Show page

Differences

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

--- pm:prj2026:victor.stoica0203:degeratu_razvan [2026/05/07 15:22]
razvan.degeratu
+++ pm:prj2026:victor.stoica0203:degeratu_razvan [2026/05/19 12:10] (current)
razvan.degeratu
@@ Line 1: / Line 1: @@
-====== Statie Meteo Smart cu Interfata Duala (CLI si OLED) ======
+====== Statie Meteo cu Navigatie prin Intreruperi ======
 ===== Introducere =====
+Proiectul reprezinta o statie meteorologica autonoma, capabila sa monitorizeze in timp real temperatura, umiditatea si presiunea atmosferica din mediul ambiant. Datele sunt prelucrate si afisate local pe un ecran OLED de 0.96' sub doua forme: un ecran de date text si trei ecrane dedicate pentru istoricul grafic al fiecarui parametru, completate de statistici de minim si maxim stocate persistent.
+Sistemul utilizeaza un potentiometru analogic pentru navigarea fluida intre ecrane. Schimbarea paginilor este gestionata in fundal prin intreruperi hardware. Codul este scris integral in C pentru microcontrolerul ATmega328P, lucrand direct la nivel de registri hardware, fara a apela la biblioteci high-level din ecosistemul Arduino.
-Proiectul este o statie meteorologica capabila sa citeasca temperatura, umiditatea si presiunea atmosferica din mediul ambiant. Datele sunt afisate local pe un ecran OLED, dar sunt si trimise simultan catre un PC prin intermediul interfetei UART. Mai mult, statia dispune de o interfata de tip Command Line (CLI) prin care utilizatorul poate trimite comenzi de la PC pentru a interoga istoricul masuratorilor, a opri/porni ecranul sau a cere statistici.
+**Ideea de pornire:** Dorinta de a dezvolta un sistem de telemetrie compact si independent, care nu doar afiseaza valori instantanee, ci construiește un istoric vizual direct pe un ecran de rezolutie mica. Prin eliminarea comunicatiei UART, statia devine un dispozitiv portabil prin conectarea la o baterie de 9V, capabil sa retina recordurile climatice chiar si dupa intreruperea alimentarii.
+**Utilitate:** Monitorizarea microclimatului ambiental cu un grad ridicat de precizie si analizarea tendintelor meteorologice pe termen scurt prin intermediul graficelor cu axe si grid renderizate bitwise.
-Scopul este de a construi un sistem complet de telemetrie si achizitie de date, demonstrand interconectarea mai multor periferice (I2C pentru senzori/display, Timer pentru scheduling, USART pentru comunicatie PC). Codul va fi scris "bare-metal" in C pe arhitectura ATmega328P, fara a apela la bibliotecile high-level specifice mediului Arduino.
-**Ideea de pornire:**
-Am dorit sa depasesc stadiul unei simple statii care doar afiseaza numere pe un ecran, adaugand componenta de conectivitate cu PC-ul pentru posibilitatea de data logging. Astfel, am imbinat necesitatea masurarii fizice (I2C) cu interactiunea software avansata (UART + Intreruperi).
-**Utilitate:**
-Proiectul este util pentru monitorizarea microclimatului dintr-o camera, iar datele trimise prin UART pot fi preluate usor de scripturi externe pe PC pentru a genera grafice in timp real.
 ===== Descriere generala =====
+Sistemul este organizat in jurul microcontrolerului ATmega328P, care gestioneaza perifericele in mod concurent:
-Arhitectura proiectului este de tip Master-Slave pe I2C pentru componentele fizice si Client-Server simplu prin UART pentru interfata cu PC-ul.
+  * **Microcontrolerul (Master):** Gestioneaza citirea senzorilor, logica de stocare si generarea semnalelor video. Foloseste un Timer hardware pe post de ceas de sistem pentru a esantiona datele de control fara a bloca procesarea grafica.
-  * **Microcontrolerul (Master):** Un Arduino cu ATmega328P foloseste un Timer hardware pentru a da ritmul aplicatiei, trezind sistemul periodic pentru a face citiri.
+  * **Modul BME280 (I2C Slave 1):** Preia schimbarile fizice de temperatura, presiune si umiditate si le transmite digital prin protocolul I2C.
-  * **Modul BME280 (I2C Slave 1):** Preia datele fizice brute si le transmite microcontrolerului.
+  * **Display OLED SSD1306 (I2C Slave 2):** Afiseaza ecranele de text, structura grid-ului si graficele de evolutie pe baza comenzilor si datelor transmise de Master.
-  * **Display OLED (I2C Slave 2):** Primeste datele formatate de la microcontroler si le afiseaza.
+  * **Interfata de Control (Potentiometru):** Genereaza o tensiune variabila (0-5V) citita de modulul ADC intern al microcontrolerului, mapata direct pe indexul ecranului selectat.
-  * **PC (Interfata UART):** Actioneaza ca un terminal de unde se pot da comenzi (via intreruperi de receptie RX) si unde se primesc log-urile de la statie (TX).
-**Schema Bloc:**
 ===== Hardware Design =====
 **BOM (Bill Of Materials):**
-  * Placa de dezvoltare Arduino Uno sau Nano (ATmega328P) - 1 buc.
+  * Placa de dezvoltare Arduino Uno (microcontroler ATmega328P) - 1 buc.
   * Senzor de mediu BME280 (Temperatura, Umiditate, Presiune) - 1 buc.
-  * Display OLED 0.96" I2C (driver SSD1306) - 1 buc.
+  * Display OLED 0.96" I2C (SSD1306) - 1 buc.
+  * Potentiometru liniar (10k Ω) pentru navigare - 1 buc.
   * Breadboard (Placa de teste) - 1 buc.
   * Fire de conexiune (Jumper wires) - 1 set.
 **Schema Electrica (Conexiuni principale):**
-Deoarece magistrala I2C imparte aceleasi fire, componentele se leaga in paralel la pinii dedicati de pe Arduino (SDA = Analog 4, SCL = Analog 5):
+Toate perifericele digitale impart aceeasi magistrala I2C, conectate in paralel la pinii hardware dedicati ai portului C:
-  * **BME280** -> VCC la 3.3V sau 5V (in functie de modul), GND la GND, SDA la pinul A4 (PC4), SCL la pinul A5 (PC5).
+  * **BME280 & OLED:** Pinii VCC se alimenteaza corespunzator, GND merge la masa comuna, SDA se conecteaza la pinul A4 (PC4 / TWI Data), iar SCL la pinul A5 (PC5 / TWI Clock).
-  * **OLED** -> VCC la 3.3V sau 5V, GND la GND, SDA la pinul A4 (PC4), SCL la pinul A5 (PC5).
+  * **Potentiometru (Navigatie):** Pinii de margine sunt conectati la 5V si GND pentru a crea divizorul de tensiune, iar pinul central (Wiper) este conectat la intrarea analogica A0 (PC0 / ADC Channel 0).
-  * **PC/UART** -> Comunicatia seriala se realizeaza direct prin cablul USB via chip-ul convertor USB-Serial integrat pe placa Arduino.
 ===== Software Design =====
   * **Mediu de dezvoltare:** VS Code cu extensia PlatformIO (compilator avr-gcc).
-  * **Abordare "Bare-Metal":** Se va evita folosirea bibliotecilor standard Arduino (precum `Wire.h`). Comunicatia I2C (TWI) va fi scrisa din registre (`TWCR`, `TWSR`, `TWDR`).
+  * **Abordare "Bare-Metal":** Nu se folosesc biblioteci externe (ex: Wire.h sau Adafruit_SSD1306). Toate protocoalele si driverele de periferic sunt scrise prin manipulare de registri.
-  * **Concepte si algoritmi:**
+  * **Concepte si algoritmi din laboratoare:**
-    * **I2C (Lab 6):** Setarea magistralei ca Master, adresarea corecta a BME280 (ex: 0x76) si OLED (ex: 0x3C).
+    * **Laboratorul 2 (Intreruperi):** Implementarea unei rutine de serviciu a intreruperii (ISR) atasata Timer-ului 1. Navigatia sistemului nu ruleaza secvential, ci este asincrona, intrerupand executia buclei principale pentru a asigura fluiditatea tranzitiei ecranelor.
-    * **Timere (Lab 2):** Folosirea Timer1/Timer2 in mod CTC pentru a genera intreruperi hardware la intervale fixe, evitand delay-urile blocante (`_delay_ms`).
+    * **Laboratorul 3 (Timere):** Configurarea Timer1 in modul CTC (Clear Timer on Compare Match) cu un prescaler de 1024 si prag setat in OCR1A. Acesta asigura ticaitul hardware precis la fiecare 100ms pentru esantionarea interfetei.
-    * **UART (Lab 1):** Configurarea interfetei pentru debugging si interfata CLI; folosirea intreruperilor `RXCIE0` pentru preluarea comenzilor de pe PC.
+    * **Laboratorul 4 (ADC):** Configurarea registrului ADMUX (referinta AVCC) si ADCSRA (prescaler 128 pentru rezolutie maxima de 10 biți). Conversia este declansata in interiorul ISR-ului pentru a citi pozitia potentiometrului.
+    * **Laboratorul 6 (I2C):** Initializarea modulului TWI din registrele TWBR si TWSR la o frecventa de 100kHz, gestionand secventele de START, STOP, Write si Read cu ACK/NACK pentru ecran si senzor.
+    * **Stocare Persistenta (EEPROM):** Utilizarea registrelor EEAR, EEDR si EECR pentru a salva si citi persistent recordurile istorice absolute de Max/Min ale statiei, implementand un algoritm de auto-recalibrare la prima pornire dintr-o stare virgina (0xFF).
+    * **Algoritmul de Grafica:** Shiftarea in timp real a array-urilor de istoric (scrolling efect) si utilizarea operatiilor pe biti (bitwise shifting) pentru a randa barele verticale ale graficului peste un grid punctat pre-calculat.
 ===== Rezultate Obţinute =====
+S-a obtinut un sistem embedded complet si stabil. Potentiometrul permite selectarea a 5 ecrane distincte (Intro, Date Live, Grafic Temp, Grafic Presiune, Grafic Umiditate). Ecranele de grafica randeaza corect evolutia pe 128 de puncte, iar pe randul secundar afiseaza din EEPROM extremele inregistrate (Max si Min) cu o precizie stabila de doua zecimale, fara artefacte vizuale sau pâlpâiri (flicker), datorita managementului corect al functiei de clear selectiv.
 ===== Concluzii =====
+Scrierea codului la nivel de registru a evidentiat avantajele optimizarii de spatiu si viteza specifice programarii low level. Integrarea timerelor si a intreruperilor a permis decuplarea logicii de afisare de cea de achizitie. Sistemul rezultat este robust, retine datele critic-istorice in mod nevolatil si reprezinta o aplicatie practica completa a conceptelor de interactiune hardware-software studiate.
 ===== Download =====
 ===== Jurnal =====
-  * **07 Mai 2026:** Stabilirea temei si a perifericelor (BME280, OLED). S-a clarificat functionalitatea interfetei UART ca CLI (Command Line Interface) pentru a atinge multiple concepte de laborator (Timere, I2C, USART cu intreruperi). Crearea structurii wiki si a BOM-ului.
 ===== Bibliografie/Resurse =====
@@ Line 70: / Line 61: @@
   * Datasheet ATmega328P (Microchip).
   * Datasheet Senzor BME280 (Bosch Sensortec).
-  * Datasheet Display OLED SSD1306.
+  * Datasheet Display OLED SSD1306 (Solomon Systech).
-  * Laboratorul 1, 2 si 6
+  * Suport de Laborator PM 2026: Lab 2 (Intreruperi), Lab 3 (Timere), Lab 4 (ADC), Lab 6 (I2C).