Punctul de plecare a fost problema vitezi excesive de pe drumurile publice din Romania, una dintre principalele cauze ale accidentelor grave de circulatie.

Acest proiect a fost conceput pentru a masura viteza medie a masinilor pe un anumit segment de drum si declanseaza o alarma sonora daca viteza legala este depasita. Sistemul activeaza primul senzor ultrasonic si porneste un timer in momentul in care un vehicul este detectat. Cand vehiculul ajunge la cel de-al doilea senzor, ce este amplasat la o distanta stiuta, timer-ul se opreste si se calculeaza viteza medie pe baza timpului si a distantei dintre senzori. Aceasta este afisata pe un ecran LCD prin intermediul modulului I2C. Daca viteza masurata depaseste o limita prestabilita (configurata manual), un buzzer emite un semnal de alarma, sunetul creste si descreste pe parcursul a cateva secunde.

Proiectul este util deoarece poate fi amplasat pe orice segment de drum pentru colectarea datelor reale despre viteza si a semnala contraventiile din trafic. Acesta incurajeaza soferii sa respecte viteza legala prin feedback-ul audio imediat.

Sistemul este compus din urmatoarele module hardware si software:

• ATmega328P Xplained Mini - placa de microcontroler principala ce coordoneaza toata logica, masoara timpul si comunicatia
• Senzorul ultrasonic 1 - amplasat la inceputul segmentului de drum masurat, detecteaza cand un vehicul intra in zona si porneste timer-ul prin intrerupere externa
• Senzorul ultrasonic 2 - amplasat la finalul segmentului masurat, detecteaza cand vehiculul iese si opreste timer-ul prin intrerupere externa
• Buzzer pasiv - emite un semnal de alarma generat prin PWM cand viteza legala este depasita, intensitatea sunetului creste si scade pe parcursul a cateva secunde
• LCD 16×2 cu modulul I2C - afiseaza viteza calculata si statusul sistemului in timp real, conectata prin interfata TWI.
• Breadboard + fire jumper - folosite pentru fiecare conexiune intre componente

• Handler intreruperi - configureaza intreruperile externe pe pinii Echo ai ambilor senzori. Cand senzorul 1 semnaleaza, timer-ul incepe masurarea. Cand senzorul 2 semnaleaza, timer-ul se opreste si se foloseste timpul scurs.
• Calcul viteza - calculeaza viteza medie ca: v = distanta/timp, unde distanta este separarea fizica intre cei 2 senzori (este constanta)
• Control buzzer PWM - daca viteza depaseste pragul prestabilit, generam un semnal PWM pe pinul buzzer-ului. Duty cycle-ul este modulat in timp pentru a crea un efect de alarma care creste si apoi scade.
• Driver LCD I2C - foloseste perifericul TWI al ATmega328P pentru a trimite datele de viteza catre modulul I2C conectat la LCD, formatate ca “Viteza: XX km/h”.

Am ales pinii ECHO pe PD2/PD3 deoarece corespund intreruperilor externe INT0 si INT1 ale ATmega328P Xplained Mini, permitand capturarea precisa a timpului semnalelor ultrasunetelor prin intreruperi hardware, fara polling.

Comunicatia I2C (SDA/SCL pe PC4/PC5) pentru a putea transmite semnalele.

Schema prezinta:

• ATmega328P Xplained Mini in centru, ca unitate de control
• HC-SR04 #1 conectat pe pinii TRIG1 (PD4) si ECHO1 (PD2) - reprezinta primul senzor de viteza
• HC-SR04 #2 conectat pe pinii TRIG2 (PD5) si ECHO2 (PD3) - reprezinta al doilea senzor de viteza, distanta este plasata la distanta pe care o cunoastem
• LCD I2C conectat pe magistrala I2C (SDA=PC4, SCL=PC5) cu alimentare de 5V
• Buzzer connectat pe PB2 pentru activare si alimentarea este de 5V + ground

Cei 2 senzori HC-SR04 sunt plasati la o distanta fixa si cunoscuta d (in cm) pe acelasi ax. Cand un obiect trece prin deptul primului senzor, microcontroller-ul porneste un cronometru. Cand acelasi obiect trece prin dreptul celui de-al doilea senzor, cronometrul se opreste si calculeaza viteza.

Imaginea de mai sus prezinta cum am legat cablurile. Cei 2 senzori plasati la capetele unui suport rigid, LCD-ul cu modulul I2C in centru si buzzer-ul atasat lateral. LCD-ul afiseaza “Speed Radar / Viteza XX km/h”.

In imaginea de mai sus se observa clar cum LCD-ul prin I2C reuseste sa afiseze viteza corespunzatoare calculata.

In imaginea de mai sus se observa cum senzorul 1 a detectat un obiect, a trimis semnal, dureaza pana ajunge obiectul la senzorul 2. Cand obiectul a ajuns la senzorul 2 acesta il detecteaza, trimite semnal iar microcontroller-ul calculeaza viteza, trimite catre I2C sa o afiseze pe LCD. Executia se opreste pentru cateva secunde, iar apoi incepem iar detectarea pe senzorul 1 prin resetare.

Export to PDF