Show page

Differences

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

--- pm:prj2026:alexandru.jipa2803:vnedelceva [2026/05/16 17:43]
vnedelceva [Hardware Design]
+++ pm:prj2026:alexandru.jipa2803:vnedelceva [2026/05/25 19:37] (current)
vnedelceva [Software Design]
@@ Line 5: / Line 5: @@
 Proiectul reprezinta un sistem simplu de securitate pentru casa, construit pe ATmega328P-Xplained Mini, folosind un senzor de miscare PIR, un keypad 4x4 si un display LCD 16x2. Sistemul poate fi armat si dezarmat prin introducerea unui cod PIN. Odata armat, monitorizeaza miscarea si ofera un interval de timp pentru dezarmare inainte de declansarea alarmei (buzzer si LED). Logica este implementata folosind o masina de stari, pentru un comportament eficient, fara blocaje.
-Pe langa functionalitatea de baza, sistemul este proiectat sa poata fi extins cu senzori suplimentari (senzor de fum, senzor de gaz, contact magnetic pentru usi/ferestre) si conectivitate wireless (Bluetooth prin HC-05) pentru trimiterea de notificari in timp real catre utilizator.
+Pe langa functionalitatea de baza, sistemul include un senzor de gaz/fum (MQ-2) si conectivitate wireless (Bluetooth prin HC-05) pentru trimiterea de notificari in timp real catre utilizator (prin aplicatia Serial Bluetooth Terminal).
 ===== Descriere generala =====
@@ Line 21: / Line 20: @@
 Schema bloc:
-{{:pm:prj2026:alexandru.jipa2803:schema-bloc.png?600|}}
+{{:pm:prj2026:alexandru.jipa2803:schema-bloc42.png?600|}}
@@ Line 31: / Line 30: @@
 | Microcontroller | ATmega328P-Xplained Mini | Unitate centrala de control |
 | Senzor PIR | HC-SR501 | Detectie miscare |
-| Display LCD | 16x2 + modul I2C PCF8574 | Afisare stare sistem |
+| Display LCD | 16x2 + modul I2C (adresa 0x27) | Afisare stare sistem |
 | Keypad | Membrana 4x4 | Introducere cod PIN |
 | Buzzer | Pasiv 5V | Alerta sonora |
 | LED rosu | 5mm + rezistor 220Ω | Indicator alarma |
 | LED verde | 5mm + rezistor 220Ω | Indicator sistem dezarmat |
-| Breadboard + fire | — | Prototipare |
+| Senzor gaz | MQ-2 | Detectie fum/gaz |
 | Modul Bluetooth | HC-05 | Notificari wireless |
-| Senzor fum | MQ-2 | Detectie fum/gaz |
+| Breadboard + fire | — | Prototipare |
-| Contact magnetic | Reed switch | Detectie usi/ferestre |
+**Conexiuni:**
-**Conexiuni principale:**
+^ Componenta ^ Pin ATmega328P ^ Directie ^
-  * PIR OUT → PD2 (INT0)
+| PIR OUT | PD2 (INT0) | Input - intrerupere externa |
-  * LCD SDA → PC4, SCL → PC5 (TWI)
+| LED rosu | PD5 | Output |
-  * Keypad rows → PD7, PB0, PB1, PB2 / cols → PB3, PB4, PB5, PB6
+| Buzzer | PD6 | Output PWM |
-  * Buzzer → PD6 (OC0A - Fast PWM)
+| LED verde | PD7 | Output |
-  * LED rosu → PD5, LED verde → PD4
+| HC-05 TX | PD0 | Input UART |
-  *
+| HC-05 RX | PD1 | Output UART |
-{{:pm:prj2026:alexandru.jipa2803:screenshot_2026-05-16_173943.png?200|}}
+| Keypad R1 | PD3 | Output |
+| Keypad R2 | PD4 | Output |
+| Keypad R3 | PB3 | Output |
+| Keypad R4 | PB4 | Output |
+| Keypad C1 | PB0 | Input pull-up |
+| Keypad C2 | PB1 | Input pull-up |
+| Keypad C3 | PB2 | Input pull-up |
+| Keypad C4 | PC0 | Input pull-up |
+| MQ-2 DO | PC1 | Input |
+| MQ-2 AO | PC2 | Input |
+| LCD SDA | PC4 | I2C Data |
+| LCD SCL | PC5 | I2C Clock |
+{{:pm:prj2026:alexandru.jipa2803:screenshot_2026-05-16_173943.png?800|}}
 ===== Software Design =====
-**Mediu de dezvoltare:** AVR-GCC + Atmel Studio
+**Mediu de dezvoltare:**
 ^ Periferic ^ Utilizare ^
-| INT0 | Intrerupere externa PIR |
+| INT0 (PD2) | Intrerupere externa pentru PIR - rising edge |
-| Timer0 Fast PWM | Generare ton buzzer |
+| Timer1 CTC | Timekeeping non-blocant - echivalent millis() |
-| Timer1 CTC | Timekeeping non-blocant |
+| TWI (I2C) | Comunicare LCD prin modul PCF8574 (adresa 0x27) |
-| TWI (I2C) | Comunicare LCD prin PCF8574 |
+| UART (PD0/PD1) | Comunicare Bluetooth HC-05 la 9600 baud |
-| GPIO | Scan keypad matriceal, LED-uri |
+| GPIO | Scan keypad matriceal 4x4, LED-uri, buzzer |
-| UART | Comunicare modul wireless |
-**Structura software:**
+**Masina de stari**
-  * Masina de stari in ''main()'' cu ''switch(alarm_state)''
-  * ISR pe INT0 seteaza flag la detectie PIR, procesat in bucla principala
-  * Scan keypad prin polling matriceal cu debounce software
-  * Timere non-blocante bazate pe Timer1 (fara ''_delay_ms()'')
-  * Verificare PIN prin comparare cu codul stocat in EEPROM
-===== Rezultate Obtinute =====
+Logica principala este implementata ca o masina de stari in functia ''main()'', folosind ''switch(alarm_state)''. Fiecare stare are comportament propriu si tranzitii clare catre urmatoarea:
+  * **DISARMED** — LED verde aprins, LCD afiseaza "System disarmed / * to arm". Sistemul asteapta apasarea ''*'' pentru a initia armarea.
+  * **EXIT DELAY (10s)** — countdown afisat pe LCD, bip la fiecare 2 secunde. Utilizatorul are timp sa paraseasca incaperea.
+  * **ARMED** — PIR activ prin intrerupere externa INT0, LED rosu aprins. Orice miscare detectata declanseaza tranzitia spre ENTRY DELAY.
+  * **ENTRY DELAY (15s)** — countdown pe LCD cu bip accelerat in ultimele 5 secunde. Utilizatorul introduce PIN-ul pentru dezarmare.
+  * **ALARM** — buzzer continuu, LED rosu clipeste, LCD afiseaza "!! ALARM !!". Dezactivare posibila doar prin PIN corect.
-===== Concluzii =====
+**Timekeeping non-blocant**
+Pentru a evita blocarea buclei principale cu ''_delay_ms()'', Timer1 este configurat in mod CTC cu prescaler 64 si ''OCR1A = 249'', generand o intrerupere la fiecare 1ms. ISR-ul incrementeaza un contor global ''millis_count''. Functia ''millis()'' returneaza valoarea acestuia cu intreruperile dezactivate temporar (''cli()''/''sei()'') pentru a evita race conditions. Toate countdown-urile sunt calculate ca diferente ''millis() - delay_start''.
-===== Download =====
+**Intrerupere externa PIR**
-===== Jurnal =====
+PIR-ul este conectat la PD2 (INT0) si configurat pe front crescator (''ISC01=1, ISC00=1''). La detectarea miscarii, ISR-ul seteaza un flag ''pir_flag = 1'', procesat in bucla principala doar daca sistemul este in starea ARMED. Aceasta separare intre ISR si logica principala evita executia de cod complex in intrerupere.
-  * **04.05.2026** — Milestone documentatie
+**Scan keypad matriceal**
+Keypad-ul 4x4 este scanat prin metoda row-by-row: pe rand, fiecare linie (output) este trasa la LOW, iar coloanele (input cu pull-up) sunt citite. O apasare este confirmata prin dubla citire cu debounce de 20ms, iar eliberarea tastei este asteptata activ inainte de a returna caracterul, prevenind inregistrarea multipla a aceleiasi apasari.
+**Comunicatie I2C cu LCD**
+LCD-ul 16x2 este controlat prin modulul PCF8574 (adresa 0x27). Intreaga comunicatie
+este implementata de la zero, fara biblioteci externe — functiile de initializare,
+trimitere de comenzi, afisare de caractere si pozitionare cursor sunt scrise manual
+prin manipularea directa a registrelor TWI (''TWCR'', ''TWDR'', ''TWBR''). LCD-ul
+primeste date in mod 4-bit: fiecare byte este trimis in doua nibble-uri, fiecare cu
+pulsul de Enable ridicat si coborat prin I2C pentru a fi citit de LCD.
+**Senzor MQ-2**
+Senzorul de gaz este citit pe pinul PC1 (iesire digitala DO). La pornire este implementat un warm-up de 30 de secunde pentru stabilizarea senzorului. Un contor de debounce software (''gas_count'') impune 10 citiri consecutive pozitive inainte de a declansa alarma, eliminand spike-urile electrice izolate.
+**Cod PIN si securitate**
+PIN-ul este stocat ca sir de caractere si comparat cu ''strcmp()''. Cifrele sunt adaugate una cate una la fiecare apasare, afisate ca ''*'' pe LCD. Dupa 3 incercari gresite consecutive sistemul trece direct in STATE_ALARM. Tasta ''#'' reseteaza PIN-ul introdus curent. Fiecare eveniment (armare, miscare, PIN gresit, alarma, gaz) este trimis prin UART catre modulul Bluetooth HC-05, vizibil in aplicatia Serial Bluetooth Terminal.
+===== Rezultate Obtinute =====
+{{:pm:prj2026:alexandru.jipa2803:5228697284009205102.jpg?400|}}
+===== Concluzii =====
+Proiectul a fost o experienta utila care m-a ajutat sa inteleg mai bine cum functioneaza un microcontroller la nivel de registre, fara librarii de nivel inalt. Am invatat sa configurez intreruperi externe, comunicatie I2C si UART, si sa implementez o masina de stari pentru un comportament corect si predictibil.
+Cea mai mare dificultate a fost maparea corecta a pinilor pentru keypad, rezolvata prin testare iterativa si debugging pe serial.
+===== Download =====
+https://github.com/VladaNedelceva/PIR-Based-Home-Security-System.git
 ===== Bibliografie/Resurse =====