Show page

Differences

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

--- pm:prj2026:andrei.batasev:gabriela.floarea [2026/05/09 22:29]
gabriela.floarea
+++ pm:prj2026:andrei.batasev:gabriela.floarea [2026/05/16 21:22] (current)
gabriela.floarea [Hardware Design]
@@ Line 1: / Line 1: @@
-====== Smart Flower Planter ======
+====== Smart Seed Planter ======
-Nume: Floarea Gabriela-Estera
+Nume: Floarea Gabriela-Estera,
 Grupă: 332CB
 ===== Introducere =====
-**Smart Flower Planter** este un sistem embedded automatizat care simulează integral procesul de plantare și îngrijire inițială a unei plante — de la pregătirea solului până la udarea automată — fără nicio intervenție umană după pornire.
+**Smart Seed Planter** este un sistem embedded automatizat care simulează integral procesul de plantare și îngrijire inițială a unei plante — de la pregătirea solului până la udarea automată — fără nicio intervenție umană după pornire.
-Ideea proiectului a pornit de la dorința de a automatiza un proces agricol de bază folosind exclusiv componente electronice accesibile și un microcontroller Arduino UNO. Sistemul execută o secvență completă de operații: afânarea solului cu o lopătică acționată de servomotor, citirea umidității prin senzor analogic, luarea unei decizii automate despre oportunitatea plantării, eliberarea precisă a unei semințe printr-o clapetă mecanică, acoperirea semințelor cu pământ și udarea zonei plantate prin intermediul unei pompe controlate prin MOSFET.
+Ideea proiectului a pornit de la dorința de a automatiza un proces agricol de bază folosind exclusiv componente electronice accesibile și un microcontroller Arduino UNO. Sistemul execută o secvență completă de operații: afânarea solului cu o lopățică acționată de servomotor, citirea umidității prin senzor analogic, luarea unei decizii automate despre oportunitatea plantării, eliberarea precisă a unei semințe printr-o clapetă mecanică, acoperirea semințelor cu pământ și udarea zonei plantate prin intermediul unei pompe controlate prin MOSFET.
 Proiectul este util din mai multe perspective:
-  * poate reprezenta baza unui sistem simplificat de agricultura inteligenta, capabil sa automatizeze procese precum plantarea, monitorizarea umiditatii si udarea automata;
+  * poate reprezenta baza unui sistem simplificat de agricultură inteligentă, capabil să automatizeze procese precum plantarea, monitorizarea umidității și udarea automată;
-  * reduce interventia umana necesara pentru ingrijirea initiala a plantelor si poate fi adaptat pentru sere automatizate, gradini inteligente sau sisteme educationale interactive;
+  * reduce intervenția umană necesară pentru îngrijirea inițială a plantelor și poate fi adaptat pentru sere automatizate, grădini inteligente sau sisteme educaționale interactive;
-  * arhitectura modulara permite extinderea sistemului cu functii suplimentare precum conectivitate wireless, monitorizare prin telefon sau integrarea unor senzori suplimentari de temperatura si lumina.
+  * arhitectura modulară permite extinderea sistemului cu funcții suplimentare precum conectivitate wireless, monitorizare prin telefon sau integrarea unor senzori suplimentari de temperatură și lumină.
 ===== Descriere generală =====
-Sistemul este structurat ca o **mașină de stări finite (FSM)** cu mai multe stări, coordonată de Arduino UNO. Utilizatorul apasă butonul de start, după care sistemul execută automat întreaga secvență: afânare sol, citire umiditate, decizie, plantare, acoperire, udare, finalizare. Dacă umiditatea nu este în intervalul optim (400–700), procesul este întrerupt și utilizatorul este notificat prin LCD.
+Sistemul este structurat ca o **mașină de stări finite (FSM)** cu mai multe stări, coordonată de Arduino UNO. Utilizatorul apasă butonul de start, după care sistemul execută automat întreaga secvență: afânare sol, citire umiditate, decizie, plantare, acoperire, udare, finalizare. Dacă umiditatea nu este în intervalul optim (400–700), procesul este întrerupt și utilizatorul este notificat prin LCD si revine apoi in starea IDLE.
-Arduino UNO coordonează patru module principale. **Modulul de detecție** folosește un senzor rezistiv de umiditate conectat pe A0, cu media a 5 citiri consecutive pentru eliminarea zgomotului. **Modulul mecanic** include două servomotoare SG90 alimentate din MB102: Servo 1 acționează lopătița pentru afânare și acoperire (D9), iar Servo 2 controlează clapeta de eliberare a semințelor (D10). **Modulul de irigatie** controlează pompa de apă 5V prin modulul dual MOSFET (D6), necesar deoarece pompa depășește curentul maxim al unui pin Arduino. **Modulul de interfață** afișează starea curentă și valoarea umidității pe LCD-ul 16x2 cu modul I2C (A4/A5).
+{{:pm:prj2026:andrei.batasev:schema_floarea_gabriela.png?700|}}
+Arduino UNO coordonează patru module principale. **Modulul de detecție** folosește un senzor rezistiv de umiditate conectat pe A0, cu media a 5 citiri consecutive pentru eliminarea zgomotului. **Modulul mecanic** include două servomotoare SG90 alimentate din MB102: Servo 1 acționează lopățica pentru afânare și acoperire (D9), iar Servo 2 controlează clapeta de eliberare a semințelor (D10). **Modulul de irigație** controlează pompa de apă 5V prin modulul dual MOSFET (D6), necesar deoarece pompa depășește curentul maxim al unui pin Arduino. **Modulul de interfață** afișează starea curentă și valoarea umidității pe LCD-ul 16x2 cu modul I2C (A4/A5).
 Alimentarea este duală: laptopul alimentează Arduino prin USB Type-C, iar un power bank de 5V/2A alimentează servo-urile și pompa prin modulul MB102, cu GND comun între cele două surse.
 ===== Hardware Design =====
-**Listă de piese:**
+=== Listă de piese ===
-^ Componentă                              ^ Cantitate ^ Rol în sistem                          ^
+^ Componentă ^ Cantitate ^ Rol în sistem ^
-| Arduino UNO R3, ATmega328P, CH340G, Type-C | 1x      | Microcontroller principal, FSM         |
+| Arduino UNO R3, ATmega328P, CH340G, Type-C | 1x | Microcontroller principal, FSM |
-| Servomotor SG90 (0°–180°)              | 2x        | Lopătică (D9) + Clapetă semințe (D10) |
+| Servomotor SG90 (0°–180°) | 2x | Lopățică (D9) + clapetă semințe (D10) |
-| Condensator electrolitic 470µF 16V     | 2x        | Stabilizare alimentare per servo       |
+| Condensator electrolitic 470µF 16V | 2x | Stabilizare alimentare servo-uri |
-| Condensator electrolitic 1000µF 16V    | 1x        | Stabilizare șină principală 5V         |
+| Condensator electrolitic 1000µF 16V | 1x | Stabilizare alimentare principală |
-| Senzor umiditate sol cu modul          | 1x        | Citire umiditate analogică (A0)        |
+| Senzor umiditate sol cu modul | 1x | Citire umiditate analogică (A0) |
-| Pompă apă 5V                           | 1x        | Udare automată sol                     |
+| Pompă apă 5V | 1x | Udare automată |
-| Furtun silicon ~40cm                   | 1x        | Pompă → sol                            |
+| Furtun silicon ~40cm | 1x | Transport apă către sol |
-| Modul dual MOSFET 15A 400W             | 1x        | Control pompă din Arduino (D6)         |
+| Modul dual MOSFET 15A 400W | 1x | Control pompă din Arduino |
-| Diodă protecție 1N4007                 | 1x        | Protecție curent invers pompă          |
+| Diodă protecție 1N4007 | 1x | Protecție la curent invers |
-| Buton tactil 6x6x5mm 4 pini            | 1x        | Start secvență (D2)                    |
+| Buton tactil 6x6x5mm | 1x | Pornire secvență |
-| Rezistență 10kΩ 0.25W                  | 2x        | Pull-down buton                        |
+| Ecran LCD 16x2 + modul I2C | 1x | Afișare stare și umiditate |
-| Rezistență 220Ω 0.25W                  | 10x       | Limitare curent LED-uri                |
+| Modul alimentare breadboard MB102 | 1x | Distribuire alimentare externă |
-| Ecran LCD 16x2 + modul I2C             | 1x        | Afișare stare + umiditate (A4, A5)     |
+| Adaptor 9V | 1x | Alimentare externă curentă |
-| Power bank 5V / 2A+                    | 1x        | Alimentare servo-uri + pompă           |
+| Suport 6 baterii AA | 1x | Alimentare autonomă în versiunea finală |
-| Modul alimentare breadboard MB102      | 1x        | Distribuie 5V din power bank           |
+| Breadboard 830 puncte | 1x | Breadboard principal |
-| Breadboard 830 puncte                  | 1x        | Principal                              |
+| Breadboard 400 puncte | 1x | Zonă pompă + MOSFET |
-| Breadboard 400 puncte                  | 1x        | Pompă + MOSFET                         |
+| Fire jumper M-M / M-F | ~70 | Conexiuni între module |
-| Fire jumper M-M / M-F / lungi M-F      | ~70x total| Conexiuni între componente             |
-===== Software Design =====
+=== Interconectarea hardware ===
+Sistemul este construit în jurul plăcii **Arduino UNO**, care coordonează toate componentele hardware. Componentele de intrare sunt senzorul de umiditate și butonul de start, iar componentele de ieșire sunt cele două servomotoare, LCD-ul și pompa de apă controlată prin MOSFET.
-<note tip>
+**LCD-ul 16x2 cu modul I2C** este conectat prin interfața I2C folosind pinii A4 și A5 ai plăcii Arduino UNO. Utilizarea I2C reduce numărul de pini necesari și simplifică schema electrică.
-Descrierea codului aplicaţiei (firmware):
-  * mediu de dezvoltare (if any) (e.g. AVR Studio, CodeVisionAVR)
-  * librării şi surse 3rd-party (e.g. Procyon AVRlib)
-  * algoritmi şi structuri pe care plănuiţi să le implementaţi
-  * (etapa 3) surse şi funcţii implementate
-</note>
-===== Rezultate Obţinute =====
+**Senzorul de umiditate** este conectat pe pinul analogic A0 deoarece furnizează o valoare analogică variabilă în funcție de nivelul de apă din sol.
-<note tip>
+**Butonul de start** este conectat pe pinul D2 și utilizează rezistența internă de tip INPUT_PULLUP a microcontrollerului. Astfel, nu mai este necesară utilizarea unei rezistențe externe.
-Care au fost rezultatele obţinute în urma realizării proiectului vostru.
-</note>
-===== Concluzii =====
+**Cele două servomotoare SG90** sunt conectate pe pinii D9 și D10 deoarece acești pini suportă semnale PWM necesare controlului poziției servo-urilor. Servo 1 controlează lopățica pentru afânarea și acoperirea solului, iar Servo 2 controlează clapeta pentru eliberarea seminței.
-===== Download =====
+**Pompa de apă** este controlată prin intermediul modulului dual MOSFET conectat pe pinul D6. Pompa nu este conectată direct la Arduino deoarece consumă mai mult curent decât poate furniza un pin digital al microcontrollerului.
-<note warning>
+**Condensatoarele electrolitice** sunt conectate pe linia de alimentare externă pentru reducerea fluctuațiilor de tensiune produse de servo-uri și pompă.
-O arhivă (sau mai multe dacă este cazul) cu fişierele obţinute în urma realizării proiectului: surse, scheme, etc. Un fişier README, un ChangeLog, un script de compilare şi copiere automată pe uC crează întotdeauna o impresie bună ;-).
-Fişierele se încarcă pe wiki folosind facilitatea **Add Images or other files**. Namespace-ul în care se încarcă fişierele este de tipul **:pm:prj20??:c?** sau **:pm:prj20??:c?:nume_student** (dacă este cazul). **Exemplu:** Dumitru Alin, 331CC -> **:pm:prj2009:cc:dumitru_alin**.
+**Dioda 1N4007** este montată paralel pe pompă pentru protecție împotriva tensiunilor inverse generate la oprirea motorului.
-</note>
-===== Jurnal =====
+=== Alimentare ===
-<note tip>
+Sistemul utilizează alimentare separată pentru partea logică și partea de putere. Arduino UNO este alimentat prin USB Type-C, iar servo-urile și pompa sunt alimentate separat prin modulul MB102. În etapa actuală, MB102 este alimentat cu un adaptor de 9V conectat la priză, iar în varianta finală acesta va fi înlocuit cu un suport pentru 6 baterii AA, care furnizează aproximativ 9V și permite funcționarea autonomă a sistemului.
-Puteți avea și o secțiune de jurnal în care să poată urmări asistentul de proiect progresul proiectului.
-</note>
-===== Bibliografie/Resurse =====
+Toate modulele folosesc **GND comun**, necesar pentru interpretarea corectă a semnalelor de control.
-<note>
+=== Justificarea pinilor folosiți ===
-Listă cu documente, datasheet-uri, resurse Internet folosite, eventual grupate pe **Resurse Software** şi **Resurse Hardware**.
-</note>
-<html><a class="media mediafile mf_pdf" href="?do=export_pdf">Export to PDF</a></html>
+Pinii utilizați au fost aleși în funcție de rolul fiecărei componente și de funcționalitățile oferite de placa Arduino UNO. LCD-ul 16x2 utilizează comunicația I2C, motiv pentru care este conectat la pinii A4 și A5, dedicați liniilor SDA și SCL. Senzorul de umiditate este conectat la pinul analogic A0 deoarece furnizează o valoare analogică proporțională cu nivelul de apă din sol. Butonul de start este conectat pe pinul digital D2 și utilizează rezistența internă INPUT_PULLUP pentru simplificarea conexiunilor hardware. Cele două servomotoare sunt conectate pe pinii D9 și D10 deoarece acești pini permit generarea semnalelor PWM necesare controlului precis al poziției. Modulul MOSFET este conectat pe pinul D6 și este utilizat pentru controlul pompei de apă fără a solicita direct sursa de curent a microcontrollerului.
+=== Tabel de conexiuni ===
+^ Componentă ^ Pin componentă ^ Pin Arduino / Alimentare ^ Rol ^
+| LCD I2C | SDA | A4 | Linie date I2C |
+| LCD I2C | SCL | A5 | Linie ceas I2C |
+| LCD I2C | VCC | 5V Arduino | Alimentare LCD |
+| LCD I2C | GND | GND | Masă comună |
+| Senzor umiditate | AOUT | A0 | Citire analogică |
+| Senzor umiditate | VCC | 5V Arduino | Alimentare senzor |
+| Senzor umiditate | GND | GND | Masă comună |
+| Buton START | pin 1 | D2 | Pornire secvență |
+| Buton START | pin 2 | GND | INPUT_PULLUP |
+| Servo lopățică | semnal | D9 | Control servo |
+| Servo lopățică | VCC | 5V_MB102 | Alimentare externă |
+| Servo lopățică | GND | GND | Masă comună |
+| Servo clapetă | semnal | D10 | Control clapetă |
+| Servo clapetă | VCC | 5V_MB102 | Alimentare externă |
+| Servo clapetă | GND | GND | Masă comună |
+| MOSFET | TRIG/PWM | D6 | Control pompă |
+| MOSFET | VIN+ | 5V_MB102 | Alimentare pompă |
+| MOSFET | VIN− | GND_MB102 | Masă alimentare |
+| Pompă | + | VOUT+ MOSFET | Alimentare pompă |
+| Pompă | − | VOUT− MOSFET | Alimentare pompă |
+| Diodă 1N4007 | catod | VOUT+ | Protecție pompă |
+| Diodă 1N4007 | anod | VOUT− | Protecție pompă |
+| Condensatoare | + | 5V_MB102 | Stabilizare tensiune |
+| Condensatoare | − | GND_MB102 | Stabilizare tensiune |
+=== Schema electrică ===
+{{:pm:prj2026:andrei.batasev:screenshot_2026-05-16_203412.png?800|}}
+=== Explicarea schemei electrice ===
+  * **Arduino UNO** reprezintă unitatea centrală a sistemului și coordonează toate componentele conectate.
+  * **LCD-ul** utilizează protocolul I2C pentru reducerea numărului de conexiuni necesare. Comunicarea se realizează prin liniile SDA și SCL, conectate la pinii A4 și A5.
+  * **Senzorul de umiditate** transmite către Arduino o valoare analogică proporțională cu nivelul de apă din sol. Această valoare este utilizată pentru luarea deciziei privind continuarea sau oprirea procesului de plantare.
+  * **Butonul de start** este conectat între D2 și GND. În configurația INPUT_PULLUP, pinul are în mod normal valoarea HIGH și devine LOW atunci când butonul este apăsat.
+  * **Servomotoarele** sunt controlate prin semnale PWM generate de Arduino, însă sunt alimentate separat prin MB102 pentru a evita instabilitatea alimentării microcontrollerului.
+  * **Pompa de apă** este controlată prin intermediul modulului MOSFET. Arduino trimite doar semnalul de comandă, iar alimentarea efectivă a pompei se face din sursa externă.
+  * **Dioda 1N4007** este montată paralel pe pompă și protejează circuitul împotriva tensiunilor inverse produse la oprirea motorului pompei.
+  * **Condensatoarele electrolitice** stabilizează alimentarea și reduc fluctuațiile de tensiune produse de actuatoare.
+  * Toate modulele folosesc aceeași masă comună pentru funcționarea corectă a întregului sistem.
+=== Componentele conectate - LCD Test ===
+{{:pm:prj2026:andrei.batasev:whatsapp_image_2026-05-16_at_21.20.23.jpeg?700|}}
+===== Software Design =====
+===== Rezultate Obținute =====
+===== Concluzii =====
+===== Download =====
+===== Jurnal =====
+===== Bibliografie/Resurse =====
+<html><a class="media mediafile mf_pdf" href="?do=export_pdf">Export to PDF</a></html>