This is an old revision of the document!
Ruletă și Nivelă Electronică
Introducere
Proiectul constă în realizarea unui instrument de măsură 2-în-1, portabil, bazat pe un microcontroller ATmega328P standalone. Dispozitivul combină funcționalitatea unei rulete digitale (măsurarea distanței fără contact) cu cea a unei nivele electronice (boloboc digital pentru determinarea gradului de înclinare), oferind date în timp real pe un afișaj LCD și feedback sonor.
Sistemul obține date de la două module senzoriale:
Senzorul Ultrasonic HC-SR04 - folosit pentru a măsura timpul de zbor al sunetului și a calcula distanța până la un obstacol.
Senzorul Inerțial MPU-6050 - un modul cu accelerometru și giroscop care comunică prin protocolul I2C, folosit pentru a calcula unghiul de înclinare pe axele X și Y.
Utilizatorul primește informațiile vizual, pe un ecran LCD text 16×2, și auditiv, printr-un buzzer pasiv. Sistemul sonor este dinamic: emite bip-uri a căror frecvență se modifică pe măsură ce dispozitivul se apropie de unghiul de 0 grade (orizontala perfectă), transformându-se într-un ton continuu la nivelare optimă.
Ideea a pornit de la necesitatea de a avea o unealtă de măsură multifuncțională pentru proiecte de bricolaj (DIY), demonstrând totodată capacitatea de a prelucra date brute de la senzori diferiți și de a le transforma în mărimi fizice reale (centimetri și grade).
Laboratoare folosite: GPIO, ADC (opțional pt. baterie), Timere, PWM, I2C.
Descriere generală
1. Flux de funcționare - Modul Ruletă:
ATmega328P trimite un impuls scurt (10µs) pe pinul Trig al HC-SR04.
Senzorul emite un tren de impulsuri ultrasonice și ridică pinul Echo.
Microcontrollerul măsoară lățimea impulsului Echo folosind un Timer/Întrerupere.
Distanța este calculată și actualizată pe ecranul LCD.
2. Flux de funcționare - Modul Nivelă:
Microcontrollerul interoghează constant senzorul MPU-6050 prin magistrala I2C.
Datele brute de accelerație pe axele X, Y, Z sunt preluate și trecute printr-o funcție trigonometrică (atan2) pentru a afla unghiul de înclinare.
Valoarea este afișată pe rândul doi al LCD-ului.
Modulul PWM controlează buzzer-ul pasiv: dacă unghiul este 0°, buzzer-ul emite un semnal continuu; altfel, generează pulsuri cu pauze proporționale cu unghiul de înclinare.
Hardware Design
| Componenta | Link | Descriere |
|---|---|---|
| ATmega328P standalone | din kit | Microcontroller principal |
| Oscilator cuarț 16MHz + 2x Cond. 22pF | Magazin | Tact sistem procesor |
| Senzor ultrasonic HC-SR04+ | din kit | Măsurare distanță (funcția ruletă) |
| Modul MPU-6050 (Giroscop/Accel) | Magazin | Măsurare înclinare (funcția nivelă) pe I2C |
| Display LCD 16×2 | Magazin | Afișaj interfață utilizator |
| Potențiometru 10kΩ WH148 | din kit | Reglaj contrast ecran LCD |
| Buzzer Pasiv | din kit | Feedback sonor dinamic prin semnal PWM |
| Stabilizator tensiune L7805 | Magazin | Coborâre tensiune baterie de la 9V la 5V |
| Condensatori filtrare (ex. 10µF, 100µF) | din kit | Stabilizare tensiune L7805 |
| Baterie 9V + Clip alimentare | din kit | Alimentare sistem portabil |
| Breadboard 830 puncte + fire | din kit | Montaj prototipare |
| Rezistori (10kΩ) | din kit | Pull-up pentru pinul RESET și (opțional) I2C |
Software Design
- 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
Rezultate Obţinute
Concluzii
Download
.
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.
Jurnal
Bibliografie/Resurse
<html><a class=“media mediafile mf_pdf” href=”?do=export_pdf”>Export to PDF</a></html
