This is an old revision of the document!
EnviroMind
Introducere
EnviroMind este un sistem standalone de monitorizare a calității mediului ambiental, capabil să măsoare temperatura, umiditatea, presiunea atmosferică și calitatea aerului în timp real. Sistemul integrează un algoritm de detecție a anomaliilor bazat pe distanța Mahalanobis, care identifică abateri semnificative față de condițiile normale ale mediului și generează alerte vizuale și sonore. Controlul interfeței se realizează prin gesturi. Datele sunt accesibile de la distanță printr-un dashboard web, disponibil cu ajutorul unui modul ESP32.
Ideea a pornit de la o problemă din viața reală: detectarea degradării calității aerului în spații închise, cauzată de fumul de țigară electronică (vaping) sau alți poluanți. Într-un spațiu închis aglomerat, calitatea aerului poate scădea rapid fără ca oamenii să își dea seama. Un sistem autonom care monitorizează continuu și alertează când condițiile devin anormale poate preveni expunerea prelungită la aer viciat.
Descriere generală
Sistemul este construit în jurul microcontrollerului ATmega328P Xplained Mini, care coordonează toți senzorii și perifericele. Un modul ESP32 conectat prin UART găzduiește un server web accesibil prin WiFi, oferind un dashboard în timp real.
Module
- ATmega328P Xplained Mini - microcontroller principal, coordonează toți senzorii și perifericele
- ESP32 DevKit - găzduiește un server web accesibil prin WiFi, primește date de la ATmega prin UART
- AHT20 + BMP280 - măsoară temperatura, umiditatea și presiunea atmosferică prin I2C
- APDS-9960 - detectează gesturi (UP/DOWN/LEFT/RIGHT) prin I2C, semnalizează prin întrerupere externă
- MiCS-5524 - senzor analogic pentru calitatea aerului (CO, VOC), citit prin ADC
- LCD 16×2 cu modul I2C - afișează datele senzorilor și alertele
- Modul MicroSD - stochează profilul de calibrare și logurile CSV prin SPI
- LED-uri (x3) - indicatori vizuali de status (verde/galben/roșu)
- Buzzer pasiv - alertă sonoră prin semnal PWM
Interacțiuni între module
- I2C (A4/A5): ATmega comunică cu LCD, APDS-9960, AHT20 și BMP280 pe același bus. Fiecare dispozitiv are adresă unică.
- ADC (A0): ATmega citește tensiunea analogică de la MiCS-5524 și o convertește digital.
- SPI (D10-D13): ATmega accesează modulul MicroSD pentru salvarea profilului de calibrare și logarea periodică a datelor în format CSV.
- UART (D0/D1): ATmega trimite datele senzorilor către ESP32. Deoarece ATmega operează la 5V logic și ESP32 la 3.3V, linia TX a ATmega trece printr-un voltage divider rezistiv înainte de a ajunge la RX-ul ESP32.
- GPIO: ATmega controlează cele 3 LED-uri de status în funcție de nivelul de anomalie detectat.
- PWM (D3): ATmega generează semnal PWM pentru buzzer la detectarea valorilor critice.
- Întrerupere externă (D2): Pinul INT al APDS-9960 este conectat la INT0 al ATmega pentru detecția gesturilor fără polling.
Hardware Design
Listă de componente
| Componentă | Cantitate | Protocol | Tensiune |
|---|---|---|---|
| ATmega328P Xplained Mini | 1 | - | 5V |
| ESP32 DevKit v1 | 1 | UART | 3.3V |
| Senzor AHT20 + BMP280 (modul combinat) | 1 | I2C | 3.3V |
| Senzor gesturi APDS-9960 | 1 | I2C | 3.3V |
| Senzor calitate aer MiCS-5524 | 1 | ADC | 5V |
| Display LCD 16×2 cu modul I2C | 1 | I2C | 5V |
| Modul MicroSD SPI | 1 | SPI | 3.3V/5V |
| Buzzer pasiv | 1 | PWM | 5V |
| LED roșu | 1 | GPIO | 5V |
| LED galben | 1 | GPIO | 5V |
| LED verde | 1 | GPIO | 5V |
| Rezistență 220 ohm | 3 | - | - |
| Rezistență 1k ohm | 1 | - | - |
| Rezistență 2k ohm | 1 | - | - |
| Breadboard | 1 | - | - |
| Fire jumper | ~30 | - | - |
Schema electrică
Software Design
Rezultate Obţinute
Concluzii
Download
.
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.
Jurnal
Bibliografie/Resurse
