Show page

Differences

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

--- pm:prj2026:atoader:robin.popa [2026/05/12 17:26]
robin.popa [5. Rezultate]
+++ pm:prj2026:atoader:robin.popa [2026/05/16 19:14] (current)
robin.popa
@@ Line 1: / Line 1: @@
-====== Proiect PM: Radar de Parcare (Asistent de proximitate) ======
+====== Radar de Parcare (Asistent de proximitate) ======
 ===== 1. Introducere =====
 **Descrierea proiectului:**
-Proiectul constă în implementarea unui sistem de asistență la parcare (radar de proximitate) la scară redusă, având la bază microcontrolerul ATmega328P. Sistemul emite unde ultrasonice pentru a detecta distanța până la cel mai apropiat obstacol și oferă utilizatorului un feedback dublu: vizual (printr-un LED RGB) și sonor (printr-un buzzer pasiv).
+Proiectul constă în implementarea unui sistem de asistență la parcare (radar de proximitate) la scară redusă, având la bază microcontrolerul ATmega328P. Sistemul emite unde ultrasonice pentru a detecta distanța până la cel mai apropiat obstacol și oferă utilizatorului un feedback dublu: vizual (printr-un LED RGB), sonor (printr-un buzzer pasiv) și de date (prin consolă serială).
 **Scopul proiectului:**
-Scopul principal este de a crea un sistem de avertizare în timp real, capabil să proceseze date de la un senzor extern și să avertizeze șoferul/utilizatorul proporțional cu gradul de pericol (distanța până la obstacol). Proiectul demonstrează interfațarea microcontrolerului cu periferice externe folosind concepte fundamentale precum GPIO, Timere hardware și generare de semnale PWM.
+Scopul principal este de a crea un sistem de avertizare în timp real, capabil să proceseze date de la un senzor extern și să avertizeze șoferul/utilizatorul proporțional cu gradul de pericol (distanța până la obstacol). Proiectul demonstrează interfațarea microcontrolerului cu periferice externe folosind concepte fundamentale precum GPIO, Timere hardware, USART și Întreruperi (ISR).
 **Ideea de la care a pornit:**
@@ Line 17: / Line 17: @@
 $d = \frac{t \cdot v_{sunet}}{2}$
-În funcție de pragurile predefinite în cod, sistemul de decizie hardware acționează pinii asociați culorilor LED-ului RGB (Verde = Sigur, Galben = Atenție, Roșu = Pericol) și ajustează frecvența semnalului PWM trimis către buzzer (de la bipuri rare la un sunet continuu).
+În funcție de pragurile predefinite în cod, sistemul de decizie hardware acționează pinii asociați culorilor LED-ului RGB (Verde = Sigur, Galben = Atenție, Roșu = Pericol) și ajustează frecvența semnalului PWM trimis către buzzer (de la bipuri rare la un sunet continuu). Suplimentar, utilizatorul poate interacționa cu sistemul în mod asincron via consolă serială.
 {{ :pm:prj2026:atoader:radar_de_parcare_diagrama.png?500 |}}
@@ Line 70: / Line 70: @@
 **Note privind simularea hardware:**
 Din cauza unor limitări cunoscute ale motorului de simulare web TinkerCAD la sincronizarea timerelor hardware interne din AVR cu modelele fizice virtuale (fenomenul de //Echo Lock-up//), codul rulat în simulator a necesitat o adaptare. Pentru a valida vizual efectul de Software PWM pe LED și sincronizarea buzzer-ului, s-a utilizat un "Software Counter" pentru citirea distanței. Pe implementarea hardware fizică (varianta finală a proiectului), acest workaround este eliminat, sistemul folosind strict **Timer-ul 1 Hardware (16-bit)** pentru a măsura cu precizie absolută pulsul de pe pinul Echo.
 🌐 **[[https://www.tinkercad.com/things/gwLODwrbWQf-radar-de-parcare/editel?returnTo=%2Fdashboard%2Fdesigns%2Fcircuits | Apasă aici pentru a deschide și testa simularea interactivă direct în TinkerCAD]]**
@@ Line 84: / Line 82: @@
   * ''<avr/io.h>'' - pentru accesul la regiștrii hardware (ex: PORTB, DDRD, TCCR1A etc.).
   * ''<avr/interrupt.h>'' - pentru manipularea vectorilor de întrerupere (ISR).
-  * ''<util/delay.h>'' - pentru funcții blocante necesare la inițializări (dacă este cazul).
+  * ''<util/delay.h>'' - pentru funcții blocante necesare la generarea de tonuri sau inițializări.
 **Algoritmi și structuri de date planificate:**
-Logica principală a programului va fi implementată sub forma unui **Finite State Machine (Mașină de Stări - FSM)** cu trei stări principale, corespunzătoare distanței:
+Logica principală a programului este implementată sub forma unui **Finite State Machine (Mașină de Stări - FSM)** cu multiple stări principale, corespunzătoare distanței și evenimentelor:
-  * ''STATE_SAFE'' (Verde, distanță > 20 cm)
+  * ''STATE_STANDBY'' (Stins / Repaus)
-  * ''STATE_WARNING'' (Galben, distanță între 10 cm și 20 cm)
+  * ''STATE_SAFE'' (Verde)
-  * ''STATE_DANGER'' (Roșu, distanță < 10 cm)
+  * ''STATE_WARNING'' (Galben)
+  * ''STATE_DANGER'' (Roșu)
+  * ''STATE_PARKED'' (Stare cu funcție de memorie temporală care oprește sistemul după 3 secunde de imobilitate a obstacolului).
-Calculul distanței se va realiza folosind un algoritm bazat pe **Timer1 (16-bit)**. Microcontrolerul va genera un puls de 10µs pe pinul Trigger, apoi va activa funcția de Input Capture (sau va folosi o întrerupere PCINT) pentru a măsura durata pulsului Echo pe pinul PB0. Formula matematică implementată va fi: $Distanta(cm) = \frac{Timp(us)}{58}$.
+**Surse și funcții implementate:**
+Aplicația este modularizată, având funcții dedicate pentru fiecare periferic:
+  * ''void init_hardware(void)'' - Configurează pinii direcționali (DDRx) pentru LED-ul RGB, Buzzer și pinul de Trigger, inițializează Timerele, portul serial și activează întreruperile globale (sei).
+  * ''void init_usart(void)'' - Configurează registrul UBRR0 pentru viteza de 57600 baud, activează transmisia, recepția și întreruperea la recepție (RXCIE0).
+  * ''uint16_t get_distance(void)'' - Declanșează senzorul, citește regiștrii Timerului 1 hardware, returnează distanța calculată.
+  * ''void draw_frame(...)'' - Implementează conceptul de Software PWM pentru a genera efectul de undă ("respirație") pe LED-ul RGB.
+  * ''void play_tone(...)'' - Generează un semnal asincron cu lățime și frecvență reglabile pentru modularea sunetului în buzzer.
+  * ''ISR(USART_RX_vect)'' - Rutina de tratare a întreruperii seriale pentru primirea de comenzi în timp real de la PC.
-Pentru a nu bloca execuția codului (funcții neblocante), generarea sunetului în buzzer va fi delegată **Timer-ului 2 (8-bit)**, folosind modul hardware **Fast PWM** sau **CTC**. Frecvența generată (pitch-ul și ritmul de bip-uri) va fi actualizată dinamic de mașina de stări în funcție de distanța citită.
+**Laboratoare acoperite / Concepte utilizate:**
+Proiectul bifează practic și demonstrează înțelegerea următoarelor concepte din programa laboratorului:
+  * **Lab 1 (GPIO):** Configurarea direcției pinilor de I/O la nivel de bit (registrii DDRx, PORTx, PINx) pentru a citi semnale digitale de la senzor și a acționa actuatorii hardware (LED, Buzzer).
+  * **Lab 3 (Timere):** S-a configurat hardware Timer-ul 1 (16-biți) cu un prescaler de 8 pentru a calcula precis microsecundele returnate de unda senzorului HC-SR04, renunțând la funcțiile blocante (delay).
+  * **Lab 5 (USART):** S-a realizat comunicația asincronă via cablu USB cu viteza de 57600 baud, trimițând log-uri de funcționare, telemetria distanței și notificări la momentul parcării mașinii, direct în consolă.
+  * **Lab 2 (Întreruperi):** S-a implementat o rutină de tratare a întreruperii hardware (''ISR(USART_RX_vect)'') prin care se interceptează pachetele primite de la utilizator de pe PC (tastele '+' și '-'). Acest concept permite alterarea sensibilității radarului total asincron, fără a bloca funcționarea normală a buclei principale a senzorului.
-**(Etapa 3) Surse și funcții implementate:**
-//(Această secțiune detaliază structura codului ce va fi implementat)//
-Aplicația va fi modularizată, având fișierul principal ''main.c'' și fișiere header/surse separate pentru claritate. Funcțiile cheie vor fi:
-  * ''void gpio_init(void)'' - Configurează pinii direcționali (DDRx) pentru LED-ul RGB, Buzzer și pinul de Trigger.
-  * ''void timer1_init(void)'' - Configurează Timer-ul 1 pentru citirea pulsului Echo.
-  * ''void timer2_init(void)'' - Configurează Timer-ul 2 pentru generarea semnalului PWM către buzzer.
-  * ''uint16_t get_distance(void)'' - Declanșează senzorul, citește regiștrii timerului, returnează distanța calculată și resetează flag-urile.
-  * ''void update_led_status(uint8_t state)'' - Modifică regiștrii de PORT pentru a schimba culorile LED-ului RGB pe baza stării calculate.
-  * ''ISR(TIMER1_CAPT_vect)'' - (Opțional) Rutina de tratare a întreruperii pentru a prinde exact momentul în care pulsul Echo se termină, asigurând precizie maximă fără a face polling.
 ===== 5. Rezultate =====
@@ Line 113: / Line 115: @@
 În prima fază, au fost asamblate componentele de ieșire (microcontrolerul, LED-ul RGB și buzzer-ul). Pentru a valida logica de avertizare a sistemului înainte de conectarea senzorului, a fost scris un cod de test care a simulat software apropierea treptată a unui vehicul. Această etapă a confirmat funcționarea corectă a generării semnalelor PWM software pentru efectul de "respirație" al LED-ului și a temporizărilor pentru buzzer.
-**Demonstrație Video - Simulare Inițială:**
+**Demonstrație Video - Simulare Inițială:** [[https://www.youtube.com/watch?v=ieCr8izWQws|📺 Click aici pentru demonstrația video]]
-[[https://www.youtube.com/watch?v=ieCr8izWQws|📺 Click aici pentru demonstrația video]]
 **Etapa 2: Integrarea Senzorului și Finalizarea**
@@ Line 126: / Line 127: @@
 {{ :pm:prj2026:atoader:radar_de_parcare_irl.png?500 |}}
-  * **Demonstrație Video - Proiect Final și Parcare:** [[link_catre_video_2|Click aici pentru a viziona demonstrația completă]]
+  * **Demonstrație Video - Proiect Final și Parcare:** [[https://youtu.be/leXMGXhPiWU|📺 Click aici pentru demonstrația video]]
 ===== 6. Jurnal =====
@@ Line 139: / Line 141: @@
   * **11 Mai 2026:** Recepționarea parțială a componentelor fizice (fără senzor). Am realizat asamblarea componentelor de ieșire pe breadboard și am efectuat validarea hardware printr-un program de simulare software a mișcării. S-au obținut dovezi video și log-uri de compilare.
   * **12 Mai 2026:** Recepția senzorului ultrasonic HC-SR04 și asamblarea completă a circuitului. S-a dezvoltat și rafinat versiunea finală a firmware-ului prin implementarea macro-urilor de scalabilitate (`#define`), a zonei de alertă critică cu frecvență sonoră ajustată și a sistemului inteligent de detectare a parcării (însoțit de feedback melodic). Sistemul a fost testat și documentat foto-video în mediu fizic real.
+  * **16 Mai 2026:** Extinderea proiectului pentru a acoperi avansat cerințele curriculei (Laboratoarele USART și Întreruperi). S-a implementat comunicația serială pentru afișarea telemetriei pe PC și o rutină ISR (Interrupt Service Routine) pentru ajustarea asincronă a parametrilor de senzitivitate ai radarului direct de la tastatură, fără delay-uri blocante.