Differences
This shows you the differences between two versions of the page.
|
pm:prj2026:florin.stancu:mihnea.popescu1811 [2026/05/06 15:22] mihnea.popescu1811 created |
pm:prj2026:florin.stancu:mihnea.popescu1811 [2026/05/15 02:51] (current) mihnea.popescu1811 [Schematic] |
||
|---|---|---|---|
| Line 1: | Line 1: | ||
| ====== Maze-Runner: Robot Autonom Wall-Follower ====== | ====== Maze-Runner: Robot Autonom Wall-Follower ====== | ||
| + | ===== Introducere ===== | ||
| + | |||
| + | Acest proiect consta in realizarea unui robot mobil autonom capabil sa navigheze printr-un labirint, mentinand o traiectorie stabila prin urmarirea peretilor (Wall-Following). | ||
| + | |||
| + | * **Ce face:** Utilizeaza trei senzori ultrasonici (HC-SR04) pentru a masura distanta fata de obstacole. Pe baza datelor, un algoritm PID ajusteaza viteza motoarelor via PWM pentru a mentine robotul la o distanta fixa de perete. | ||
| + | * **Scopul lui:** Realizarea unui sistem de navigare autonoma bazat pe reactii rapide la mediu prin bucle de feedback negativ, fara o harta predefinita. | ||
| + | * **Ideea de la care am pornit:** Explorarea roboticii mobile si implementarea unui algoritm de control clasic (PID) pentru a elimina mersul in "zig-zag". | ||
| + | * **De ce este util:** Pentru echipa, este un exercitiu esential de procesare a semnalelor prin intreruperi si implementare a controlului automat bare-metal. Pentru ceilalti, exemplifica generarea unui comportament autonom complex printr-o logica de control simpla. | ||
| + | ===== Descriere generală ===== | ||
| + | |||
| + | Fluxul de date planificat si interactiunea modulelor: | ||
| + | |||
| + | - Citire ADC: Sistemul citeste potentiometrul pentru a stabili distanta dorita fata de perete (referinta). | ||
| + | - Preluare Date Senzori: La intervale regulate (ex. 50ms), MCU declanseaza senzorii ultrasonici si calculeaza distantele (Fata, Stanga, Dreapta) folosind Timere/Intreruperi. | ||
| + | - Calcul Eroare: Se calculeaza diferenta dintre distanta laterala curenta si referinta dorita. | ||
| + | - Procesare PID: Modulul central aplica algoritmul de control pe baza erorii pentru a calcula corectia necesara. | ||
| + | - Generare Semnal: MCU genereaza semnalele PWM ajustate si pinii de directie. | ||
| + | - Actionare: Driverul L298N primeste comenzile si modifica asimetric turatia celor doua motoare DC pentru a corecta traiectoria. | ||
| + | |||
| + | Logica de navigare foloseste o ierarhie stricta: EVITARE COLIZIUNE FRONTALA > URMARIRE PERETE LATERAL. Daca senzorul frontal scade sub un prag critic, robotul suprascrie bucla PID si executa o rotatie de urgenta. | ||
| + | |||
| + | {{:pm:prj2026:florin.stancu:diagramabunablock.png?800|}} | ||
| + | ===== Hardware Design ===== | ||
| + | Design-ul fizic este conceput pentru a asigura stabilitatea robotului in timpul navigarii prin labirint, utilizand un sasiu alungit 2WD care permite montarea strategica a senzorilor. Elementul central il reprezinta sistemul de detectie format din trei senzori ultrasonici, dispusi pentru a acoperi zonele frontala, stanga si dreapta, oferind robotului o "viziune" completa asupra mediului inconjurator. | ||
| + | |||
| + | **Lista de piese:** | ||
| + | |||
| + | * 1 x Microcontroler ATmega324P (pe placa de dezvoltare) | ||
| + | * 1 x Kit Sasiu Masina 2WD (include 2 motoare DC, roti, roata caster si suport baterii) | ||
| + | * 1 x Modul Driver Motoare Dual L298N | ||
| + | * 3 x Senzori Ultrasonici HC-SR04 (pentru detectia peretilor pe 3 directii) | ||
| + | * 1 x Potentiometru 10 kΩ (pentru reglarea dinamica a parametrilor PID - Lab 4) | ||
| + | * 1 x Baterie 9V + Conector (alimentare logica microcontroler) | ||
| + | * 1 x Pachet 4 baterii AA (alimentare forta motoare) | ||
| + | * 1 x Breadboard 830 puncte | ||
| + | * Fire de conexiune Dupont (Tata-Tata pentru breadboard, Mama-Tata pentru senzori si driver) | ||
| + | |||
| + | ^ Board Pin ^ Function ^ Component ^ Direction ^ Description ^ | ||
| + | | Pin 4 | Digital Out | Driver L298N (IN1) | Output | Directie motor stang | | ||
| + | | Pin 5 | Digital Out | Driver L298N (IN2) | Output | Directie motor stang | | ||
| + | | Pin 6 | Digital Out | Driver L298N (IN3) | Output | Directie motor drept | | ||
| + | | Pin 7 | Digital Out | Driver L298N (IN4) | Output | Directie motor drept | | ||
| + | | Pin 10 | PWM Out | Driver L298N (ENA) | Output | Viteza motor stang | | ||
| + | | Pin 11 | PWM Out | Driver L298N (ENB) | Output | Viteza motor drept | | ||
| + | | Pin 2 | Digital Out | Senzor Fata (Trig) | Output | Trigger ultrasunete | | ||
| + | | Pin 3 | Digital In | Senzor Fata (Echo) | Input | Receptie ecou | | ||
| + | | Pin 8 | Digital Out | Senzor Stanga (Trig) | Output | Trigger ultrasunete | | ||
| + | | Pin 9 | Digital In | Senzor Stanga (Echo) | Input | Receptie ecou | | ||
| + | | Pin 12 | Digital Out | Senzor Dreapta (Trig) | Output | Trigger ultrasunete | | ||
| + | | Pin 13 | Digital In | Senzor Dreapta (Echo) | Input | Receptie ecou | | ||
| + | |||
| + | |||
| + | ===== Schematic ===== | ||
| + | |||
| + | {{:pm:prj2026:florin.stancu:schematicbun.png?800|}} | ||
| + | ===== Software Design ===== | ||
| + | |||
| + | |||
| + | Dezvoltarea software-ului se realizeaza la nivel bare-metal, avand la baza o arhitectura orientata pe evenimente (intreruperi) si o bucla de control principala. | ||
| + | |||
| + | * **Mediu de dezvoltare:** Codul este scris in C, folosind un mediu precum Visual Studio Code cu avr-gcc si Makefile (sau Atmel/Microchip Studio). | ||
| + | * **Librarii si surse 3rd-party:** Se vor folosi exclusiv bibliotecile standard AVR (`<avr/io.h>`, `<avr/interrupt.h>`, `<util/delay.h>`). Nu se folosesc biblioteci externe (cum ar fi cele de Arduino), tot codul interactionand direct cu registrii. | ||
| + | * **Algoritmi si structuri de date:** | ||
| + | * **Algoritm PID:** Calcul matematic folosit pentru a mentine distanta constanta fata de perete si a elimina oscilatiile (mersul in zig-zag). | ||
| + | * **Finite State Machine (FSM):** Masina de stari pentru controlul logicii de navigare (ex. stari: `FOLLOW_WALL`, `CORNER_TURN`, `AVOID_FRONT_OBSTACLE`). | ||
| + | * Structuri de tip `struct` pentru a grupa datele senzorilor si coeficientii PID (Kp, Ki, Kd, eroarea_anterioara). | ||
| + | * **Surse si functii implementate:** | ||
| + | * `init_timers_and_pwm()`: Configureaza registrele pentru generarea PWM-ului motoarelor si timerele pentru senzori. | ||
| + | * `read_ultrasonic(sensor_pin)`: Declanseaza senzorul si masoara durata semnalului Echo prin intreruperi pentru a calcula distanta. | ||
| + | * `compute_PID(current_dist, setpoint)`: Calculeaza eroarea si aplica formula Proportional-Integral-Derivativ. | ||
| + | * `drive_motors(speed_left, speed_right)`: Aplica rezultatul PID pe pinii de comanda ai driverului L298N. | ||
| + | |||
| + | ===== 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 ===== | ||
| + | |||
| + | <note tip> | ||
| + | Puteți avea și o secțiune de jurnal în care să poată urmări asistentul de proiect progresul proiectului. | ||
| + | </note> | ||
| + | |||
| + | ===== Bibliografie/Resurse ===== | ||
| + | |||
| + | <note> | ||
| + | Listă cu documente, datasheet-uri, resurse Internet folosite, eventual grupate pe **Resurse Software** şi **Resurse Hardware**. | ||
| + | </note> | ||
| + | |||
| + | <html><a class="media mediafile mf_pdf" href="?do=export_pdf">Export to PDF</a></html> | ||
| + | |||
| + | |||
