Show page

Differences

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

--- pm:prj2026:andrei.batasev:daniel.malanca [2026/05/13 09:16]
daniel.malanca
+++ pm:prj2026:andrei.batasev:daniel.malanca [2026/05/24 13:44] (current)
daniel.malanca
@@ Line 13: / Line 13: @@
 {{ https://ocw.cs.pub.ro/courses/_media/pm/prj2026/andrei.batasev/daniel.malanca_block_diagram.png?800 }}
-Proiectul functioneaza pe baza unui microcontroler ESP32 care actioneaza ca unitate centrala, care colecteaza date de la senzori si actioneaza diversi actuatori.
+Proiectul functioneaza pe baza unui microcontroller ESP32 care actioneaza ca unitate centrala, care colecteaza date de la senzori si actioneaza diversi actuatori.
 **Schema bloc a sistemului:**
-  * **Modul Central:** Microcontroler ESP32.
+  * **Modul Central:** Microcontroller ESP32.
   * **Module de Intrare (Input):**
     * **DHT11:** Modul digital care transmite catre ESP32 valorile masurate pentru temperatura mediului ambiant si umiditatea relativa.
@@ Line 28: / Line 28: @@
     * **LED RGB:** Indicator de stare comandat prin semnale PWM. Semnaleaza starea generala prin diverse culori si pulsatii.
     * **Buzzer:** Un modul audio actionat de un pin digital pentru a emite semnale acustice de avertizare in caz de parametrii critici.
+===== Elemente de originalitate si complexitate =====
+Desi monitorizarea ambientala este un concept comun, acest proiect se diferentiaza prin rigoarea implementarii tehnice:
+  * **Procesare avansata a semnalelor analogice:** Pentru citirea luminozitatii, s-a implementat o filtrare a zgomotului prin medierea a 64 de esantioane intr-o fereastra de 20ms, urmata de un clipping la intervalul de liniaritate al ADC controller-ului de pe ESP32.
+  * **Arhitectura software bazata pe RTOS:** Trecerea de la o bucla de executie secventiala la task-uri FreeRTOS asigura ca citirea senzorilor cu timing strict (DHT11) nu este blocata de latentele retelei (MQTT).
+  * **Sistem hibrid de alertare:** Sistemul functioneaza independent; ofera alarme locale (Buzzer/RGB) in timp real, concomitent cu persistenta datelor in infrastructura de Cloud containerizata (InfluxDB + Grafana).
 ===== Hardware Design =====
 {{https://ocw.cs.pub.ro/courses/_media/pm/prj2026/andrei.batasev/daniel.malanca_electric.png?1200}}
+{{https://ocw.cs.pub.ro/courses/_media/pm/prj2026/andrei.batasev/daniel.malanca_hardware.jpg?800}}
 ^ Qty ^ Price (RON) ^ Item ^ Link ^
@@ Line 46: / Line 56: @@
 | | 124.00 | |
-Pentru calibrarea senzorilor voi efectua urmatoarele:
+^ Componenta ^ Pin Componenta ^ Net Label ^ Pin ESP32 ^ Functie ^
+| **Ecran OLED** | SDA | ''I2C_SDA'' | **IO21** | Date I2C |
+| **Ecran OLED** | SCL | ''I2C_SCL'' | **IO22** | Ceas I2C |
+| **Senzor DHT11** | DATA | ''DHT_DATA'' | **IO4** | Date digitale Temp/Umiditate |
+| **LED RGB** | R (Rosu) | ''LED_R'' | **IO25** | Control PWM Rosu |
+| **LED RGB** | G (Verde) | ''LED_G'' | **IO26** | Control PWM Verde |
+| **LED RGB** | B (Albastru) | ''LED_B'' | **IO27** | Control PWM Albastru |
+| **Senzor LDR** | Midpoint | ''LDR'' | **IO34** | Intrare Analogica (ADC) |
+| **Buzzer** | S (Semnal) | ''BUZZER'' | **IO33** | Iesire PWM |
-  * **DHT11** - Voi compara rezultatele obtinute de acesta cu cele ale unui termometru digital, si voi constata incadrarea in parametrii normali de eroare.
-  * **Fotorezistor** - Voi folosi senzorul de luminozitate al telefonului ca benchmark, si voi determina formula si parametrii care aduc valoarea de tensiune la o valoare de intensitate care corespunde celei de benchmark.
 ===== Software Design =====
+Firmware-ul va fi dezvoltat in limbajul C, folosind framework-ul oficial ESP-IDF prin PlatformIO, permitand utilizarea conceptelor low-level invatate la laboratoare. Pentru implementarea multitasking-ului (ecran, senzori, networking) este folosit FreeRTOS.
-**Mediul de dezvoltare:**
-Firmware-ul va fi dezvoltat in limbajul C, folosind framework-ul oficial ESP-IDF prin PlatformIO. Acest mediu ofera un control avansat si precis asupra resurselor hardware ale microcontrolerului ESP32.
-Arhitectura server-side va fi bazata pe un singur docker-compose folosind containere preexistente pentru a asigurara o configuratie simpla, intuitiva si modulara.
+==== DHT11 ====
+Senzorul DHT11 este un senzor ieftin, consacrat in industrie si de incredere. Acesta foloseste un protocol proprietar single wire pentru transmisia datelor, motiv pentru care am folosit o biblioteca (dht.c) pentru citirea valorilor.
+Pentru calibrare am comparat rezultatele obtinute de acesta cu cele ale unui termometru digital, si am constatat ca se incadreaza in parametrii normali de eroare (umiditate ±5%, temperatura ±2℃)
+==== Senzor GL5528 ====
+Senzorul fotorezistiv este conectat la o sursa de 3.3V, avand o rezistenta fixa de 10k Ohmi conectata la masa (GND). Acest circuit formeaza un divizor de tensiune, iar nivelul de tensiune este masurat de convertorul analog-digital (ADC) al placii ESP32.
+. Calculul Rezistentei LDR
+Rezistenta curenta a senzorului (''R_ldr'') se calculeaza din valoare bruta ADC astfel:
+''R_ldr = R_fixed * ((4095 / ADC_Raw) - 1)''
+. Calculul Iluminarii (Lux)
+Relatia dintre rezistenta LDR si nivelul de lumina este log-liniara. Formula standard pentru conversie este:
+''Lux = 10 * (R10 / R_ldr) ^ (1 / Gamma)''
+Deoarece datasheet-ul ofera un interval destul de larg pentru valoare R10 (8k - 20k), am decis sa calibrez valoarea prin comparatie cu un senzor de referinta (al telefonului). Astfel am plasat cei doi senzori cat mai apropiat si paraleli, si am colectat date.
+In urma calibrarii am obtinut ca senzorul meu are o valoare R10 de 17k Ohm, iar Gamma este conform specificatiei de 0.7.
+Deoarece ADC-ul intern al controller-ului ESP32 se comporta neliniar la capete, am decis sa fac clip la valorile acestuia intr-un interval care sa excluda capetele (<100mV, >3100mV).
+Pentru anularea zgomotului implementat luarea mediei a 64 de esantioane luate la interval de 312 microsecunde (20ms in total), intr-o sectiune critica de cod.
+==== Buzzer pasiv ====
+Un buzzer pasiv este folosit pentru a semnala situatii de urgenta (temperatura, umiditate iesite din parametrii de siguranta) folosind un semnal PWM.
+==== Led RGB ====
+Un LED RGB este folosit pentru  a semnala situatia curenta (parametrii optimi sau nu).
+==== Ecran OLED 0.96 SSD1306 ====
+Ecranul OLED de 0.96 inch echipat cu controller-ul SSD1306 este un display ce permite afisarea culorilor albastru si galben pe un fundal negru, cu o rezolutie tipica de 128x64 pixeli.
+Comunicarea este realizata folosind biblioteca SSD1306 prin protocolul I2C.
+Ecranul este folosit pentru afisarea valorilor in timp real.
+==== Modul Wi-Fi ====
+Modulul Wi-Fi prezent pe placa de dezvoltare ESP32 este folosit pentru a trimite datele inregistrate prin protocolul mqtt catre un broker Mosquitto, pentru a fi stocate si ulterior afisate de dashboard.
+Pentru implementarea protocolului MQTT este folosita biblioteca esp-mqtt.
+===== Dashboard =====
+Arhitectura server-side este bazata pe un singur docker-compose folosind containere preexistente pentru a asigurara o configuratie simpla, intuitiva si modulara.
+===== Laboratoare Folosite =====
+* Laboratorul 0 - GPIO + Laboratul 3 - Timere. PWM
+  - Gestionarea led-ului RGB si a buzzer-ului passiv folosind LEDC
+* Laboratorul 1 - UART
+  - UART este protocolul folosit pentru incarcarea codului pe placa, precum si pentru monitorizarea output-ului de debug emis de aceasta.
+* Laboratorul 2 - Intreruperi
+  - Am introdus un ISR pentru prelucrarea garantata a butonului de intrerupere a alarmei
+* Laboratorul 4 - ADC
+  - Valoarea rezistentei LDR este dedusa din tensiunea masurata de controller-ul ADC
+* Laboratorul 6 - I2C
+  - Ecranul OLED SSD1306 este controlat prin protocolul I2C
 ===== Rezultate Obtinute =====
-===== Concluzii =====
+<html><a href="https://drive.google.com/file/d/1AF1xj1J54qJoGAdxvQm7j4wwsGwPy_x1/view">Link</a></html> Video Demo
-===== Download =====
+Am reusit sa duc la capat proiectul, obtinand ceea ce mi-am propus la inceput: un sistem IoT care monitorizeaza un mediu si alerteaza cand sunt depasite constragerile acestuia.
-===== Jurnal =====
+===== Concluzii =====
+Pentru imbunatatirea proiectului exista urmatoarele posibilitati:
+  - Folosire unor senzori cu precizie si acuratete mai mare
+  - Folosirea unui PCB custom pentru minimizarea proiectului
+  - Optimizarea pentru Power Consumption, permitand functionarea pe durate lungi fara alimentare externa
 ===== Bibliografie/Resurse =====
-Link catre repository - <html><a href="https://github.com/Daniel729/eth">GitHub</a></html>
+<html><a href="https://cdn.sparkfun.com/datasheets/Sensors/LightImaging/SEN-09088.pdf">Datasheet LDR GL5528</a></html>
+<html><a href="https://www.mouser.com/datasheet/2/758/DHT11-Technical-Data-Sheet-Translated-Version-1143054.pdf">Datasheet DHT11</a></html>
+<html><a href="https://github.com/Daniel729/eth">GitHub</a></html>
+<html><a href="https://mdaniel.me/d/adfhwpd/eth-sensor-data?orgId=1&from=now-30m&to=now&timezone=browser">Dashboard</a></html>
 <html><a class="media mediafile mf_pdf" href="?do=export_pdf">Export to PDF</a></html>