Faruri Adaptive cu Tehnologie Matrix și Control prin Senzori
Introducere
Proiectul constă în realizarea unui sistem de iluminat auto inteligent, inspirat de tehnologiile “Matrix LED” regăsite pe autovehiculele premium.
Scopul proiectului:
Scopul principal este creșterea siguranței rutiere pe timp de noapte. Sistemul își propune să rezolve două mari probleme ale condusului nocturn: unghiurile moarte din curbe și orbirea șoferilor care vin din sens opus, prin adaptarea dinamică a direcției și formei fasciculului luminos.
Ideea de la care am pornit:
Ideea a pornit de la studierea modului în care farurile moderne folosesc matrici de LED-uri pentru a crea “conuri de umbră”. Mi-am propus să reproduc acest efect la scară mică, integrând și direcționarea mecanică a farului în funcție de înclinarea vehiculului.
De ce este util:
Proiectul demonstrează cum integrarea mai multor tipuri de senzori (I2C, ADC, GPIO) cu actuatoare (PWM, One-Wire) poate genera un sistem autonom capabil să ia decizii în timp real pentru a proteja participanții la trafic.
Descriere generală
Sistemul este gândit în jurul unui microcontroller ATMega328P (placa Arduino Uno) care acționează ca unitate centrală de procesare (ECU). Arhitectura se bazează pe trei fluxuri principale:
1. Fluxul de activare (ADC): O fotorezistență monitorizează lumina ambientală. Când aceasta scade sub un anumit prag, sistemul principal de iluminat este activat.
2. Fluxul direcțional (I2C & PWM): Un modul giroscop/accelerometru (MPU6050) citește înclinația/virajul sistemului pe axa Z. Microcontrollerul procesează aceste date și comandă prin semnale PWM două servomotoare SG90, rotind farurile mecanic pentru a ilumina interiorul curbei.
3. Fluxul de evitare / Matrix (GPIO & One-Wire): Un senzor ultrasonic (HC-SR04P) scanează distanța față de obstacolele din față. Dacă un vehicul este detectat la o distanță critică, datele sunt trimise către banda LED adresabilă (WS2812), care va stinge selectiv LED-urile centrale, păstrând iluminarea pe margini (efectul de decupare Matrix).
Notă: Schema bloc a sistemului, realizată în draw.io, va fi încărcată aici în etapa următoare a documentației.
Hardware Design
Listă de piese:
Microcontroller: Arduino Uno (bazat pe ATMega328P)
Modul Giroscop și Accelerometru: MPU6050 (Comunicare I2C)
Senzor Ultrasonic: HC-SR04P (Pentru funcția Matrix)
Senzor de lumină: Fotorezistență (LDR) + Rezistență 10kΩ (Divizor de tensiune pt. ADC)
Actuatoare mecanice: 2 x Servomotoare SG90 (Control PWM)
Actuatoare luminoase: Bandă LED RGB Adresabilă WS2812B
Modul de alimentare: Sursă Breadboard
MB-102 (pentru a asigura curentul necesar motoarelor)
Baterie 9V + Conector Jack
Breadboard 830 puncte și fire de conexiune Dupont
Notă: Schema electrică realizată în EAGLE va fi adăugată odată cu finalizarea conectării componentelor.
Software Design
Mediu de dezvoltare:
Dezvoltarea codului (firmware) se va realiza în Arduino IDE, utilizând atât funcții specifice mediului, cât și manipularea directă a regiștrilor (pentru configurarea eficientă a ADC-ului și a timerelor, unde este necesar un control mai precis).
Librării externe planificate:
Algoritmi și funcționalități:
Algoritmul de mapare direcțională: Citirea valorilor raw de la giroscop, filtrarea lor (ex: un filtru complementar simplu pentru stabilitate) și maparea unghiului calculat într-o plajă de valori PWM [0 - 180 grade] pentru servomotoare.
Algoritmul Matrix: Calcularea distanței (pe baza ecoului ultrasonic) și setarea unui prag de declanșare. La atingerea pragului, se va rula o funcție de actualizare a array-ului de culori pentru banda LED, stingând indexurile centrale.
Rezultate Obţinute
(Secțiune în lucru - va fi completată după asamblarea fizică și testarea codului)
Concluzii
Download
(Aici se va regăsi arhiva cu sursele finale și fișierul README)
Jurnal
04.05.2026: Crearea paginii de wiki. Stabilirea listei de componente și a obiectivelor arhitecturale. Testarea cu succes a senzorului LDR și a mediului de dezvoltare pe PC, validând circuitul divizorului de tensiune pentru ADC. Urmează asamblarea completă la primirea restului componentelor hardware.
Bibliografie/Resurse
Datasheet ATMega328P: [link datasheet microchip]
Datasheet MPU6050: [link datasheet invensense]
Documentație protocol I2C și setare timere din laboratoarele PM.