Acest fișier definește funcții pentru a configura perifericele microcontroller-ului.
+**Funcții definite:**
+//gpio_init()//
+Configurează:
+    * Butoane ca intrări cu pull-up
+    * LED-uri ca ieșiri (inițial stinse)
+    * Pinul pentru speaker ca ieșire (alimentare controlată)
+  //adc_init()//
+  * Setează ADC-ul pentru citirea valorii analogice de la microfon.
+  * Selectează referința AVCC și un prescaler de 64 pentru un echilibru între viteză și precizie.
+  //timer0_init()//
+  * Inițializează Timer0 în mod CTC pentru a genera o întrerupere la fiecare 1 ms, necesară pentru măsurarea timpului în aplicație.
+== vars.hpp – Configurări globale și definiri ==
+Fișierul definește variabile și constante globale necesare în întregul proiect.
+**Include:**
+  * Dimensiunile ecranului OLED: //SCREEN_WIDTH//, //SCREEN_HEIGHT//
+  * Obiectul global //display// pentru controlul OLED-ului (Adafruit SSD1306)
+  * Maparea pinilor: pentru microfon, LED-uri, butoane și speaker.
+  * Praguri de detecție pentru sunetul pulsului: //PEAK_THRESHOLD// – prag pentru a detecta o bătaie; //MIC_THRESHOLD// – pentru a desena sau nu semnalul.
+  * Variabila //volatile uint32_t systicks//: Contor de milisecunde incrementat prin întrerupere (folosit pentru temporizări).
+== screen.hpp – Afișare grafică și gestionare LED-uri ==
+Acest fișier conține funcțiile de afișare și de interpretare a rezultatelor măsurării.
+**Funcții principale**
+//ISR(TIMER0_COMPA_vect)//
+  * Rutină de întrerupere la fiecare 1 ms → incrementează `systicks`.
+//time_millies()//
+  * Returnează timpul curent în milisecunde (bazat pe `systicks`)
+//begin_screen()//
+  * Afișează ecranul de start cu instrucțiuni pentru utilizator
+//result_screen(bpm, duration, beatCount)//
+Afișează rezultatele înregistrării:
+    * BPM
+    * Durata
+    * Numărul de bătăi
+  * Arată o animație cu o inimioară care pulsează
+Setează LED-urile în funcție de nivelul ritmului cardiac:
+    * Verde: normal (60–100 BPM)
+    * Portocaliu: alertă moderată (40–60 sau 100–120 BPM)
+    * Roșu: critic (sub 40 sau peste 120 BPM)
+== libs.hpp – Include-uri și biblioteci ==
+Fișier folosit pentru a centraliza toate bibliotecile necesare.
+**Include **
+//AVR standard// (pentru control hardware):
+  * //avr/io.h// – acces la registre
+  * //avr/interrupt.h// – permite lucrul cu întreruperi
+  * //util/delay.h// – întrârziere în milisecunde sau microsecunde
+  * //stdint.h//, //stdbool.h//
+//Display OLED://
+  * //Wire.h// – comunicare I2C
+  * //Adafruit_GFX.h// – interfață grafică pentru desenare (linii, text, bitmap-uri)
+  * //Adafruit_SSD1306.h// – suport specific pentru display-ul SSD1306
+== heart.hpp – Resurse grafice (bitmap-uri inimă) ==
+Conține două array-uri `PROGMEM` (plasate în memoria flash) cu bitmap-uri:
+  * //heartSmall[]// – inimă mică
+  * //heartBig[]// – inimă mare
+Acestea sunt desenate alternativ pe ecran în //result_screen()// pentru a simula o inimă care pulsează.
+===Rezultate obținute===
+[[https://www.youtube.com/watch?v=QOGykQ_T8kw|Demo proiect]]
+Rezultatele obținute în urma testării arată că proiectul simulează detectarea bătăilor inimii și le contorizează în timp real. Informațiile afișate pe ecranul OLED, mai exact BPM-ul, durata înregistrării și numărul de bătăi, sunt clare și ușor de înțeles, iar animația inimii contribuie la o experiență interactivă și intuitivă pentru utilizator.
+Aceste elemente fac ca proiectul să fie nu doar funcțional, ci și accesibil și prietenos pentru utilizatori.
+{{ :pm:prj2025:vstoica:poza1.jpg?300|}}
+{{ :pm:prj2025:vstoica:poza2.jpg?300|}}
+{{ :pm:prj2025:vstoica:poza3.jpg?300|}}
+{{ :pm:prj2025:vstoica:poza4.jpg?300|}}
+{{ :pm:prj2025:vstoica:poza5.jpg?450 || center}}
+===Concluzie===
+Proiectul **Stetoscop Digital** pune în evidență un mod practic și eficient de a construi un sistem embedded care răspunde la interacțiuni reale. Utilizarea resurselor hardware precum ADC, GPIO, timer și interfața I2C pentru display-ul OLED a permis construirea unei aplicații care combină interacțiunea fizică (butoane, LED-uri, speaker) cu o interfață grafică intuitivă. Această combinație de componente oferă un rezultat vizual și funcțional.
+Codul este clar structurat, iar funcționalitatea este împărțită logic, ceea ce face ca proiectul să fie ușor de înțeles și de testat.