Proiectul propus reprezintă un sistem embedded de monitorizare și avertizare destinat supravegherii condițiilor de siguranță dintr-o cameră tehnică sau dintr-un spațiu închis în care pot apărea situații periculoase. Sistemul este realizat cu ajutorul unei plăci Arduino Uno și al unor module electronice uzuale, ușor de integrat într-o aplicație educațională sau demonstrativă. Scopul principal al proiectului este detectarea rapidă a unor condiții de risc, precum prezența gazelor inflamabile, apariția unei flăcări, apropierea unei persoane de echipament, umiditatea ridicată sau schimbările semnificative de lumină din încăpere, precum și avertizarea utilizatorului prin semnale vizuale, sonore și prin logarea evenimentelor.

Ideea proiectului a pornit de la o situație practică: într-o cameră tehnică sau într-un spațiu în care există o centrală termică, conducte, surse de alimentare sau alte echipamente, apariția gazului și a flăcării reprezintă riscuri critice. În plus, anumite condiții de mediu, precum umiditatea ridicată sau apropierea unei persoane de echipament, pot deveni informații utile pentru monitorizare și pentru înțelegerea contextului în care apare o alertă. Din acest motiv, sistemul a fost extins dincolo de simpla detecție de gaz și flacără, fiind gândit ca un prototip inteligent de supraveghere locală.

După pornire, dispozitivul funcționează autonom și citește permanent valorile furnizate de senzorul de gaz MQ-6, de senzorul de flacără, de senzorul de temperatură și umiditate DHT11, de senzorul ultrasonic HC-SR04, de modulul de lumină TCS34725 și de ceasul de timp real PCF8563. Pe baza acestor valori, sistemul determină starea generală a mediului și semnalizează utilizatorului dacă totul este în regulă, dacă există prezență lângă echipament, dacă umiditatea este ridicată sau dacă a apărut o situație de pericol real, cum ar fi o concentrație anormală de gaz sau detectarea flăcării.

În funcție de starea sistemului, feedback-ul este oferit prin intermediul LED-urilor roșu, galben și verde, al unui buzzer activ și prin afișarea statusului în Serial Monitor. În plus, evenimentele importante sunt salvate pe card SD, împreună cu timestamp furnizat de modulul RTC. Astfel, proiectul nu doar detectează și avertizează în timp real, ci oferă și o componentă de jurnalizare utilă pentru analiză ulterioară.

Din punct de vedere educațional, proiectul este relevant deoarece combină mai multe concepte importante din domeniul sistemelor embedded: citirea senzorilor analogici și digitali, lucrul cu magistrale de comunicație precum I2C și SPI, gestionarea stărilor sistemului, utilizarea unui ceas de timp real, jurnalizarea pe card SD, semnalizarea vizuală și sonoră și interpretarea contextuală a datelor provenite din mai mulți senzori. În același timp, proiectul demonstrează modul în care un microcontroler poate integra informații multiple și poate lua decizii simple, dar utile, în timp real.

Consider că acest proiect este relevant deoarece îmbină o aplicație practică și ușor de justificat cu o implementare hardware-software clară, extensibilă și potrivită pentru o prezentare tehnică. Totodată, oferă o bază bună pentru dezvoltări viitoare, cum ar fi praguri configurabile, interfață de configurare, notificări externe sau integrarea într-un sistem de monitorizare mai complex.

Sistemul este construit în jurul plăcii Arduino Uno, care reprezintă unitatea principală de procesare. La aceasta sunt conectate mai multe module cu roluri diferite: un senzor de gaz MQ-2 pentru detectarea gazelor inflamabile, un senzor de flacără pentru identificarea unei surse de foc, un senzor DHT11 pentru măsurarea temperaturii și umidității, un senzor ultrasonic HC-SR04 pentru detectarea prezenței în imediata apropiere a echipamentului, un modul TCS34725 utilizat pentru monitorizarea nivelului de lumină ambientală, un ceas de timp real PCF8563 pentru păstrarea datei și orei și un modul SD pentru jurnalizarea evenimentelor.

În timpul funcționării, Arduino citește permanent valorile provenite de la toți senzorii și stabilește starea sistemului. Dacă nu este detectată nicio condiție periculoasă, sistemul rămâne în starea normală, menține LED-ul verde aprins și afișează în Serial Monitor că nu există pericol activ. Dacă senzorul ultrasonic detectează o persoană foarte aproape de echipament, sistemul rămâne tot în starea normală, dar semnalizează prezența prin LED verde și LED galben clipitor, marcând faptul că există activitate în zona monitorizată.

În cazul în care valoarea furnizată de senzorul MQ-2 depășește pragul stabilit, sistemul intră direct în starea de alertă de gaz. În această situație, LED-ul roșu se activează, iar buzzerul începe să emită semnale sonore intermitente. Dacă în același timp este detectată și prezența unei persoane lângă echipament, semnalizarea devine mai accentuată: LED-ul roșu clipește, LED-ul galben clipește sincron cu acesta, iar ritmul buzzerului crește pentru a avertiza mai clar persoana aflată în apropiere.

Dacă este detectată flacără, sistemul tratează situația tot ca pe o stare de pericol major și activează aceeași logică de alertare sonoră și vizuală. Astfel, proiectul prioritizează siguranța, orice pericol real fiind tratat direct ca alertă, fără stări intermediare de avertizare slabă pentru gaz.

Pe lângă pericolele principale, sistemul monitorizează și umiditatea relativă. Dacă umiditatea depășește pragul stabilit în software și nu există simultan altă semnalare mai importantă, sistemul rămâne în starea normală, dar afișează în status un mesaj de tip „atenție: umiditate relativă ridicată în încăpere” și aprinde LED-ul galben fix. În acest fel, umiditatea ridicată este semnalată ca observație tehnică importantă, fără a suprascrie stările de pericol real sau de prezență.

Un alt element important este componenta de jurnalizare. La fiecare schimbare de stare, la detectarea prezenței sau la schimbări semnificative ale luminii ambientale, sistemul salvează evenimentele pe cardul SD împreună cu timpul furnizat de RTC. Acest lucru oferă proiectului un caracter mai apropiat de o aplicație reală de monitorizare, nu doar de un simplu demo de senzori.

Din punct de vedere funcțional, proiectul poate fi privit ca un sistem local inteligent de monitorizare a camerei tehnice. El nu reprezintă un sistem industrial certificat, dar reproduce fidel principiile de bază întâlnite în aplicațiile reale: detecția condițiilor de risc, clasificarea stărilor, avertizarea utilizatorului și logarea evenimentelor.

Din punct de vedere hardware, proiectul a fost realizat fără LCD Keypad Shield, ceea ce a permis o utilizare mai flexibilă a pinilor plăcii Arduino Uno. În locul unui afișaj local, sistemul transmite informațiile detaliate prin Serial Monitor și salvează evenimentele pe card SD. Această alegere a simplificat schema hardware și a permis integrarea mai multor senzori și module suplimentare, precum RTC-ul, senzorul de lumină și modulul SD.

Senzorii analogici utilizați sunt MQ-2 și senzorul de flacără, conectați la intrările analogice A0 și A1. DHT11 este conectat pe un pin digital dedicat, deoarece comunică printr-un protocol digital simplu. Senzorul ultrasonic HC-SR04 utilizează doi pini digitali separați, unul pentru semnalul de trigger și unul pentru ecou. LED-urile și buzzerul sunt comandate direct de pe pinii digitali ai plăcii.

Un aspect important al proiectului este utilizarea simultană a două magistrale de comunicație:

• I2C, folosită de RTC PCF8563 și de TCS34725, ambele module fiind conectate pe liniile SDA și SCL ale plăcii;
• SPI, folosită de modulul SD pentru jurnalizarea evenimentelor.

Această organizare permite integrarea mai multor componente fără conflicte de pini și reflectă o structură hardware mai apropiată de o aplicație embedded reală.

Pinii utilizați în proiect sunt:

• A0: senzor gaz MQ-2
• A1: senzor flacără
• D2: DHT11
• D4: buzzer activ
• D5: LED roșu
• D6: LED galben
• D7: LED verde
• D8: HC-SR04 TRIG
• D9: HC-SR04 ECHO
• D10: chip select pentru modulul SD
• D11, D12, D13: magistrala SPI pentru cardul SD
• A4 / SDA: magistrala I2C pentru RTC și TCS34725
• A5 / SCL: magistrala I2C pentru RTC și TCS34725

Modulul RTC este utilizat pentru atașarea unui timestamp fiecărui eveniment important, iar timpul poate fi configurat prin interfața serială cu ajutorul unei comenzi dedicate în format Unix time. Modulul SD permite salvarea schimbărilor de stare, a detectării prezenței și a modificărilor importante ale luminii.

Semnalizarea vizuală a fost concepută astfel încât să fie ușor de interpretat:

• LED verde aprins: funcționare normală
• LED verde + LED galben clipitor: prezență detectată lângă echipament
• LED galben aprins fix: umiditate relativă ridicată, fără alte alerte active
• LED roșu aprins sau clipitor: pericol real, gaz sau flacără detectată
• LED roșu + LED galben clipind sincron: pericol detectat în timp ce există și prezență în apropiere

Buzzerul activ funcționează doar în stările de pericol. În aceste cazuri, el nu emite continuu, ci intermitent:

• mai rar dacă nu este detectată prezență;
• mai rapid dacă este detectată prezență, pentru a avertiza mai clar persoana aflată în apropiere.

Această organizare hardware și logică oferă proiectului un comportament coerent, ușor de justificat și potrivit pentru o aplicație demonstrativă de monitorizare a unei camere tehnice.