Show page

Differences

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

--- pm:prj2026:ciprian.popescu0411:clarisse.braviceanu [2026/05/18 23:44]
clarisse.braviceanu [Hardware Design]
+++ pm:prj2026:ciprian.popescu0411:clarisse.braviceanu [2026/05/25 04:23] (current)
clarisse.braviceanu [Rezultate Obţinute]
@@ Line 15: / Line 15: @@
 una dintre cele 3 tobe virtuale asociate fiecărei bețe (stânga, mijloc, dreapta) și
 redă în timp real sunetul corespunzător printr-un amplificator de chitară. Simultan, un LED RGB se
-aprinde și o aplicație mobilă evidențiază vizual toba lovită sau chiar oferind un joc de tip wack-a-mole sau PianoTiles.
+aprinde și o aplicație mobilă evidențiază vizual toba lovită sau chiar un visualiser.
 **Ce face:**
@@ Line 21: / Line 21: @@
 Sistemul detectează lovitura, identifică toba vizată pe baza direcției de mișcare,
 redă sunetul corespunzător, aprinde LED-ul RGB și trimite informația către o aplicație
-mobilă care afișează vizual toba activată. Exista si un buton care schimba genul tobelor (jazz, rock etc.)
+mobilă care afișează vizual toba activată. Exista si un buton care schimba genul tobelor (metal, rock etc.) si unu care pune pauza.
 **Scopul proiectului:**
 Crearea unui instrument de percuție virtual care să ofere experiența cântatului la
-tobe fără a necesita o baterie fizică — fără zgomot mecanic, fără spațiu ocupat și
+tobe fără a necesita o baterie fizică, fără zgomot mecanic, fără spațiu ocupat și
 fără a deranja pe nimeni din jur.
@@ Line 35: / Line 35: @@
 **De ce este util:**
-  * Pentru muzicieni începători sau avansați care vor să exerseze fără investiție
+  * Pentru muzicieni începători sau avansați care vor să exerseze fără investiție majoră în echipament și fără probleme de zgomot
-    majoră în echipament și fără probleme de zgomot
+  * Pentru persoanele care locuiesc la apartament sau în spații unde zgomotul este o problemă reală (copii mici, vecini, program de noapte)
-  * Pentru persoanele care locuiesc la apartament sau în spații unde zgomotul este
-    o problemă reală (copii mici, vecini, program de noapte)
 ===== Descriere generală =====
@@ Line 45: / Line 43: @@
 Exemplu de schemă bloc: http://www.robs-projects.com/mp3proj/newplayer.html
 </note>
-{{:pm:prj2026:ciprian.popescu0411:image_2026-05-09_042252584.png?600|}}
+{{:pm:prj2026:ciprian.popescu0411:schemabloc.png?700|}}
 ===== Hardware Design =====
@@ Line 68: / Line 65: @@
   * 2 x bețe de tobă (suport fizic pentru senzori)
   * 2 x Modul de buton fara retinere
-  * Rezistoare, fire, breadboard
+  * Rezistoare, fire, breadboard, 2 carduri de memorie microSD
 **Schema electrica:**
-{{:pm:prj2026:ciprian.popescu0411:sch_schematic1_1-p1_2026-05-18_2_.png?500|}}
+{{:pm:prj2026:ciprian.popescu0411:sch_schematic1_1-p1_2026-05-18_2_.png?800|}}
@@ Line 193: / Line 190: @@
 În cadrul testelor a fost identificată și rezolvată o problemă de ground loop audio: alimentarea ATmega-ului din laptopul conectat la priză, simultan cu amplificatorul de chitară, genera un zgomot continuu cauzat de diferența de potențial dintre cele două mase. Soluția aplicată a fost alimentarea plăcii din telefon sau power bank. GND-ul jack-ului audio este rutat direct la GND-ul DFPlayer-ului, izolând masa de semnal audio de restul circuitului.
 ===== Software Design =====
-<note tip>
-Descrierea codului aplicaţiei (firmware):
-  * mediu de dezvoltare (if any) (e.g. AVR Studio, CodeVisionAVR)
-  * librării şi surse 3rd-party (e.g. Procyon AVRlib)
-  * algoritmi şi structuri pe care plănuiţi să le implementaţi
-  * (etapa 3) surse şi funcţii implementate
-</note>
 **Mediu de dezvoltare:**
   * PlatformIO (VS Code) cu framework Arduino pentru ATmega328P
   * Board: ATmega328P Xplained Mini, upload via xplainedmini programmer
+  * Monitor serial la 57600 baud pentru debug în timp real
 **Librării folosite:**
-  * Wire.h — comunicație I2C cu MPU-6050 (Lab 6)
+  * Wire.h — comunicație I2C nativă cu MPU-6050 #1, #2 și LCD
-  * Arduino.h — framework de bază
+  * SoftwareSerial.h — emulare UART pe pini digitali pentru DFPlayer #1, DFPlayer #2 și HC-05 Bluetooth
+  * DFRobotDFPlayerMini — librărie 3rd-party pentru controlul modulelor MP3 prin protocolul serial DFPlayer (comenzi play, stop, loop, volume, EQ)
+  * LiquidCrystal_I2C — librărie 3rd-party pentru controlul ecranului LCD 16x2 prin interfața I2C
+**Algoritmi și structuri de date:**
+Detectarea loviturilor se bazează pe o mașină de stări cu trei stări per bâtă (READY → DETECTING → COOLING), implementată în funcția process(). La fiecare iterație de 5ms, microcontrolerul citește accelerația brută de la MPU-6050 și calculează magnitudinea vectorului de accelerație (|dx| + |dy| + |dz|). Dacă aceasta depășește pragul HIT_THRESHOLD (6000 LSB, corespunzând la aproximativ 1.5g în modul ±8g), starea trece în DETECTING. În fereastra de detecție (6 samples × 5ms = 30ms), firmware-ul urmărește peak-ul pozitiv și negativ pe axa Y. Direcția loviturii (STANGA, MIJLOC, DREAPTA) se determină prin compararea celor două peak-uri la finalul ferestrei. Starea COOLING previne detectarea multiplă a aceleiași lovituri, cu un timeout de 250ms sau 2 samples calme consecutive.
+Fiecare bâtă este reprezentată printr-o structură Bat care grupează adresa I2C, un pointer la instanța DFPlayer corespunzătoare, offset-urile de calibrare, starea mașinii și valorile de peak.
+Sunetele redate depind de stilul activ (ROCK sau METAL), calculat dinamic ca offset față de numărul de fișier de bază: stilul ROCK folosește fișierele 1-3 pe ambele carduri, stilul METAL folosește fișierele 4-6 pe DF1 și 5-7 pe DF2.
+LED-ul RGB este controlat printr-un algoritm de fade non-blocant bazat pe funcția stepTo(), care interpolează liniar valorile curente spre valorile țintă cu 8 pași per iterație (aproximativ 160ms per tranziție completă).
+**Surse și funcții implementate:**
+  * mpu_init(addr) — inițializează MPU-6050: dezactivare sleep, configurare ±8g, DLPF 44Hz
+  * calibrate(bat) — calculează offset-urile de repaus prin medierea a 200 de samples la pornire
+  * mpu_read(addr, ax, ay, az) — citește cei 6 bytes de accelerometru prin I2C
+  * process(bat) — rulează mașina de stări de detecție pentru o bâtă
+  * classify(bat) — determină direcția loviturii, redă sunetul corespunzător, actualizează LCD, trimite date pe Bluetooth și setează culoarea LED-ului
+  * setLedColor(r, g, b) / updateLed() — controlul non-blocant al LED-ului RGB cu fade smooth
+  * setup() — inițializare hardware: LED, butoane, I2C, LCD, ambele DFPlayer-e cu debug complet, Bluetooth, MPU-uri, calibrare
+  * loop() — buton pauză/resume cu melodie pe loop, buton schimbare stil, procesare senzori, actualizare LED
 ===== Rezultate Obţinute =====
-<note tip>
-Care au fost rezultatele obţinute în urma realizării proiectului vostru.
-</note>
+Proiectul funcționează. Lovești în aer cu două bețe și se aude ca și cum ai fi un toboșar, doar că nu ești, și nici nu ai fi fără acest sistem.
+Concret:
+  * Ambele bâte detectează corect direcția loviturii (stânga, mijloc, dreapta) în timp real
+  * Sunetele celor două bâte se redau simultan fără interferențe
+  * Schimbarea stilului între ROCK și METAL funcționează instantaneu
+  * LED-ul RGB confirmă vizual fiecare lovitură cu tranziții de culoare smooth
+  * Aplicația Android afișează în timp real toba lovită și vizualizatorul audio reacționează la fiecare impact
+  * Ecranul LCD afișează stilul activ și ultima lovitură detectată
+  * Butonul de pauză oprește detecția și pornește o melodie pe loop, util când vrei să te prefaci că știi să cânți la chitară
+Scheletul produsului final:
+{{:pm:prj2026:ciprian.popescu0411:aerobeatfinal.jpeg?800|}}
 ===== Concluzii =====
+Proiectul demonstrează că un instrument muzical de percuție virtual poate fi construit cu componente accesibile și un microcontroler de clasă entry-level. ATmega328P s-a dovedit suficient pentru a gestiona simultan două magistrale I2C, trei instanțe SoftwareSerial și un algoritm de detecție în timp real, fără întârzieri perceptibile.
+Principalele provocări tehnice întâlnite au fost gestionarea conflictelor dintre instanțele SoftwareSerial, eliminarea ground loop-ului audio și calibrarea pragurilor de detecție pentru a obține un echilibru între sensibilitate și rata de detecții false. Fiecare problemă a fost diagnosticată și rezolvată iterativ direct pe hardware.
+Ca direcții de dezvoltare ulterioară, sistemul poate fi extins cu un al doilea canal Bluetooth dedicat transmisiei audio wireless, înlocuirea SoftwareSerial cu hardware UART pentru o comunicație mai robustă și adăugarea unui mod de înregistrare a secvențelor de lovituri.
+În ansamblu, proiectul acoperă cu succes noțiunile din laboratoarele de GPIO, UART, Timere/PWM și I2C, integrându-le într-un sistem funcțional și, cel mai important, unul pe care îl poți folosi efectiv la o petrecere dacă oamenii sunt suficient de politicoși să nu comenteze.
 ===== Download =====
 <note warning>
@@ Line 222: / Line 255: @@
 </note>
+Link github: https://github.com/cclaryc/Aero_Beat.git
 ===== Jurnal =====
 <note tip>
@@ Line 229: / Line 263: @@
   * Săptămâna 1: Alegerea componentelor, testare conectivitate I2C cu MPU-6050
   * Săptămâna 2: Implementare algoritm de detecție lovitură, calibrare pe axa Y
-  * Săptămâna 4: Integrare DFPlayer Mini, LED RGB, aplicație mobilă (în progres, 50% done)
+  * Săptămâna 4: Integrare DFPlayer Mini, LED RGB, aplicație mobilă
-  * Săptămâna 5: Integrare Ecran LED, buton pentru schimbarea genului tobelor, modul Bluetooth pentru conectivitate mai usoara intre boxa sau telefon (în progres)
+  * Săptămâna 5: Integrare Ecran LED, buton pentru schimbarea genului tobelor.
+  * Last 100m  : Buton pentru pause/start, muzica de fundal pause
 ===== Bibliografie/Resurse =====
-<note>
-Listă cu documente, datasheet-uri, resurse Internet folosite, eventual grupate pe **Resurse Software** şi **Resurse Hardware**.
-</note>
 **Resurse Hardware:**
   * MPU-6050 Product Specification — InvenSense
+  * MPU-6050 Register Map and Descriptions — InvenSense (RM-MPU-6000A)
   * ATmega328P Xplained Mini User Guide — Microchip (DS50002659B)
+  * ATmega328P Datasheet — Microchip
   * DFPlayer Mini Datasheet — DFRobot
   * GY-521 Module Schematic
+  * HC-05 Bluetooth Module AT Command Set
+  * LiquidCrystal I2C — HD44780 Controller Datasheet
 **Resurse Software:**
   * Arduino Wire Library Documentation — https://www.arduino.cc/en/reference/wire
+  * Arduino SoftwareSerial Library — https://www.arduino.cc/en/Reference/SoftwareSerial
   * PlatformIO Documentation — https://docs.platformio.org
-  * MPU-6050 Register Map — InvenSense RM-MPU-6000A
+  * DFRobotDFPlayerMini Library — https://github.com/DFRobot/DFRobotDFPlayerMini
+  * LiquidCrystal_I2C Library — https://github.com/johnrickman/LiquidCrystal_I2C
+  * Android Bluetooth SPP Development — https://developer.android.com/guide/topics/connectivity/bluetooth
+  * ATmega328P PWM and Timer Registers — https://www.arduino.cc/en/Reference/AnalogWrite
 <html><a class="media mediafile mf_pdf" href="?do=export_pdf">Export to PDF</a></html>