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, Timere, PWM, I2C.

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.

LCD-ul și MPU-6050 împart același bus I2C (PC4/PC5) deoarece protocolul I2C permite mai multe dispozitive pe aceleași fire, fiecare identificat printr-o adresă unică (LCD: 0x27, MPU-6050: 0x68). Buzzer-ul este conectat la PB1 deoarece acesta suportă ieșire PWM hardware prin Timer1 (OC1A), permițând generarea de tonuri fără să blocheze procesorul. Butoanele folosesc pull-up intern activat din software, deci nu necesită rezistențe externe.

La momentul actual au fost testate și confirmate funcționale următoarele componente:

• LCD 16×2 cu modul I2C - afișează text corect, adresă I2C confirmată la 0x27 (scannerul returnează 0x4E, echivalentul shiftat cu 1 bit)
• MPU-6050 - răspunde pe bus-ul I2C la adresa 0x68 (scannerul returnează 0xD0, echivalentul shiftat cu 1 bit)
• Buzzer pasiv - generează bip-uri cu frecvență controlabilă prin semnal PWM software
• Butoane (PD4, PD5) - detectate corect prin polling cu pull-up intern
• HC-SR04 - conectat pe PD2 (Trig) și PD3 (Echo), urmează testare software

Toate componentele active sunt conectate simultan și funcționează fără conflicte pe același breadboard.

Se poate observa că butoanele și display-ul funcționează. Testarea a fost făcută cu un cod simplu care afișează un mesaj pe display când unul din butoane e observat ca fiind apăsat.

Export to PDF