Show page

Differences

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

--- pm:prj2026:bianca.popa1106:victoria.plamadeala [2026/05/09 22:49]
victoria.plamadeala [Descriere generală]
+++ pm:prj2026:bianca.popa1106:victoria.plamadeala [2026/05/18 18:20] (current)
victoria.plamadeala [Hardware Design]
@@ Line 2: / Line 2: @@
 ===== Introducere =====
-<note tip>
 //Proiectul// consta in realizarea unui **Sistem Inteligent de Securitate** de tip IoT (Internet of Things), capabil sa monitorizeze in timp real accesul intr-o incapere. Sistemul utilizeaza un senzor de miscare sau de vibratie pentru a detecta intrusii, o camera video pentru verificare vizuala si un sistem de avertizare acustica (buzzer) controlabil de la distanta prin intermediul unui smartphone.
@@ Line 9: / Line 8: @@
 //Ideea a pornit de la problema alertelor false// generate de senzorii de miscare obisnuiti. Ne-am dorit un sistem care sa ofere "ochi" utilizatorului: primesti alerta, verifici video daca e cineva acolo si abia apoi actionezi buzzer-ul. Este un mod de a avea control total asupra securitatii locuintei de oriunde te-ai afla.
-</note>
 ===== Descriere generală =====
-<note tip>
+Sistemul este construit in jurul microcontrolerului ESP32-WROOM-32U, care gestioneaza
-Sistemul este construit in jurul microcontrolerului ESP32, care gestioneaza atat colectarea datelor de la senzori, cat si comunicarea wireless cu telefonul utilizatorului.
+colectarea datelor de la senzori, comunicarea wireless cu telefonul utilizatorului
+si stocarea evenimentelor pe card SD.
+**Descrierea Modulelor si a Interactiunii**
+  - ESP32-WROOM-32U: Microcontrolerul principal. Citeste senzorii, gestioneaza Bluetooth-ul pentru comunicarea cu telefonul utilizatorului, controleaza buzzer-ul si scrie pe SD prin SPI. Comunica cu modulul ESP-01 prin UART pentru obtinerea pozelor de la camera.
+  - Senzori (PIR HC-SR501 / MPU-6050): Detecteaza prezenta fizica si miscarea. Senzorul PIR detecteaza caldura corpului in miscare in fata usii (semnal GPIO digital), iar MPU-6050 detecteaza vibratia / deschiderea usii prin accelerometru pe I2C. Ambii sunt monitorizati de ESP32 in firmware.
+  - Camera (Telefon Android cu IP Webcam): Solutia adoptata pentru captura video, in locul modulului OV7670. Telefonul ruleaza aplicatia IP Webcam si expune un stream HTTP MJPEG / endpoint /photo.jpg pe reteaua WiFi locala.
+  - Modul WiFi ESP-01 (ESP8266): Plăcuta separata dedicata WiFi-ului. ESP32 o controleaza prin comenzi AT trimise pe UART2. ESP-01 face HTTP GET  catre camera IP si returneaza JPEG-ul catre ESP32 pe UART, octet cu octet.
+  - Buzzer: Elementul de descurajare. Activat exclusiv la comanda explicita a utilizatorului (tasta "B" trimisa prin Bluetooth), oprit cu "S" sau    automat dupa 30 secunde (safety timeout). Comanda prin pin GPIO.
+  - Cititor Card SD: Stocheaza local un log al evenimentelor (timestamp + tip eveniment + detalii) si pozele JPEG salvate la fiecare detectie.     Conectat prin SPI.
+  - AMS1117: Regulator de tensiune 3.3V folosit pentru alimentarea stabila a ESP-01 (consum de varf 300 mA in transmisie WiFi care ar putea depasi capacitatea regulatorului intern al placutei ESP32).
+**Decizia tehnica: inlocuirea camerei OV7670**
+Modulul OV7670 din BOM-ul initial nu a putut fi integrat functional cu
+ESP32-WROOM-32U fara PSRAM. Senzorul transmite pixelii prin interfata
+paralela in timp real (PCLK la 10-20 MHz), iar fara un buffer FIFO
+extern (AL422), ESP32 trebuie sa-i capteze direct prin DMA I2S - operatie
+sensibila la timing. In testele efectuate, frame-urile au sosit constant
+incomplete (30720 octeti din 38400 asteptati - aproximativ 96 din 120 randuri),
+indicand o problema fundamentala de sincronizare VSYNC/HREF in absenta
+unei memorii tampon dedicate.
+Solutiile teoretice ar fi fost: (a) modul OV7670 cu cip AL422B FIFO,
+(b) modul ArduCAM Mini cu OV2640 si FIFO integrat, sau (c) placuta
+ESP32-CAM. Variantele (b) si (c) nu se potriveau cerintei de a folosi
+componente separate; varianta (a) presupunea o livrare de 2-3 saptamani
+din afara tarii.
+Solutia adoptata - folosirea unui telefon Android second-hand ca
+sursa video - ofera avantaje practice semnificative: rezolutie superioara
+(HD/FullHD vs 640x480 OV7670), stream video continuu (nu doar cadre
+izolate), audio integrat, alimentare prin propria baterie, si mai ales
+zero probleme de timing. Telefonul comunica cu sistemul prin protocol
+HTTP standard, ceea ce permite si integrarea facila cu modulul ESP-01.
+**Decizia tehnica: introducerea modulului ESP-01**
+La integrarea WiFi pe ESP32 alaturi de Bluetooth Classic (necesar
+pentru comunicarea cu telefonul utilizatorului) a aparut o limitare
+hardware: stiva Bluetooth Classic ocupa circa 110 KB RAM, iar stiva
+WiFi + lwIP suplimentar 60-70 KB. Cu un total de 320 KB RAM disponibil
+in ESP32-WROOM-32U (fara PSRAM), suma necesarului depaseste capacitatea,
+iar initializarea WiFi esueaza ("Failed to allocate ... bytes").
+Solutia adoptata distribuie sarcina pe doua microcontrolere care
+comunica prin UART: ESP32 ramane dedicat senzorilor + Bluetooth, iar
+ESP-01 (ESP8266) preia complet stiva WiFi/HTTP. ESP32 trimite comenzi
+AT pe UART2 catre ESP-01, care face cererea HTTP catre telefonul-camera
+si returneaza JPEG-ul octet cu octet. ESP32 scrie streaming pe SD,
+fara sa pastreze intregul JPEG in RAM.
+**Modul de functionare pe scurt**
+  -   La pornire, ESP32 initializeaza senzorii, SD-ul, Bluetooth-ul si stabileste conexiunea cu ESP-01 prin UART; ESP-01 se autentifica pe reteaua WiFi locala.
+  - Senzorul PIR sau MPU-6050 detecteaza miscare la usa.
+  - ESP32 trimite o alerta catre telefonul utilizatorului prin Bluetooth, impreuna cu URL-ul stream-ului video.
+  - In paralel, ESP32 instruieste ESP-01 sa descarce o poza instantanee de la camera IP; poza e salvata pe SD ca /snap_NNN.jpg.
+  - Utilizatorul deschide URL-ul primit si vede stream-ul live din fata usii.
+  - Daca identifica un intrus, apasa "B" in aplicatia Bluetooth Terminal de pe telefon, iar ESP32 activeaza buzzer-ul ca metoda de descurajare. Trimite "S" pentru oprire, sau buzzer-ul se opreste automat dupa 30 secunde.
+  - Toate evenimentele (detectii, comenzi, schimbari de stare) sunt logate pe SD cu data si ora exacta, pentru audit ulterior.
+**Diagrama bloc inainte de schimbarea modulului OV7670**
+{{:pm:prj2026:bianca.popa1106:victoria.plamadeala:schem_1.png?400|}}
+**Diagrama bloc dupa schimbarea modulului OV7670**
+{{:pm:prj2026:bianca.popa1106:victoria.plamadeala:schem_2.png?400|}}
-Descrierea Modulelor si a Interactiunii
-  - ESP32 WROOM: Este baza. Citeste senzorii, trimite stream-ul video si asculta comenzile venite de la telefon prin Bluetooth sau Wi-Fi.
-  - Senzori (PIR / MPU-6050): Detecteaza prezenta fizica. Senzorul PIR detecteaza caldura corpului in miscare, iar MPU-6050 detecteaza miscarea usii. Acestia trimit un semnal de tip "Interrupt" catre ESP32.
-  - Camera OV7670: Realizeaza captura imaginilor. Interactioneaza cu ESP32 prin protocolul VGA pentru a transmite cadrele video catre interfata de pe telefon.
-  - Buzzer: Este elementul de descurajare. Acesta este activat doar la comanda explicita a utilizatorului, primind semnal prin GPIO.
-  - Cititor Card SD: Folosit pentru stocarea locala a log-urilor sau a pozelor in cazul in care conexiunea la internet este pierduta.
-  - AMS1117: Stabilizatorul de tensiune care asigura ca toti pinii primesc exact 3.3V, prevenind arderea componentelor sensibile de la bateria de 9V.
-  -
-</note>
 ===== Hardware Design =====
@@ Line 36: / Line 90: @@
 </note>
+===== Hardware =====
+**Lista componente folosite:**
+. ESP32-WROOM-32U (microcontroller principal)
+     - Dual-core Xtensa LX6 @ 240 MHz, 320 KB RAM, 4 MB Flash
+     - Bluetooth Classic + BLE, WiFi 802.11 b/g/n (conector IPEX pentru antena externa)
+     - 34 GPIO programabile, ADC/DAC, I2C, SPI, UART, PWM (LEDC)
+     Datasheet:
+     https://www.espressif.com/sites/default/files/documentation/esp32-wroom-32_datasheet_en.pdf
+. PIR HC-SR501 (senzor miscare prin infrarosu pasiv)
+     - Tensiune: 5V DC, consum < 65 mA
+     - Distanta detectie: 3-7 m (reglabila)
+     - Timp HIGH la detectie: 5-200 s (reglabil)
+     - Output: digital 3.3V compatibil cu GPIO ESP32
+     Datasheet:
+     https://www.mpja.com/download/31227sc.pdf
+     Referinta tehnica:
+     https://components101.com/sensors/hc-sr501-pir-sensor
+. MPU-6050 (modul GY-521, accelerometru + giroscop)
+     - 3 axe accelerometru (+/- 2g, 4g, 8g, 16g)
+     - 3 axe giroscop (+/- 250, 500, 1000, 2000 dps)
+     - Interfata I2C, adresa 0x68 (sau 0x69 daca AD0 = HIGH)
+     - Tensiune: 3.3V - 5V (regulator on-board)
+     - Senzor temperatura integrat
+     Datasheet senzor:
+     https://invensense.tdk.com/wp-content/uploads/2015/02/MPU-6000-Datasheet1.pdf
+     Register map (referinta pentru firmware):
+     https://invensense.tdk.com/wp-content/uploads/2015/02/MPU-6000-Register-Map1.pdf
+. ESP8266 ESP-01 (modul WiFi separat)
+     - SoC ESP8266EX cu Tensilica L106 @ 80 MHz
+     - 802.11 b/g/n, TCP/IP integrat, securitate WPA/WPA2
+     - 1 MB Flash, firmware AT pentru control prin UART
+     - Tensiune: 3.3V, consum varf ~300 mA
+     - UART la 115200 bps (default)
+     Datasheet ESP8266EX:
+     https://www.espressif.com/sites/default/files/documentation/0a-esp8266ex_datasheet_en.pdf
+     Documentatie AT commands:
+     https://www.espressif.com/sites/default/files/documentation/4a-esp8266_at_instruction_set_en.pdf
+. AMS1117-3.3 (regulator de tensiune LDO 3.3V)
+     - Intrare: 4.3V - 12V
+     - Iesire: 3.3V fix
+     - Curent maxim: 1 A
+     - Drop-out tipic: 1.2V
+     - Capacitor decuplare obligatoriu pe iesire (>= 10 uF)
+     Datasheet:
+     https://www.advanced-monolithic.com/pdf/ds1117.pdf
+. Cititor microSD SPI (Elektroweb 3.3V)
+     - Interfata SPI (MISO, MOSI, SCK, CS)
+     - Suport carduri microSD pana la 32 GB (FAT32) - in practica merge si cu 128 GB
+     - Tensiune: 3.3V (regulator LDO pe modul)
+     - Convertor de nivel logic 5V -> 3.3V integrat
+     Datasheet specificatie SD over SPI:
+     https://www.sdcard.org/downloads/pls/pdf/index.php?p=Part1_Physical_Layer_Simplified_Specification_Ver8.00.jpg&f=Part1_Physical_Layer_Simplified_Specification_Ver8.00.pdf&e=EN_SS1_8
+. Buzzer activ 3-24V (generator de ton intermitent intern)
+     - Activare prin tensiune continua aplicata pe pini
+     - Ton intermitent generat de oscilator intern (~85 dB la 30 cm)
+     - Necesita tranzistor de comanda (BC547 / 2N2222) pentru alimentare
+       de pe GPIO ESP32 - curentul depaseste capacitatea pinilor (40 mA max)
+     Specificatii model:
+     https://www.emag.ro/buzzer-cu-generator-de-ton-intermitent-3-24v-75db-...
+. Baterie 9V (alcalina standard)
+     - Sursa primara de alimentare a sistemului
+     - Conectata prin AMS1117 -> 3.3V pentru ESP-01 si periferice
+**Componente din BOM-ul initial neutilizate in versiunea finala:**
+  - Camera OV7670 (CMOS VGA 640x480, fara FIFO)
+    Inlocuita cu telefon Android + IP Webcam din motivele explicate in
+    descrierea generala (timing inadecvat pe ESP32-WROOM fara PSRAM).
+    Datasheet OV7670 (pentru referinta):
+    https://www.voti.nl/docs/OV7670.pdf
+**Telefon Android second-hand (camera IP)**
+  - Functie: server video HTTP cu stream MJPEG si endpoint /photo.jpg
+  - App: IP Webcam (Pavel Khlebovich, gratuit pe Google Play)
+  - Comunica cu ESP-01 prin WiFi 2.4 GHz / HTTP
+  - Necesita o retea WiFi locala comuna cu modulul ESP-01
 ===== Software Design =====