RoboTracker este un robot mobil 4WD construit în jurul platformei Arduino Uno, proiectat să demonstreze integrarea senzorilor ultrasonici cu algoritmi de control în timp real.

• Scopul: Realizarea unui vehicul capabil să mențină o distanță fixă față de un obiect (auto-tracking) și să execute manevre de precizie (cum ar fi cercul cu diametrul de 1m).
• Ideea de bază: Combinarea controlului manual prin interfață Serială (UART) cu sisteme automate de siguranță de tip „hardware interrupt” pentru evitarea coliziunilor.
• Utilitate: Proiectul servește ca bază pentru studiul sistemelor de asistență la conducere (ADAS), demonstrând cum un microcontroler poate prioritiza siguranța (frânarea de urgență) peste comenzile utilizatorului.

Proiectul este organizat într-o structură ierarhică:

• Modulul de Percepție: Utilizează senzorul HC-SR04 pentru a mapa distanța până la cel mai apropiat obiect.
• Modulul de Control (FSM): O mașină de stări implementată în software care decide comportamentul robotului (INAINTE, INAPOI, CERC, TRACKING).
• Modulul de Siguranță: O rutină de întrerupere hardware (ISR) care monitorizează pinul de Echo și poate opri motoarele independent de fluxul principal al programului.
• Modulul de Execuție: Driverul L298N care traduce semnalele PWM de la Arduino în mișcare fizică prin cele 4 motoare DC.

• Microcontroler: Arduino UNO R3
• Modul Bluetooth HC-05 * Șasiu: 4 x motoare DC 5V cu reductor și roți de cauciuc * Driver Motoare: L298N Dual Bridge * Senzori distanță: 2 x HC-SR04 * Alimentare: 2 x acumulatori Samsung 18650 Li-ion (7.4V serie) * Monitorizare: Modul nivel baterie 2S (8.4V) * Interacțiune: Întrerupător cu cheie, switch MTS-102, modul laser ==== Schemă Electrică ==== * Senzor Ultrasonic: Trig (Pin 8), Echo (Pin 6 - PCINT22). * Driver L298N: * Motor Dreapta: Pin 3 (PWM), Pin 2 (Digital). * Motor Stânga: Pin 9 (PWM), Pin 5 (Digital). * Alimentare: Acumulatorii trec prin întrerupătorul cu cheie către pinii VCC ai driverului. ===== 4. Software Design ===== ==== Mediu de dezvoltare ==== * PlatformIO (Visual Studio Code Core) * Framework: Arduino ==== Algoritmi și Structuri ==== * Mașina de Stări (Finite State Machine): Robotul navighează între 5 stări (STAI, INAINTE, INAPOI, CERC, TRACKING) folosind comenzi primite prin UART (Serial Monitor). * Pin Change Interrupt (PCINT): Spre deosebire de funcția standard pulseIn() care blochează procesorul, am configurat registrele PCICR și PCMSK2 pentru a detecta ecoul ultrasonic asincron. * Formula distanței utilizată: $distanta = durata\_puls / 58$ * Algoritm de Tracking: Implementat sub forma unui controller de tip „dead-zone”: * $d < 7cm \rightarrow$ Retragere (INAPOI) * $7cm \le d \le 14cm \rightarrow$ Menținere (STAI) * $14cm < d < 25cm \rightarrow$ Urmărire (INAINTE) ===== 5. Rezultate Obținute ===== * Navigație: Robotul execută un cerc stabil cu diametrul de aproximativ 1m folosind un coeficient de viteză diferențială de 0.68. * Siguranță: Timpul de reacție al frânei de urgență la detectarea unui obstacol este de ordinul microsecundelor, prevenind impactul chiar și la viteză maximă. * Tracking: Robotul „urmărește” cu succes palma utilizatorului, menținând zona de confort între 7 și 14 cm. ===== 6. Concluzii ===== Proiectul RoboTracker a demonstrat că un sistem complex de robotică poate fi controlat eficient pe un hardware limitat (ATmega328p) dacă se folosesc întreruperile hardware în locul polling-ului. Cea mai mare provocare a fost sincronizarea motoarelor, rezolvată prin maparea corectă a pinilor PWM (3 și 9) pentru a permite o plecare liniară a șasiului 4WD. ===== 7. Jurnal de Progres ===== * Săptămâna 1: Asamblare șasiu și cablare driver L298N. * Săptămâna 2: Implementare logică UART și mașină de stări de bază. * Săptămâna 3: Probleme de sincronizare: Robotul trăgea stânga din cauza Pinului 4 (digital). Mutare pe Pinul 9 (PWM). * Săptămâna 4: Configurare registre PCICR pentru întreruperi hardware pe senzorul ultrasonic. Calibrare diametru cerc 1m. * Săptămâna 5: Implementare mod Tracking și finisare documentație. ===== 8. Bibliografie/Resurse ===== * Datasheet ATmega328p (pentru configurarea registrelor PCINT). * HC-SR04 User Guide - Specificații timpi de propagare. * Link GitHub:** Repo RoboTracker