Show page

Differences

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

--- pm:prj2026:atoader:stefan.oprea1711 [2026/05/16 23:57]
stefan.oprea1711 [Descriere generală]
+++ pm:prj2026:atoader:stefan.oprea1711 [2026/05/17 01:04] (current)
stefan.oprea1711 [Jurnal]
@@ Line 41: / Line 41: @@
 ===== Hardware Design =====
-Sistemul este alimentat de o baterie LiPo de 500mAh (95C), capabilă să furnizeze curentul ridicat necesar motoarelor. Un modul ridicător de tensiune (step-up) asigură o alimentare constantă de 5V pentru Arduino și senzori.
 ==== Lista de piese ====
-^ Componenta ^ Descriere ^ Protocol / Pinout ^
+^ Nr. ^ Componentă ^ Cantitate ^ Rol în proiect ^
-| Arduino Nano v3 (ATmega328P) | Microcontroller principal (Flight Controller) | - |
+| 1 | **ATmega328PB** | x1 | Flight Controller — unitatea centrală de procesare |
-| Modul GY-521 (MPU6050) | Giroscop și accelerometru pe 3 axe | I2C: SDA, SCL |
+| 2 | **MPU6050 — GY-521** | x1 | IMU cu giroscop și accelerometru pe 3 axe |
-| 2x Driver DRV8833 | Punte H dublă pentru controlul celor 4 motoare | PWM (4 pini de control) |
+| 3 | **MX1616H** | x2 | Driver punte H — controlul motoarelor brushed |
-| 4x Motoare 820 Brushed | Motoare de propulsie de mare viteză | Conectate la DRV8833 |
+| 4 | **Motor brushed 820** | x4 | Propulsie — configurație quad |
-| Modul NRF24L01 | Transreceptor wireless 2.4GHz | SPI: SCK, MISO, MOSI, CE, CSN |
+| 5 | **NRF24** | x2 | Transreceptor wireless 2.4GHz — primire, transmitere comenzi |
-| Modul Ridicător Tensiune 5V | Stabilizare alimentare pentru partea logică | USB Output / Vin |
+| 6 | **Buck converter** | x1 | Ridicător tensiune 3.7V → 5V pentru partea logică |
-| Baterie LiPo 500mAh 95C | Sursă principală de energie | Conector PH2.0 |
+| 7 | **LiPo 1S 3.7V 500mAh 95C** | x1 | Sursă principală de energie |
-| Breadboard 400 puncte | Suport pentru prototipare rapidă | - |
+| 8 | **Arduino Uno NANO** | x1 | Remote controller |
-| Fire Dupont | Conexiuni între module | - |
+==== Schema electrica ====
-==== Schema bloc ====
+{{:pm:prj2026:atoader/schema_electrica_drona.png?600|Schema electrica a dronei}}
-{{:pm:prj2026:student:nanodrone_schema_electrica.png?600|Schema electrica a dronei}}
+=== Pini folositi ===
-==== Detalii ====
+^ Componentă ^ Pin componentă ^ Pin ATmega328PB ^ Explicație ^
+| MPU6050 | VCC | 5V | Modulul este alimentat la 5V |
+| MPU6050 | GND | GND | Masă comună |
+| MPU6050 | SDA | PC4 / SDA | Pin standard pentru date I2C |
+| MPU6050 | SCL | PC5 / SCL | Pin standard pentru clock I2C |
+| NRF24 | VCC | 3.3V | Modulul necesită alimentare la 3.3V |
+| NRF24 | GND | GND | Masă comună |
+| NRF24 | CE | PD3 | Chip Enable — activare modul RX/TX |
+| NRF24 | CSN | PD7 | Chip Select — selecție SPI |
+| NRF24 | SCK | PB5 / SCK | Clock SPI |
+| NRF24 | MOSI | PB3 / MOSI | Date SPI master → slave |
+| NRF24 | MISO | PB4 / MISO | Date SPI slave → master |
+| Motor față-stânga (CCW) | IN1 | PD2 | Control direcție — Driver MX1616H |
+| Motor față-stânga (CCW) | IN2 / PWM | PD5 | Semnal PWM — viteză motor |
+| Motor față-dreapta (CW) | IN1 | PC0 | Control direcție — Driver MX1616H |
+| Motor față-dreapta (CW) | IN2 / PWM | PB1 | Semnal PWM — viteză motor |
+| Motor spate-stânga (CW) | IN1 | PD4 | Control direcție — Driver MX1616H |
+| Motor spate-stânga (CW) | IN2 / PWM | PD6 | Semnal PWM — viteză motor |
+| Motor spate-dreapta (CCW) | IN1 | PC1 | Control direcție — Driver MX1616H |
+| Motor spate-dreapta (CCW) | IN2 / PWM | PB2 | Semnal PWM — viteză motor |
+| Buck converter | VIN | VBAT (LiPo) | Intrare 3.7V de la baterie |
+| Buck converter | VOUT | VCC placă | Ieșire 5V pentru partea logică |
+Pinii PC4 și PC5 au fost aleși pentru MPU6050 deoarece sunt pinii dedicați pentru I2C pe ATmega328PB. Comunicarea se face la 400kHz (fast mode) pentru a minimiza latența citirii datelor IMU.
-Deoarece motoarele brushed pot genera zgomot electric semnificativ, alimentarea este separată prin **modulul step-up 5V**, care protejează Arduino Nano de fluctuațiile de tensiune (voltage sags) ce apar atunci când motoarele sunt la turație maximă.
+Pentru NRF24L01+ am folosit pinii hardware SPI (PB3, PB4, PB5) deoarece SPI hardware este semnificativ mai rapid decât bit-banging. CE pe PD3 și CSN pe PD7 sunt pini digitali obișnuiți, aleși să nu intre în conflict cu timerele folosite pentru motoare.
-Modulele **DRV8833** sunt folosite în mod PWM pentru a controla viteza motoarelor. Deși sunt punți H (capabile de inversare), în acest proiect sunt configurate pentru rotație într-un singur sens, optimizând eficiența pentru zbor.
+Timer2 este configurat în mod CTC cu un prescaler de 64 și OCR2A = 249, ceea ce generează o întrerupere la fiecare 1ms. În ISR-ul acestui timer se incrementează contorul checkMpu. În bucla principală, la fiecare 50 de incrementări (adică la fiecare 50ms) se citesc datele de la MPU6050, se calculează unghiurile prin filtrul complementar și se rulează cei 3 controlleri PID. Timer2 a fost ales pentru această sarcină tocmai pentru că Timer0 și Timer1 sunt ocupați cu PWM-ul motoarelor.
-===== Software Design =====
+Timer0 este configurat în mod Fast PWM cu prescaler 8, generând semnal PWM pe OC0A (PD6) și OC0B (PD5) — folosiți pentru motoarele din stânga. Registrele OCR0A și OCR0B controlează direct ciclul de lucru, adică viteza fiecărui motor.
-Mediu de dezvoltare: **PlatformIO** / **Arduino IDE**.
+Timer1 este configurat similar în mod Fast PWM pe 8 biți cu prescaler 64, generând semnal PWM pe OC1A (PB1) și OC1B (PB2) — folosiți pentru motoarele din dreapta. Registrele OCR1AL și OCR1BL sunt cele scrise de algoritmul de stabilizare la fiecare iterație PID.
-Librării și surse 3rd-party planificate:
+Direcția de rotație a fiecărui motor este setată o singură dată la inițializare prin pinii de direcție ai driverelor MX1616H, nu prin PWM. Algoritmul PID modifică doar viteza (registrele OCR), nu și direcția — motoarele brushed pe o dronă nu își inversează sensul în zbor normal.
-* **RF24** - pentru gestionarea comunicației cu modulul NRF24L01
+===== Software Design =====
-* **Wire** - pentru comunicația I2C cu senzorul MPU6050
-* **PID_v2** (sau implementare custom) - pentru calculul buclelor de stabilizare
-* **MPU6050_light** - pentru filtrarea datelor brute din accelerometru și giroscop
-Algoritmi și structuri planificate:
-* **Filtru Complementar**: Combină datele de la giroscop (precis pe termen scurt) cu cele de la accelerometru (precis pe termen lung) pentru a obține unghiul real de înclinație.
+<note tip>
-* **Bucle PID**: Trei instanțe separate de PID (pentru Roll, Pitch și Yaw).
+Descrierea codului aplicaţiei (firmware):
-* **Mixer de Motoare**: Algoritm care combină output-ul de Throttle (comanda utilizatorului) cu corecțiile PID pentru a seta valorile finale PWM pe fiecare motor.
+  * mediu de dezvoltare (if any) (e.g. AVR Studio, CodeVisionAVR)
+  * librării şi surse 3rd-party (e.g. Procyon AVRlib)
-Functii principale planificate:
+  * algoritmi şi structuri pe care plănuiţi să le implementaţi
+  * (etapa 3) surse şi funcţii implementate
-* ''readIMU()'' - citește și filtrează datele de orientare
+</note>
-* ''computePID()'' - calculează corecția pentru fiecare axă
-* ''updateMotors()'' - scrie valorile PWM către driverele DRV8833
-* ''receiveData()'' - verifică dacă au sosit pachete noi de la telecomandă
-* ''failsafeCheck()'' - oprește motoarele dacă nu există semnal radio
 ===== Rezultate Obţinute =====
+<note tip>
+Care au fost rezultatele obţinute în urma realizării proiectului vostru.
+</note>
 ===== Concluzii =====
 ===== Download =====
+<note warning>
+O arhivă (sau mai multe dacă este cazul) cu fişierele obţinute în urma realizării proiectului: surse, scheme, etc. Un fişier README, un ChangeLog, un script de compilare şi copiere automată pe uC crează întotdeauna o impresie bună ;-).
+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**.
+</note>
 ===== Jurnal =====
-===== Bibliografie/Resurse =====
+==Etapa 1 de Hardware==
+  * Am lipit pe o placa de prototipare buck converterul si driverele ca sa aibe gnd si vcc comun de la baterie.
+  * Am lipit pini pe o placa de prototipare pe care am bagat-o in placuta pentru a putea lipi in continuare fire.
+  * Am terminat de lipit tot ce era acolo dupa aproximativ 30 ore oneste de munca.
+  * Am reusit sa ansamblez drona si sa cuprind tot inauntrul ei.
+  * Momentan am reusit sa setez elicele in sensurile bune, deci se ridica de la sol, dar nu pentru mult timp, trebuie reglata software mult.
-==== Resurse Hardware ====
+{{:pm:prj2026:atoader:da.jpeg?500|}}
+{{:pm:prj2026:atoader:smek.jpeg?500|}}
-* [[[https://www.ti.com/lit/ds/symlink/drv8833.pdf](https://www.ti.com/lit/ds/symlink/drv8833.pdf)|Datasheet DRV8833]]
-* [[[https://invensense.tdk.com/wp-content/uploads/2015/02/MPU-6000-Datasheet1.pdf](https://invensense.tdk.com/wp-content/uploads/2015/02/MPU-6000-Datasheet1.pdf)|Datasheet MPU6050]]
-* [[[https://www.nordicsemi.com/products/nrf24l01](https://www.google.com/search?q=https://www.nordicsemi.com/products/nrf24l01)|Info NRF24L01]]
-==== Resurse Software ====
-* [[[https://github.com/nRF24/RF24](https://github.com/nRF24/RF24)|Biblioteca RF24]]
+===== Bibliografie/Resurse =====
-* [[[https://ocw.cs.pub.ro/courses/pm/lab/lab3-2023-2024](https://ocw.cs.pub.ro/courses/pm/lab/lab3-2023-2024)|PM Lab 3 - PWM pentru control motoare]]
-* [[[https://ocw.cs.pub.ro/courses/pm/lab/lab4-2023-2024](https://ocw.cs.pub.ro/courses/pm/lab/lab4-2023-2024)|PM Lab 4 - I2C pentru IMU]]
+==== Resurse hardware ====
+  * **ATmega328PB Xplained Mini** documentatie Microchip: https://www.microchip.com/en-us/development-tool/ATMEGA328PB-XMINI
+  * **Modul GY-521 (MPU6050)**: https://sigmanortec.ro/Modul-giroscopic-si-accelerometru-3-axe-GY-521-p126016326
+  * **Driver MX1616H**: De la Victor din laborator
+  * **Motor coreless 8x20mm 3.7V**: https://sigmanortec.ro/en/mini-coreless-motor-20x85-1mm-shaft-50000rpm-37v
+  * **Modul NRF24**: https://www.sigmanortec.ro/en/nrf24l01-24ghz-wireless-transceiver-module
+  * **Modul ridicător tensiune 3.7V → 5V**: https://sigmanortec.ro/en/step-up-modules
+  * **Baterie LiPo 3.7V 95C 500mah**: https://www.emag.ro/baterie-r-line-gens-ace-tattu-500-mah-3-7-v-95-c-multicolor-taa5001s95jsl/pd/DP84FRMBM/
+==== Resurse software / scheme ====
+  * EasyEDA - realizare schema electrica: https://easyeda.com/
+  * Arduino - citire accurate a sezorilor: https://forum.arduino.cc/t/mpu6050-gyroscope-readings-are-drifting/1113217/10
 <html><a class="media mediafile mf_pdf" href="?do=export_pdf">Export to PDF</a></html>