Show page

Differences

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

--- pm:prj2026:vlad.radulescu2901:rares.ciociea [2026/05/05 15:35]
rares.ciociea [2. Scheme Electrice și Maparea Pinilor]
+++ pm:prj2026:vlad.radulescu2901:rares.ciociea [2026/05/13 10:18] (current)
rares.ciociea [2. Scheme Electrice și Maparea Pinilor]
@@ Line 7: / Line 7: @@
 ====== Descriere generală ======
-<note tip>
+<note>
-{{:pm:prj2026:vlad.radulescu2901:schema_bloc.png?200|}}
+{{:pm:prj2026:vlad.radulescu2901:schema_bloc.png?700|}}
 **Descrierea sumara a modulelor si a modului de interactiune**
@@ Line 27: / Line 27: @@
 ====== Hardware Design ======
+===== 1. Listă de piese (BOM - Bill of Materials) =====
+Pentru realizarea acestui proiect, a fost utilizată următoarea configurație hardware, axată pe un echilibru între eficiența energetică și acuratețea senzorilor:
-===== Software Design =====
+  * **Unitate de Control:** 1x Placă de dezvoltare ATmega328P Xplained Mini.
+  * **Sistem de Locomoție:**
+    * 1x Șasiu robot 2WD (din plexiglas).
+    * 2x Motoreductoare de curent continuu (Motoare TT, raport 1:48).
+    * 2x Roți cauciucate + 1x Roată pivotantă (Caster wheel).
+    * 1x Modul Driver Motoare L298N (cu regulator de tensiune LM7805 integrat).
+  * **Sistem de Percepție (Senzori):**
+    * 3x Module ultrasonice HC-SR04 (amplasate frontal, stânga, dreapta).
+    * 1x Senzor optic reflexiv infraroșu TCRT5000 (pentru detecția marginilor / "Swiffer").
+  * **Sistem de Comunicație:** 1x Modul Bluetooth HC-05.
+  * **Sistem de Alimentare:**
+    * 1x Suport pentru 4 baterii tip AA.
+    * 4x Baterii Alcaline AA 1.5V (Tensiune totală nominală: 6V).
+  * **Componente Pasive & Conectică:**
+    * 1x Rezistor 4.7kΩ (Albastru-precizie: Galben-Violet-Negru-Maro).
+    * 1x Rezistor 2.2kΩ (Albastru-precizie: Roșu-Roșu-Negru-Maro).
+    * 1x Breadboard mini (170 puncte).
+    * Set fire conexiune Dupont (Tată-Tată, Mamă-Tată).
-<note tip>
+===== 2. Scheme Electrice și Maparea Pinilor =====
-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>
+Pentru a vizualiza interconectarea componentelor, se va consulta schema electrică de ansamblu de mai jos.
+*(Notă tehnică: Alimentarea logicii de 5V a microcontrolerului se face prin pinul de +5V al modulului L298N, acesta coborând tensiunea de 6V a bateriei printr-un regulator integrat).*
+{{:pm:prj2026:vlad.radulescu2901:schematic_provizoriu_ciociea_rares.png?500|}}
+**Tabelul Conexiunilor Hardware (Pinout Map):**
+Pentru interfațarea senzorilor cu perifericele interne ale ATmega328P s-a utilizat următoarea mapare:
+^ Modul Extern ^ Pin Modul ^ Conexiune ATmega328P ^ Rol / Periferic Utilizat ^
+| **Modul HC-05** | TX | PD0 (RXD) | Comunicație Serială (USART) |
+| **Modul HC-05** | RX | PD1 (TXD) | Comunicație Serială (USART) |
+| **L298N (Driver)** | ENA | PD5 | Control Viteză Motor Stânga (PWM Hardware) |
+| **L298N (Driver)** | ENB | PD6 | Control Viteză Motor Dreapta (PWM Hardware) |
+| **L298N (Driver)** | IN1, IN2 | PD4, PD7 | Control Direcție Motor Stânga (GPIO) |
+| **L298N (Driver)** | IN3, IN4 | PB2, PB3 | Control Direcție Motor Dreapta (GPIO) |
+| **Divizor Tensiune** | Vout (Intersecție) | PC0 (A0) | Monitorizare nivel baterie (ADC) |
+| **TCRT5000** | A0 | PC1 (A1) | Detecție analogică margine / podea (ADC) |
+| **HC-SR04 (Față)** | Trig, Echo | PD2, PD3 | Măsurare distanță față (GPIO) |
+| **HC-SR04 (Stânga)** | Trig, Echo | PC2 (A2), PC3 (A3) | Măsurare distanță stânga (ADC folosit ca GPIO) |
+| **HC-SR04 (Dreapta)** | Trig, Echo | PC4 (A4), PC5 (A5) | Măsurare distanță dreapta (ADC folosit ca GPIO) |
+===== 3. Diagrame de Semnal =====
+Pentru interfațarea corectă a perifericelor s-au analizat următoarele semnale cheie:
+**A. Diagrama de semnal pentru senzorii HC-SR04 (Time-of-Flight)**
+Microcontrolerul emite un impuls logic HIGH de 10µs pe pinul Trigger. Senzorul răspunde cu un semnal HIGH pe pinul Echo, a cărui durată este proporțională cu distanța. Această durată este măsurată hardware folosind întreruperile externe și un Timer.
+{{:pm:prj2026:vlad.radulescu2901:hc-sr04.png?800|}}
+**B. Diagrama semnalului PWM pentru L298N**
+Controlul locomoției și aplicarea metodei de "Soft Start" se realizează prin modularea lățimii impulsurilor (PWM) aplicate pe pinii ENA și ENB ai driverului, dictând astfel cuplul și viteza motoarelor.
+ {{:pm:prj2026:vlad.radulescu2901:l298n.png?800|}}
+====== Software Design ======
+*(Nota: Aceasta sectiune prezinta o arhitectura de nivel inalt, detaliile urmand sa fie rafinate in etapa finala de implementare).*
+===== 1. Mediu de dezvoltare =====
+Pentru scrierea, compilarea si incarcarea firmware-ului, mediul de dezvoltare ales este **Arduino IDE**. Desi platforma hardware este un ATmega328P Xplained Mini, ecosistemul Arduino ofera un flux de lucru mult mai rapid (Rapid Prototyping) si o sintaxa mai accesibila pentru gestionarea pinilor (GPIO) si a functiilor de timp, comparativ cu programarea stricta pe registri in Microchip Studio.
+===== 2. Librarii si surse 3rd-party =====
+Pentru a mentine un control strict asupra executiei si a minimiza overhead-ul, utilizarea librariilor externe va fi limitata la minimum necesar:
+  * Se va folosi exclusiv biblioteca standard **Arduino Core** (pentru functii de baza precum millis(), analogRead(), analogWrite(), digitalWrite()).
+  * Interfatarea cu senzorii ultrasonici si citirea nivelului bateriei se vor face prin metode standard, fara a importa librarii masive din surse terte.
+  * Optional, pentru modulul Bluetooth, se poate folosi libraria SoftwareSerial.h inclusa in pachetul standard Arduino.
+===== 3. Algoritmi si structuri de date planificate =====
+Aplicatia va fi proiectata pe o arhitectura **non-blocanta** (fara utilizarea instructiunii delay()), esentiala pentru reactia in timp real a robotului la datele primite de la senzori.
+  * **Multitasking cooperativ:** Se va utiliza functia millis() pentru a implementa "software timere". Acest algoritm permite procesorului sa citeasca senzorii, sa raporteze date prin Bluetooth si sa ajusteze PWM-ul motoarelor (aproape) simultan.
+  * **Masina de Stari Finita (FSM):** Structura principala de control va fi un bloc switch-case ce defineste comportamentul robotului. Starile planificate includ: MERGE_FATA, DETECTARE_PERETE, INTOARCERE_90_GRADE_ST/DR, ALINIERE_ZIG_ZAG, OPRIRE_URGENTA_MARGINI si LOW_BATTERY.
+  * **Algoritm de acoperire:** Logica FSM va dicta un traseu de tip zig-zag. La detectarea unui obstacol frontal, robotul va verifica senzorii laterali pentru a alege directia corecta de viraj, alternand intoarcerile stanga-dreapta.
+===== 4. Surse si functii implementate (Etapa 3) =====
+*(Sectiunea va fi completata cu fragmente de cod in momentul finalizarii dezvoltarii. Principalele functii planificate sunt:)*
+  * void setup() si void loop() - structura de baza Arduino.
+  * void readSensors() - responsabila de declansarea impulsurilor Trig si citirea duratei Echo, precum si citirea ADC pentru TCRT5000 si baterie.
+  * void motorControl(int vitezaStanga, int vitezaDreapta) - o functie de abstractizare ce transpune cerintele de miscare in semnale PWM si stari logice pentru driverul L298N.
+  * void updateFSM() - functia care proceseaza datele de la senzori si decide comutarea dintr-o stare in alta.
 ===== Rezultate Obţinute =====
 <note tip>
-Care au fost rezultatele obţinute în urma realizării proiectului vostru.
+To be determined.
 </note>
@@ Line 65: / Line 137: @@
 <note>
-Listă cu documente, datasheet-uri, resurse Internet folosite, eventual grupate pe **Resurse Software** şi **Resurse Hardware**.
+===== Resurse Hardware (Datasheet-uri) =====
+  * **ATmega328P Xplained Mini** - User Guide-ul oficial Microchip (utilizat pentru maparea pinilor fizici ai placii si schemele de alimentare): [[https://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/ATmega328P-Xplained-Mini-User-Guide-DS50002659B.pdf|ATmega328P Xplained Mini User Guide (PDF)]]
+  * **Microcontroler ATmega328P** - Datasheet complet (utilizat pentru intelegerea arhitecturii, registrilor interni, Timere, ADC, USART si intreruperi): [[https://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/Atmel-7810-Automotive-Microcontrollers-ATmega328P_Datasheet.pdf|ATmega328P Datasheet (PDF)]]
+  * **Driver Motoare L298N** - STMicroelectronics Datasheet (consultat pentru limitele de curent, caderea de tensiune pe puntea H si logica de control): [[https://www.st.com/resource/en/datasheet/l298.pdf|L298N Datasheet (PDF)]]
+  * **Senzor Ultrasonic HC-SR04** - Specificatii tehnice (utilizat pentru extragerea diagramelor de semnal si a formulei de calcul a distantei bazate pe viteza sunetului): [[https://cdn.sparkfun.com/datasheets/Sensors/Proximity/HCSR04.pdf|HC-SR04 Datasheet (PDF)]]
+  * **Modul Bluetooth HC-05** - Manual de utilizare (consultat pentru tensiunile de operare si pinii de comunicatie RX/TX): [[https://components101.com/sites/default/files/component_datasheet/HC-05%20Datasheet.pdf|HC-05 Datasheet (PDF)]]
+  * **Senzor Infrarosu TCRT5000** - Vishay Datasheet (utilizat pentru curbele de reflectie si intelegerea circuitului emitator-receptor): [[https://www.vishay.com/docs/83760/tcrt5000.pdf|TCRT5000 Datasheet (PDF)]]
+  * **Motoare DC cu Reductor (TT Motors 1:48)** - Specificatii generice pentru motoarele galbene de sasiu (utilizate pentru a calcula curentul de stall necesar a fi suportat de L298N): [[https://cdn.sparkfun.com/datasheets/Robotics/DG01D.pdf|TT Motor Datasheet (PDF)]]
+===== Resurse Software =====
+  * **OCW UPB - Proiectare cu Microprocesoare:** Suportul teoretic de laborator pentru configurarea perifericelor hardware si notiuni de electronica: [[https://ocw.cs.pub.ro/courses/pm|ocw.cs.pub.ro/courses/pm]]
+  * **Arduino Reference:** Documentatia oficiala pentru arhitectura de cod si functiile standard (millis, pini I/O) utilizate in sistemul non-blocant: [[https://www.arduino.cc/reference/en/|Arduino Language Reference]]
+  * **WaveDrom:** Unealta utilizata pentru generarea diagramelor de semnal (timing diagrams) din sectiunea de Hardware Design: [[https://wavedrom.com/|wavedrom.com]]
 </note>
 <html><a class="media mediafile mf_pdf" href="?do=export_pdf">Export to PDF</a></html>