Show page

Differences

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

--- pm:prj2026:alexandru.jipa2803:dacian.pascu [2026/05/06 10:08]
dacian.pascu created
+++ pm:prj2026:alexandru.jipa2803:dacian.pascu [2026/05/22 20:40] (current)
dacian.pascu
@@ Line 3: / Line 3: @@
 SmartDoor este un sistem de control al accesului bazat pe carduri RFID. La scanarea unui card, Arduino Nano interoghează un server prin WiFi pentru a verifica dacă accesul este permis, afișează rezultatul pe un ecran LCD și trimite un log cu fiecare tentativă către server.
-Ideea a pornit de la nevoia unui sistem simplu și ieftin de a înlocui cheile fizice cu carduri de proximitate, oferind totodată un jurnal de acces persistent pe server.
 Utilitatea proiectului constă în:
@@ Line 14: / Line 12: @@
 ===== Descriere generală =====
-Sistemul este compus din cinci blocuri principale care interacționează în lanț:
+Sistemul este compus din cinci blocuri principale:
   *Bloc de citire — Modulul RC522 citește UID-ul cardului RFID prezentat și îl trimite către Arduino Nano prin interfața SPI (prin intermediul level shifter-ului bidirecțional, deoarece RC522 lucrează la 3.3V iar Arduino la 5V).
@@ Line 20: / Line 18: @@
   *Bloc de control — Arduino Nano primește UID-ul, îl formatează și îl transmite modulului ESP8266 prin comunicație serială UART (prin intermediul unui adaptor de tensiune 5V→3.3V).
-  *Bloc de comunicație WiFi — ESP8266 ESP-01 se conectează la rețeaua WiFi și trimite o cerere HTTP(S) către serverul de backend cu UID-ul cardului. Primește răspunsul (permis/refuzat) și îl transmite înapoi la Arduino.
+  *Bloc de comunicație WiFi — ESP8266 ESP-01 se conectează la rețeaua WiFi și trimite o cerere HTTP către serverul de backend cu UID-ul cardului. Primește răspunsul (permis/refuzat) și îl transmite înapoi la Arduino.
-  *Bloc de afișare — LCD 1602 cu modul I2C afișează mesajul corespunzător răspunsului primit: "Access Granted" sau "Access Denied". Comunicația I2C (SDA/SCL) funcționează direct la 5V, fără conversie de nivel.
+  *Bloc de afișare — LCD 1602 cu modul I2C afișează mesajul corespunzător răspunsului primit: "Access Granted" sau "Access Denied".
   *Bloc de alimentare — Modulul MB102 montat pe breadboard furnizează 5V pentru Arduino și LCD, respectiv 3.3V (prin adaptoare) pentru modulele ESP și RFID.
@@ Line 35: / Line 33: @@
 | 1 | Arduino Nano | 1 | Microcontroler principal, 5V logic |
-| 2 | Breadboard + modul alimentare MB102 | 1 set | Sursă 5V/3.3V din USB sau jack |
+| 2 | Breadboard + modul alimentare MB102 | 1 | Sursă 5V/3.3V din USB sau jack |
 | 3 | Modul WiFi ESP8266 ESP-01 | 1 | UART la 3.3V |
 | 4 | Adaptor 5V→3.3V pentru ESP8266 (4-pin) | 1 | Conversie nivel UART + alimentare 3.3V |
-| 5 | Kit cititor RFID RC522 | 1 | SPI la 3.3V, include card și breloc |
+| 5 | Kit cititor RFID RC522 | 1 | SPI la 3.3V |
 | 6 | Level shifter 8 canale bidirecțional (5V↔3.3V) | 1 | Conversie logică SPI Arduino↔RC522 |
 | 7 | LCD 1602 cu modul I2C (PCF8574) | 1 | Afișaj feedback acces, 5V, I2C |
 | 8 | Cabluri jumper | ~25 | M-M și M-F |
+===== Schema Electrica =====
+{{https://raw.githubusercontent.com/dacianpascu06/proiect-pm/main/pictures/schema_electrica.png?800x600|Schemă Electrica SmartDoor}}
+===== Descriere Pini =====
+== Arduino Nano ==
+| Pin | Utilizare | Descriere |
+| VIN | Alimentare intrare | Primește tensiunea de 9V de la baterie pentru a alimenta întregul sistem prin regulatorul intern al Nano. |
+| 5V | Alimentare ieșire | Furnizează 5V către side-ul B al level shifter-ului, LCD și linia de alimentare a breadboard-ului. |
+| 3.3V | Alimentare ieșire | Furnizează 3.3V direct către VCC al RC522 și VCC al ESP8266 prin adaptorul de tensiune. |
+| GND | Masă comună | Conectează masa comună pentru toate modulele din circuit. |
+| D2 / RX | UART recepție | Primește datele seriale de la modulul ESP8266 (răspunsul serverului: permis/refuzat). |
+| D3 / TX | UART transmisie | Trimite UID-ul cardului RFID citit către modulul ESP8266 pentru verificare pe server. |
+| D9 | RST RC522 | Controlează pinul de reset al modulului RC522 pentru inițializarea și repornirea cititorului RFID. |
+| D10 | SS / SDA RC522 | Pinul de Slave Select SPI, activează comunicația cu RC522 când este tras la LOW. |
+| D11 / MOSI | SPI date ieșire | Transmite datele de comandă de la Arduino către RC522 prin protocolul SPI. |
+| D12 / MISO | SPI date intrare | Primește datele citite de RC522 (UID card) înapoi la Arduino prin protocolul SPI. |
+| D13 / SCK | SPI clock | Generează semnalul de clock pentru sincronizarea comunicației SPI cu RC522. |
+| A4 / SDA | I2C date LCD | Linia de date I2C pentru trimiterea caracterelor și comenzilor către LCD 1602. |
+| A5 / SCL | I2C clock LCD | Generează semnalul de clock I2C pentru sincronizarea comunicației cu LCD 1602. |
+== RFID RC522 ==
+| Pin | Utilizare | Descriere |
+| VCC | Alimentare 3.3V | Primește 3.3V de la pinul 3.3V al Arduino prin side-ul A al level shifter-ului. |
+| GND | Masă | Conectat la masa comună a circuitului. |
+| SDA (SS) | Chip Select SPI | Activează modulul RC522 pentru comunicație atunci când Arduino îl selectează. |
+| SCK | Clock SPI | Primește semnalul de clock SPI de la Arduino prin level shifter. |
+| MOSI | Date intrare SPI | Primește comenzi și date de la Arduino prin level shifter. |
+| MISO | Date ieșire SPI | Trimite UID-ul cardului citit înapoi către Arduino prin level shifter. |
+| RST | Reset | Permite Arduino să reseteze și să reinițializeze modulul RC522 când e necesar. |
+== Waveshare Level Shifter 8 Canale ==
+| Pin | Utilizare | Descriere |
+| VCCA | Alimentare 3.3V (side A) | Referința de tensiune pentru side-ul de 3.3V, conectat la pinul 3.3V al Arduino. |
+| VCCB | Alimentare 5V (side B) | Referința de tensiune pentru side-ul de 5V, conectat la pinul 5V al Arduino. |
+| GND | Masă | Masă comună pentru ambele side-uri ale convertoarelor de nivel logic. |
+| A0-A4 | Side 3.3V → RC522 | Pinii de 3.3V conectați direct la RC522 (SCK, MOSI, MISO, SS, RST). |
+| B0-B4 | Side 5V → Arduino | Pinii de 5V conectați la Arduino (D13, D11, D12, D10, D9), realizând conversia bidirecțională. |
+== ESP8266 ESP-01 ==
+| Pin | Utilizare | Descriere |
+| VCC | Alimentare 3.3V | Primește 3.3V prin adaptorul de tensiune dedicat ESP8266. |
+| GND | Masă | Conectat la masa comună a circuitului. |
+| TX | UART transmisie | Trimite răspunsul serverului (permis/refuzat) către pinul RX al Arduino. |
+| RX | UART recepție | Primește UID-ul cardului de la Arduino pentru a-l trimite serverului prin WiFi. |
+== LCD 1602 I2C ==
+| Pin | Utilizare | Descriere |
+| VCC | Alimentare 5V | Primește 5V de pe linia de alimentare a breadboard-ului pentru a alimenta ecranul. |
+| GND | Masă | Conectat la masa comună a circuitului. |
+| SDA | I2C date | Primește datele de la Arduino (A4) pentru a afișa mesajele "Access Granted" / "Access Denied". |
+| SCL | I2C clock | Primește semnalul de clock I2C de la Arduino (A5) pentru sincronizarea comunicației. |
+===== Poza Proiect =====
+{{https://raw.githubusercontent.com/dacianpascu06/proiect-pm/main/pictures/poza_proiect.jpg?800x600|Poza Proiect SmartDoor}}
 ===== Software Design =====
-===== Rezultate Obţinute =====
-===== Concluzii =====
+Codul combina librării Arduino
+(MFRC522, SoftwareSerial) cu cod bare-metal AVR scris de mână pentru TWI și LCD.
+=== Structura proiectului ===
+  * ''twi.c / twi.h'' — driver I2C bare-metal
+  * ''lcd.c / lcd.h'' — driver LCD 1602 peste PCF8574, mod 4-bit
+  * ''main.cpp'' — logica principală: RFID, WiFi, heartbeat, afisare
+=== Driverul TWI (I2C) ===
+Am implementat comunicația I2C direct pe registrele ATmega328P.
+Fiecare tranzacție urmează secvența clasică I2C:
+  - ''twi_start()'' — generează condiția START, așteaptă TWINT
+  - ''twi_write()'' — încarcă byte-ul în TWDR, pornește transmisia, așteaptă TWINT
+  - ''twi_stop()'' — generează condiția STOP, așteaptă ca TWSTO să se reseteze singur
+=== Driverul LCD ===
+LCD-ul comunică prin PCF8574, un expander I2C de 8 biți. Asta înseamnă că un
+singur byte trimis prin I2C controlează simultan RS, EN, backlight și pinii D4-D7
+ai HD44780.
+Display-ul lucrează în modul 4-bit, deci fiecare comandă sau caracter se trimite
+în două etape — nibble-ul de sus primul, apoi cel de jos. Pentru fiecare nibble se
+pulsează pinul EN ca HD44780 sa captureze datele.
+=== Logica principală ===
+**Heartbeat**
+Am folosit Timer1 în mod CTC cu prescaler 1024 și OCR1A = 15624, ceea ce
+generează o întrerupere la fiecare secundă. O data la 90 de secunde
+resetam flagul triggerHeartbeat.
+La fiecare 90 de secunde, Arduino verifică dacă serverul este în viață printr-un
+GET /alive. Dacă serverul răspunde cu 200 OK e bine. Dacă WiFi-ul a căzut
+între timp, încearcă reconectarea înainte să trimită heartbeat-ul.
+**Citirea cardului RFID**
+Librăria MFRC522 comunică cu cititorul RC522 prin SPI. ''PICC_IsNewCardPresent()''
+și ''PICC_ReadCardSerial()'' sunt apelate continuu în loop. Când un card e detectat,
+UID-ul (de obicei 4 bytes) e formatat ca string hex (ex. ''A3 4F 12 BC'') pentru
+afișare pe LCD și concatenat fără spații pentru cererea HTTP.
+**Comunicația cu serverul**
+ESP8266 ESP-01 e controlat prin comenzi AT pe un SoftwareSerial pe pinii D2/D3.
+Fluxul pentru o verificare de card este:
+  - ''AT+CIPSTART'' — deschide conexiune TCP pe portul 80 al serverului
+  - ''AT+CIPSEND'' — anunță câți bytes urmează
+  - GET /pm?uid=<uid> HTTP/1.1 — cererea efectivă
+  - parsează răspunsul după câmpul "verdict": 1 = acces permis, 0 = refuzat
+  - ''AT+CIPCLOSE'' — închide conexiunea
+Răspunsul e afișat pe LCD: "WELCOME!" sau "DENIED ENTRY!" timp de 2 secunde,
+după care ecranul revine la "Ready to scan!".
+=== Biblioteci folosite ===
+  * ''MFRC522'' — comunicație SPI cu cititorul RFID
+  * ''SoftwareSerial'' — UART software pentru ESP8266 pe D2/D3
+  * ''SPI'' (Arduino built-in) — bus SPI hardware pentru RC522
+  * ''avr/interrupt.h'' — macro-uri ISR și sei()/cli() pentru Timer1
+  * ''util/delay.h'' — delay-uri precise în µs/ms pentru protocolul LCD
 ===== Download =====
 https://github.com/dacianpascu06/proiect-pm
-===== Jurnal =====
 ===== Bibliografie/Resurse =====
+  * **Pentru LCD și controller:** [[https://web.stanford.edu/class/ee281/handouts/hd44780_lcd_controller_datasheet.pdf|Datasheet HD44780]]
+  * **Pentru Arduino (ATmega328P):** [[https://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/Atmel-7810-Automotive-Microcontrollers-ATmega328P_Datasheet.pdf|Datasheet ATmega328P]]
+  * **Pentru modulul WiFi (ESP8266):** [[https://www.espressif.com/sites/default/files/4a-esp8266_at_instruction_set_en_v1.5.4_0.pdf|ESP8266 AT Instruction Set]]
+  * **Sursă de inspirație (LCD și controller):** [[https://github.com/Ovidiu22/LCD-1602/blob/main/LCD-1602/src/LCD.c|github repo]]