Show page

Differences

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

--- pm:prj2026:atoader:mihaela.dimovska [2026/05/16 17:16]
mihaela.dimovska [Hardware Design]
+++ pm:prj2026:atoader:mihaela.dimovska [2026/05/16 19:07] (current)
mihaela.dimovska [Imagini ale montajului hardware]
@@ Line 31: / Line 31: @@
   * opțional, datele pot fi salvate pe cardul microSD.
+===== Hardware Design =====
+Componentele folosite în proiect sunt:
+  * **ATmega328P-XMINI** - placa de dezvoltare folosită ca unitate centrală de control;
+  * **senzor capacitiv de umiditate a solului** - folosit pentru măsurarea nivelului de umiditate din sol;
+  * **senzor de temperatură analogic LM35** - folosit pentru măsurarea temperaturii mediului;
+  * **display OLED 0.96 inch cu interfață I2C** - folosit pentru afișarea stării sistemului și a valorilor citite de senzori;
+  * **mini pompă de apă DC** - folosită pentru udarea plantei;
+  * **modul releu 5V** - folosit pentru controlul pompei de apă, deoarece pompa nu poate fi alimentată direct de la un pin al microcontrolerului;
+  * **LED roșu** - folosit pentru semnalizarea udării automate și pentru efectul de fade în timpul udării automate;
+  * **LED verde** - folosit pentru indicarea stării normale a sistemului;
+  * **LED albastru** - folosit pentru indicarea faptului că pompa este activă;
+  * **buton manual** - folosit pentru pornirea manuală a udării;
+  * **sursă de alimentare / alimentare USB** - folosită pentru alimentarea sistemului;
+  * **breadboard și fire Dupont** - folosite pentru realizarea conexiunilor;
+  * **tub pentru pompă** - folosit pentru transportul apei din recipient către ghiveci.
+În stadiul actual, componentele principale ale sistemului sunt funcționale: senzorul de umiditate, senzorul de temperatură, display-ul OLED, LED-urile de stare, butonul manual, releul și pompa de apă.
+Conexiunile principale folosite sunt:
+^ Componentă ^ Interfață / pin folosit ^ Rol ^
+| ATmega328P-XMINI | placă principală | Controlează întregul sistem |
+| Senzor umiditate sol | A0 / PC0 / ADC0 | Măsoară umiditatea solului |
+| Senzor temperatură LM35 | A1 / PC1 / ADC1 | Măsoară temperatura mediului |
+| Display OLED | I2C: SDA = A4 / PC4, SCL = A5 / PC5 | Afișează valorile senzorilor și starea sistemului |
+| Modul releu | D4 / PD4 | Controlează pornirea și oprirea pompei |
+| Pompă apă DC | prin releu | Realizează udarea plantei |
+| LED roșu | D5 / PD5 / PWM | Semnalizare udare automată și efect fade |
+| LED verde | D6 / PD6 | Indică starea normală a sistemului |
+| LED albastru | D7 / PD7 | Indică faptul că pompa este activă |
+| Buton manual | D2 / PD2 / INT0 | Pornește udarea manuală |
+| USART / USB serial | TX/RX | Debug și monitorizare în terminal |
+Descrierea detaliată a conexiunilor:
+  * **Senzorul de umiditate a solului** este conectat la pinul **A0 / PC0 / ADC0**, deoarece oferă o ieșire analogică. Microcontrolerul citește această valoare prin convertorul ADC și o transformă într-un procent aproximativ de umiditate.
+  * **Senzorul de temperatură LM35** este conectat la pinul **A1 / PC1 / ADC1**. Acesta oferă o tensiune proporțională cu temperatura, iar valoarea citită este convertită în grade Celsius.
+  * **Display-ul OLED** folosește interfața **I2C**, fiind conectat la pinii hardware **SDA = A4 / PC4** și **SCL = A5 / PC5**. Această interfață permite comunicarea cu display-ul folosind doar două fire de semnal.
+  * **Modulul releu** este comandat prin pinul **D4 / PD4**. Releul este folosit deoarece pompa consumă mai mult curent decât poate furniza direct un pin GPIO al microcontrolerului. Releul funcționează ca un comutator controlat electronic.
+  * **Pompa de apă** este conectată prin contactele releului. În implementarea folosită, **COM** este conectat la alimentare, **NO** este conectat la firul roșu al pompei, iar firul negru al pompei este conectat la **GND**.
+  * **Butonul manual** este conectat la **D2 / PD2** și folosește configurația **INPUT_PULLUP**. În stare normală pinul este HIGH, iar la apăsare devine LOW. Pinul D2 a fost ales deoarece poate fi folosit și ca întrerupere externă INT0.
+  * **LED-ul roșu** este conectat la **D5 / PD5**, pin care permite PWM. Acesta este folosit pentru efectul de fade în timpul udării automate.
+  * **LED-ul verde** este conectat la **D6 / PD6** și indică starea normală a sistemului sau perioada de așteptare după udare.
+  * **LED-ul albastru** este conectat la **D7 / PD7** și indică faptul că pompa este activă.
+LED-urile sunt folosite pentru afișarea rapidă a stării sistemului:
+^ LED ^ Semnificație ^
+| Verde | Sistemul este OK sau se află în perioada de așteptare după udare |
+| Roșu | Planta necesită udare / udare automată în desfășurare |
+| Albastru | Pompa este activă |
+| Albastru + roșu cu fade | Udare automată |
+| Albastru simplu | Udare manuală |
+În implementarea finală, LED-ul verde indică faptul că sistemul este în stare normală. LED-ul albastru indică activarea pompei. Pentru udarea manuală se aprinde doar LED-ul albastru, iar pentru udarea automată se aprinde LED-ul albastru împreună cu LED-ul roșu, care scade treptat în intensitate folosind PWM.
+==== Schema electrică ====
+Schema electrică a sistemului este prezentată în figura de mai jos. Aceasta evidențiază conexiunile dintre placa ATmega328P-XMINI și modulele externe: senzorul de umiditate, senzorul de temperatură, display-ul OLED, modulul releu, pompa de apă, LED-urile de stare și butonul manual.
+{{ :pm:prj2026:atoader:pm-electric_scheme.png?700 |Schema electrică a sistemului}}
+Schema electrică urmărește conexiunile reale folosite în montajul pe breadboard. Senzorii analogici sunt conectați la intrările ADC A0 și A1, display-ul OLED este conectat prin magistrala I2C, iar pompa este comandată printr-un modul releu conectat la pinul D4. LED-ul roșu este conectat la un pin PWM pentru a permite variația intensității luminoase, iar LED-urile verde și albastru sunt conectate la pini digitali simpli.
+==== Imagini ale montajului hardware ====
+În continuare sunt prezentate imagini din timpul realizării și testării montajului hardware.
+{{ :pm:prj2026:atoader:montaj_general.jpeg?700 |Montaj general pe breadboard}}
+Figura 1 prezintă montajul general al sistemului pe breadboard. Se pot observa placa ATmega328P-XMINI, senzorii, LED-urile, butonul, display-ul OLED, modulul releu și conexiunile realizate cu fire Dupont.
+{{ :pm:prj2026:atoader:releu_pompa.jpeg?700 |Modul releu și pompă de apă}}
+Figura 2 prezintă conexiunea dintre modulul releu și pompa de apă. Releul este comandat de microcontroler și permite pornirea sau oprirea pompei fără ca aceasta să fie alimentată direct dintr-un pin GPIO.
+{{ :pm:prj2026:atoader:oled_functionare.jpeg?700 |Display OLED în funcționare}}
+Figura 3 prezintă display-ul OLED în timpul funcționării. Acesta afișează starea sistemului, valoarea umidității solului, valoarea ADC și temperatura măsurată.
+==== Dovezi de funcționare ====
+Funcționarea sistemului a fost verificată prin mai multe teste:
+  * testarea senzorului de umiditate prin scoaterea și introducerea acestuia în apă sau în sol;
+  * testarea senzorului de temperatură prin afișarea valorilor în terminal și pe OLED;
+  * testarea LED-urilor pentru cele trei stări principale: OK, udare automată și udare manuală;
+  * testarea releului și a pompei prin pornirea automată și manuală a udării;
+  * testarea display-ului OLED prin afișarea mesajelor de stare.
+În urma testelor, sistemul poate detecta o valoare de umiditate corespunzătoare solului uscat și poate porni automat pompa. De asemenea, utilizatorul poate porni manual udarea prin apăsarea butonului. După udare, sistemul intră într-o stare de așteptare, pentru ca apa să se distribuie în sol, apoi revine la monitorizarea normală.
+==== Stadiul actual al implementării ====
+În stadiul actual, sistemul hardware principal este funcțional. Au fost conectate și testate următoarele componente: senzorul de umiditate a solului, senzorul de temperatură, display-ul OLED, butonul manual, LED-urile de stare, modulul releu și pompa de apă.
+Senzorul de umiditate este citit periodic prin ADC, iar valorile sunt afișate atât în terminalul serial, cât și pe display-ul OLED. Senzorul de temperatură este citit printr-un al doilea canal ADC și valoarea este convertită în grade Celsius.
+Pompa de apă este controlată prin releu. Sistemul poate porni udarea automat atunci când valorile senzorului indică sol uscat, dar poate porni și manual prin apăsarea butonului. După udare, sistemul intră într-o stare de așteptare pentru ca apa să se distribuie în sol.
+Display-ul OLED afișează starea sistemului: **ORCHID OK**, **AUTO WATERING**, **MANUAL WATER** sau **WAITING**. LED-urile oferă semnalizare vizuală rapidă: verde pentru stare normală, albastru pentru pompă activă și roșu pentru udare automată.