Specializarea: Automatică și Informatică A plicată [607168]

Universitatea de Medicină, F arma cie, Științe și Tehnologie din Tîrgu Mureș
Facultatea de I nginerie
Specializarea: Automatică și Informatică A plicată

PROIECT DE DIPLOMĂ

Comandă prin bluetooth a unui braț robotic

Coordonator științific: Absolvent: [anonimizat]
2019

Cuprins
Capitolul 1. Introducere ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………….. 3
1.1 Motivația și importanța lucrării ………………………….. ………………………….. …………………… 3
1.2 Structura documentului ………………………….. ………………………….. ………………………….. …. 4
Capitolul 2. Considerații Teor etice ………………………….. ………………………….. ……………………….. 5
2.1 Robotica ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………. 5
2.1.1 Roboți industriali ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……. 5
2.1.2 Structura și cinematica roboților industriali ………………………….. ………………………. 10
2.1.3 Caracteristici generale ale cinematicii directe și cinematicii inverse …………………. 14
2.1.4 Dispozitive de prehensiune pentru roboții industriali ………………………….. ………….. 21
2.2 Internet of Things ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……….. 25
2.2.1 Aplicații ale IoT ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……. 27
2.2.2 Securitatea ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………… 29
2.2.3 Bluetooth în IoT ………………………….. ………………………….. ………………………….. …… 30
2.3 Arduino Uno ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………. 35
2.3.1 Specificații tehnice ………………………….. ………………………….. ………………………….. .. 37
2.3.2 Arduino IDE ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………… 39
Capitolul 3. Proiectarea și implementarea brațului robotic ………………………….. …………………. 41
3.1 Schema Bloc ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………. 41
3.2 Diagrama de activitate ………………………….. ………………………….. ………………………….. …. 42
3.3 Schema cinematică ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……… 43
3.4 Configurația hardware ………………………….. ………………………….. ………………………….. …. 44
3.5 Configurația software ………………………….. ………………………….. ………………………….. ….. 46
3.5.1 Implementarea comenzilor pentru servomotoare în Arduino IDE …………………….. 46
3.5.2 Realizarea aplicației si a interfeței de comandă ………………………….. ………………….. 50
3.6 Design -ul brațului robotic ………………………….. ………………………….. …………………………. 52
Capitolul 4. Rezultate experimentale și interpretări ………………………….. ………………………….. . 54

Capitolul 1. Introducere
Prezenta l ucrare de diplomă prezintă întregul proces de proiectare, realizare și
implementare a unui braț robotic comandat prin bluetooth.
În ziua de azi, dorința omului de a controla dispozitivele din jur într -un mod cât mai
simplu și în același timp cât mai eficient, a devenit un deziderat în viața cotidiană și mai ales
în domeniul industrial. Acest fapt este unul din principalele motive care au conturat conceptul
de IoT. Prin urm are, acest proiect încearcă să rezolve problemele de fiabilitate a conexiunilor
dintre di spozitive într -un un m od stabil și transparent.
Obiectivele acestui proiect sunt :
 proiectarea și implement area software a unui mod rapid și accesibil de comunicare
între dispozitive .
 realizarea unei interfețe de comandă intuitivă oricărui tip de utilizator .
 familiarizarea cu structura și modul de funcționare a roboților industriali .
 proiectarea, asamblarea și programarea unui braț robotic cu cinci grade de libertate.
 studiul conceptelor și implementării tehnologiei IoT
În cadrul acestui document vor fi ilustrate etapele realizării întregului sistem precum și
rezultatele practice obținute. Deasemenea , se vor realiza o serie de diagrame și scheme care
descriu anumite procese tehnologice cât și interpretarea rezultatelor experimentale.
1.1 Motivația și importanța lucrării
Am ales ace st proi ect de diplomă deoarece consider că viitorul tehnol ogiei constă în
robotică și în mijloacele prin care această știință reușește să rezolve probleme semnificative
ale societății și în special a le industriei . Deasemena viitorul se conturează din ce în ce mai
mult în jurul tehnologi ei IoT, o tehnologie foarte accesibilă care face posibilă comunicarea la
distanță într-un mod cât mai simplu cu putință .
O utilitate foarte importantă care combină robotic a cu IoT se regăsește în medicină , mai
exact în chirurgia robotică, fiind cea mai avansată tehnică chirurgicală minim -invazivă . Un
alt exemplu al utilității combinate a roboților industriali și IoT se regăsește în mediile toxice ,
în mediile cu temperaturi extreme, mediile cu radiații ș.a.
Consider că prin realizarea acest ui proiect de diplomă voi dobândi numeroase cunoștiințe
în diverse domenii ale tehnologiei esențiale în dezvoltarea mea profesională.

1.2 Structura docum entului
Capitolul 1 din document este reprezentat de introducere , obiective și motivația alegerii
temei proiect ului. În cadrul acestui capitol este exemplificată importanța și utilitatea
domeniului ales în viața de zi cu zi.
În cadrul celui de -al doilea capitol se regăsesc noțiunile teoretice necesa re realizării temei
proiectului : studiul teoreti c al roboților industriali, studiul tehnologiei IoT, familiarizarea cu
Arduino IDE.
În al 3 -lea capitol sunt reprezentați pașii de proiectare și implementare a arhitecturii
hardware și software pentru brațul robotic cu comandă bluetooth.
Capitolul 4 prezintă rezultatele studiilor teoretice și practice ale etapelor a nterioare de
proiectare, design, implementare și testare.
Următorul capitol, cel final, tratează concluziile privind realizarea proiectului,
perspectivele de dezvoltare ulterioare, principalele performanțe atinse și contribuțile
personale.

Capitolul 2. Consideraț ii Teoretice
2.1 Robotica
Robotica este știința care se ocupă cu tehnologia, proi ectarea , exploatarea și fabricarea
roboților , fiind o ramură interdisciplinară a ingineriei și științei care interconectr ează
armonios ingineria mecanică, ingineria electronică, ingineria informațiilor, știința
calculatoarelor și altele.
Scopul acestor tehnologii este de a dezvolta mașini care să înlocuiască si să reproducă
activitatea omului.
Roboții sunt utilizaț i în multe situații și scopuri, în ziua de azi, majoritatea întrebuințărilor
acestora fiind în medii le periculoase (inclusiv d etectarea și dezactivarea bombelor ), procese
de fabricație sau unde oamenii nu pot supraviețui (de exemplu, în spațiu, sub apă, cu rățarea și
izolarea materialelor periculoase și a radiațiilor). Roboții pot lua orice formă, dar unii sunt
făcuți să semene cu oamenii în aparență. Acest lucru se spune că ajută la acceptarea unui
robot în anumite comportamente replicative, de obicei efect uate de oameni. Astfel de roboți
încearcă să reproducă mersul pe jos, ridicarea, vorbirea, cunoașterea și, practic, orice poate
face un om. Majoritatea roboților de astăzi sunt inspirați de natură, contribuind la domeniul
robotizării bio -inspirate.
Conceptul de creare a mașinilor care pot funcționa autonom se datorează perioadelor
clasice, însă cercetarea în ceea ce privește funcționalitatea și utilizarea potențială a roboților
nu a crescut substanțial până în secolul al XX -lea. De -a lungul istoriei, d e multe ori
cercetătorii, inventatorii, inginerii și tehnicienii au presupus că roboții vor putea într -o bună zi
să imite comportamentul uman și să gestioneze sarcinile într -o manieră asemănătoare omului.
Astăzi, robotica este un domeniu în creștere rapidă , pe măsură ce progresele tehnologice
continuă; cercetarea, proiectarea și construirea de roboți noi au scopuri practice diferite,
indiferent dacă sunt interne , comerciale sau militare. Robotica este de asemenea folosită în
STEM (știință, tehnologie, ingin erie și mate matică) ca ajutor didactic. Apariția de roboți
nanorobot, microscopici care pot fi injectați în corpul uman, ar putea revoluționa medicina și
sănătatea umană.
2.1.1 Roboți industriali
Industria are nevoie de roboți. Este evident că, în situații adecvate, aceștia sunt foarte
eficienți. Ei au condus la transformarea calitativă a industriei convenționale, facând -o mai

productivă, mai competitivă și permițând dezvoltarea unor procese industriale și apariția unor
noi industrii.[14 ]
Există o multitudine de de finiții date roboț ilor industriali. Mai nou definițiile roboț ilor
industriali au fost standa rdizate de către principalele țări producă toare. [1]
Norma franceză NF E61 -100/1983: „ Un robot industrial este un mecanism d e manipula re
automată, aservit î n poziție, r eprogramabil, polivalent, capabil să poziț ioneze și sã orienteze
materialele, piesele, uneltele s au dispozitivele specializate, în timpul unor mișcări variabile și
programate, destinate execută rii unor sarcini variate. ”[1]
Norma germană VDI 2860 BI.1: „ Roboț ii industriali sunt automate mobile univ ersale, cu
mai multe axe, ale căror mișcă ri sunt liber programate pe traiecto rii sau unghiuri, î ntr-o
anumită succesiune a mișcarilor și în anumite cazuri comandate prin senzo ri. Ele pot fi
echipate cu dispozitive de pre hensiune, scule sau alte mijloace de fabricație și pot îndeplini
activită ți de manipulare sau tehnologice .”[1]
Norma rusă GOST 25685 -83: „Robotul industrial este mașina automată care reprezintă
ansamblul ma nipulatorului și al dispozitivului de comandă reprogramab il, pentru realizarea în
procesul de producție a funcțiilor motrice și de comandă, înlocuind funcțiile analoage ale
omului î n deplasarea pieselor și/sau uneltelor tehnologice”. [1]
Standardul jap onez JIS B 0124/1979: „Robotul industrial este un sistem mecanic dotat cu
funcții motoare flexibile analoage celor ale organismelor vii sau combină asemena funcții
motoare cu funcții inteligente, sisteme care acționează corespunzător voinței omului.” [1]
Astfel, foarte succint, se poate spune ca robotul e un sistem automatizat capabil de a fi
programat sa execute anumite acțiuni menite să imite omul.
Manipulatorul, la fel ca si robotul, are mai multe modalită ti prin care est e definit, astfel
manip ulatorul reprezinta cel mai popular dispozitiv antropomorfic asemănător ansamblului
braț-mână uman.
Manipulatoarele sunt structuri mecanice cu care omul poate manipula obiecte, fără sa v ină
în contact direct cu ele.[11 ]
De asemenea pentru ca o m așină sa poată purta denumirea de robot, aceasta trebuie sa
poata îndeplini mai multe criterii, cum ar fi :
 Sesizare și percepție – preia informații despre mediul înconjurător.

 Locomoție și/sau manipulare – realizează acțiuni de manipulare si mutare ale
obiectelor.
 Posibilitatea de a fi programată – să realizeze diverse sarcini prin intermediul unui
software.
 Funcționarea autonomă și/sau interacțiunea cu omului.
Făcand parte dintr -un domeniu foarte vast, roboții au numeroase abordari atunci cand vine
vorba de clasificarea acestora :
 Din punctul de vedere al gradului de mobilitate se cunosc roboți ficși și roboți
mobili. [2]
 După domeniul de aplicare: a) sector primar (agricultură, minerit); b) sector secundar,
producție materială (procese continue și proc ese discontinue); c) sector terțiar
(medicină, domeniul nuclear); d) sectoare speciale (explorări spațiale, subacvatice,
etc.). [2]
 Din punct de vedere al sistemului de coordonate roboții funcționează în sistem de
coordonate carteziene (18%), cilindrice (3 3%), sferice (40%) și structura robotului
antropomorf .[2]
 Din punct de vedere al sistemului de comandă: comanda punct cu punct (unde nu
interesează traiectoria propriu -zisă); comanda multipunct (implică coordonarea mișcării
axelor); comanda pe traiectorie continuă (impl ică toți parametrii de mișcare) . [2]
 Din punct de vedere al sarcinii manipulate. [2]
 Din punct de vedere al sistemului de acționare: hidraulică (40%), electrică (30%),
pneumatică (21%), mixtă. [2]
 Din punct de vedere al preciziei de poziționa re. [2]
 Din punctul de vedere al sistemului de comandă (generație):
a) roboți din generația I – a – acești roboți sunt practic manipulatoare și roboți
programabili (neadaptivi);
b) roboți din generația a II -a – roboți adaptivi;
c) roboți din generația a -III-a roboți inteligenți.
Pe baza celor de mai sus, se observă că principalul criteriu de clasificare se referă la
sistemul de comandă (sistemul de conducere). [2]

Conform federației internaționale de robotică (IFR), în conformitate cu ISO 8373 [WIR
98], s -a stabilit în anul 1997 o clasificare după structura constructivă a roboț ilor pe
următoarele categorii :
1. Roboti cartezieni si roboti portali (figura Fig. 2.1 a), sunt robotii al caror mecanism
generator de t raiectorie are 3 cuple motoare de translatie, avand directia de miscare paralela
cu cea a axelor sistemului cartezian de referinta; [3]
2. Roboti cilindrici, (figura Fig. 2.1 b), sunt robotii al caror mecanism generator de
traiectorie are doua cuple mo toare de translatie si una de rotatie si a caror axe formeaza un
sistem de coordonate cilindric. [3]
3. Roboti sferici (figura Fig. 2.1 c), sunt robotii al caror mecanism generator de traiectorie
are doua cuple motoare de rotatie si una de translatie s i a caror axe formeaza un sistem de
coordonate sferic. [3]
4. Roboti tip SCARA (Selector Complains Arm fo r Robotics Assemble) (figura Fig. 2.1 d),
sunt robotii al caror mecanism generator de traiectorie are 2 cuple motoare de rotatie cu axele
paralele in plan vertical, iar a treia cupla motoare este de translatie pe o directie paralela cu
cea a axele cuplelor motoare de rotatie. [3]
5. Roboti articulati (antropomorfi) (figura Fig. 2.1 e), sunt robotii al caror mecanism
generator de traiectorie este compus din 3 cuple motoare de rotatie, doua avand axele paralele
in plan orizontal, iar a treia axa fiind perpendiculara pe directia primelor doua. [3]
6. Roboti paraleli (figura Fig. 2.1 f), sunt robotii care au dispozitivul de ghidare format din
3-6 cuple motoare de translatie sau de rotatie a caror axe sunt concurente intr -un punct. [3]

Figura 2.1 Structuri mecanice de rob oți
Un robot de manipulare este o mașină automată care se compune dintr -un dispozitiv de
acționare sub forma unui manipulator având mai multe grade de mobilitate și un dispozitiv de
comandă programat .
Un robot mobil este o mașină automată care c uprinde un șasiu în mișcare având unități
controlate automat.
Fie ca erau folosite sa usureze munca oamenilor, fie ca erau folosite sa distreze publicul,
mecanismele automate au inceput sa fie realizate inca dinaintea erei noastre (aceste
mecanisme f iind considerate stră mosii roboț ilor). [2]
Denumirea de robot apare pentru prima dată la începutul secolului XX, în lucrarea science
fiction a lui Karel Čapek „Roboții universali ai lui Rossum ” , fiind inspirat de la cuvantul
„robota” , substantiv de ori gine slava, care înseamnă muncă, activitate de rutină.
Un episod important pentru evolutia robotului asa cum il cunoastem noi in zilele noastre a
fost reprezentat de catre descoperirea ceasului mecanic (in secolul al XIV -lea), si astfel atunci
au aparut primele masini care semanau cu actualii roboti. [2]

În anul 19 38 se înceacă realizarea primei metode de construcție a unui robot în concepție
antropomorfă , concepută de căt re inginerul american Wenslei (Westinghouse Electric
Manufacturing Co.)
În anul 1940 este menționată utilizarea primelor manipulatoare sin crone care aveau ca scop
manevrarea substanț elor radioactive .
În anul 1959 Joseph Engelberger concepe primul robot: UNIMATE la firma Unimotion
Inc. , un robot car e cantarea 2 tone si care iniț ial a fost utilizat î n montarea iconoscoapelor
pentru televizoare, mai apoi fiind folosit in indust ria automobilă .
În anul 1962 a fost realizat primul robot Ford si pr imul Versatran. A urmat o perioadă de 5
ani în care producția de roboți se limita la câteva exemplar e pe an, din modelele citate.[15 ]
Primul robot mobil operand pe baza tehnicii AI (Artificial Inteligence) a fost conceput
intre anii 1966 -1972 la insti tutul de cercetare Standford, primind numele de Shakey.Era
capabil de a executa sarcini simple, cum ar fi : recunoastere obiecte prin intermediul vederii
artificiale, găsirea traiectoriei către un obiect și interacțiuni fizice cu obiectele.
În anul 19 68 interesul pentru aceste sisteme sporește: 50 de exemplare sunt comandate de
firma General Motors; se l ivrează in Japonia primul robotș General Motors inițiază studiul
unui sistem cu 6 grade de libertate, denumit SAM.[1 5]
În anul 1970 compania Gene ral Motors a fost prima cmpanie care a utilizat un sistem dotat
cu viziune artificială în mediul industrial.
În anul 1978 Unimotion dezvolta primul robot P.U.M.A (Programmable Universal
Machine for Assembly) pentru compania General Motors.
Astfe l aceste a sunt evenimente le cheie care au tipărit o scurtă istorie a roboților,
reprezentând uluitoarea cap acitate de adaptare a omului în consecință cu evoluția continuă a
nevoilor societății.
2.1.2 Structura și cinematica roboților industriali
Pentru a înțelege cât mai bine funcționarea unui robot industrial, trebuie studiată structura
acestuia prin intermediul unei scheme bloc caracteristice, cum este cea din figura Fig. 2.2.

Figura 2.2 Schema bloc a structurii unui robot industrial
Sistemul de comandă primește informații care provin de la sistemul mecanic, de la
senzori,traductoare si de la mediu pe care mai apoi le prelucrează și le trimite sistemului de
acționare, având ca scop stabilirea succesiunii parametrilor și duratei miscarilor elementelor
sistemului mecanic. Sistemul de comandă poate fi comparat cu sistemul nervos al omului.
Sistemul de acț ionare are scopul de a asigura mobilitatea elementelor sistemului mecanic
(a cuplelor cinematice). El poate fi comparat cu sistemul muscular al omului.
Sistemul mecanic are rolul de a impune mișcările dorite către obiectul manipulat , plecând
dintr -un punct iniț ial și ajungând intr-un punct final , cu o orientare clară , aceste lucruri fiind
posibile datorită sistemului de ghidare și a platformei mobile . Sistemul mecanic poate fi
comparat cu sistemul osos al omului.
Sistemul de preparare al energiei asigură tipurile de energie necesare sitemului de
acționare, cum ar fi energie electrică, hidraulică sau pneumatică . Acesta se poate c ompara cu
aparatului digestiv, respirator ș i circulator al omului.
Sistemul senzorial are rolul de a receptiona si furnizeaza informatii sistemului de comandă
despre starea internă și externă a robotului: parametrii mediului și acțiunea acestuia asupr a
robotului, precum și pozitii si miscari r elative ale sistemului mecanic și parametrii funcț ionali
ai sistemului de acționare. Senzorii pot fi comparați cu organele de simț ale omului.

Mediul este spațiul care conține obiectele și î n care au loc dive rse fenomene, aici având loc
evoluția robotului.
Structura mecanică a roboților industriali poate fi imaginată prin asocierea ei cu brațul si
mâna umană.
Din punct de vedere structural mecanismele roboților industriali sunt formate din elemente
cinematice legate între ele prin cuple cinematice care permit transmiterea mișcării și a puterii
de la motoarele de acționare, la un efector final care poate fi un dispozitiv de prehe nsiune sau
un cap de forță. [13]
Astfel mobilitatea unui robot determină gradele de libertate ale acestuia. Gradele de
libertate se pot defini ca fiind n umărul și parametrii deplasărilor și/sau rotațiilor care pot fi
efectuate fără a include mișcarea de prehensiune.
Elementul cinematic definește corpul care legat în continuare cu unul sau mai multe
elemente prin intermediul cuplelor cinematice permite transmiterea mișcării și
forței.Elementele cinematice pot fi :[ 13]
 Rigide, cand sunt nedeformabile. De exemplu: bielele, manivelele, pistoanele etc.
 Flexibile, utilizate mai ales la transmisii mecanice. De exemplu : cabluri, lanțuri,
curele.
 Lichide, acestea în general fiind apa sau uleiul.
 Gazoase, utilizate în cadrul mașinilor și uneltelor pneumatice.
 Electrice, atunci cand la transmiterea mișcării intervine câmpul elec tromagnetic
produs de curentul electric ce trece prin spirele unui electromagnet.
Elementele cinematice se clasifică și in funcție de rangul acestora. Rangul unui element
cinematic este dat de numărul legăturilor(cuplelor cinematice) pe care acesta le formează cu
elementele cinematice vecine.[ 13] Din acest punct de vedere există elemente cinematice cu
ranguri cuprinse între 1 si 3. Elementele cinematice cu rang mai mic sau egal cu 2 poarta
denumirea de elemente simple , iar cele cu elementele mai mari decât 2 se numesc elemente
complexe. În general, în componența roboților industriali se întâlnesc elemente simple, însa
sunt și cazuri în care apar si elemente cinematice complexe ,de exemplu în cazul roboților cu
structura arborescentă.

Cupla cinemat ică reprezintă legătura dintre două elemente cinematice, având rolul de a
lmita numărul gradeor de libertate ale mișcării relative dintre cele două elemente
cinematice.[ 13]
Din punct de vedere structural, cuplele cinematice se clasifică în 5 clase. R elația
structurală a cuplelor cinematice este următoarea : [13]
𝐿=6−𝑘 (2.1)
Unde L este numărul gradelor de libertate pe care le permite cupla cinematică a
elementelor ce o formează, iar k reprezintă numărul restricțiilor impuse de cupla cinematică:
[13]
𝑙<𝑘≤5 (2.2)
Clasa cuplei cinematice va fi determinată de valoarea lui k.
În componența mecanismelor roboților industriali se întâlnesc în general numai cuple
cinematice de clasa a cincea, de rotație(figura F ig. 2. 3) sau de translație( figura Fig . 2.4).

Figura 2 .3 Cupla cinematică de rotație Figura 2. 4 Cupla cinematică de translație
Pentru majoritatea roboților industriali actuali, dispozitivele de ghidare se prezintă sub
forma unui lanț cinematic deschis simplu, avand în componență numai e lemente cinematice
simple .
Schema cinematică a unui braț robotic este prezentată in figura Fig. 2.5[1] , cuplele
cinematice fiind notate cu A, B, C și D.

Figura 2. 5 Schem a cinematică a unui braț robotic

Partea componentă a dispozitivului de ghi dare a unui robot care servește la deplasarea
obiectului manipulat de acesta pe o traiectorie dată sau în poziții succesive impuse se numește
mecanism generator de traiectorii sau braț, acesta fiind în principiu porțiunea din partea
mecanică care conține p rimele 3 grade de libertate ale robotului. Partea mecanică care conține
gradele de libertate rămase în cadrul dispozitivului de ghidare al unui robot se numește
mecanism de orientare.[ 13]
Structurile de braț folosite pentru proiectarea roboților industrial sunt :
– brațul antropomorf (RRR) , având 3 cuple cinematice de rotație.
– brațul sferic (RRT), având 2 cu ple de rotație si una de translație.
– brațul toric (RTR), compus tot din 2 cuple de rotație si una de translație.
– brațul cartezian (TTT), având 3 cuple cinematice de translație.
2.1.3 Caracteristici generale ale cinematicii directe și cinematicii inverse
Cinematica directă are ca obiectiv determinarea poziției și orientării efectorului final în
funcți e de parametrii cuplelor din componența lanțului cinematic, asigurand conversia
coordonatelor interne (articulare) in coordonate externe (operationale) . Parametrii cuplelor se
referă la unghiurile pentru cuplurile de rotație și deplasările liniare pentru c uplele de
translație.
Pentru a putea rezolva problema cinematicii directe este necesar a se considera că robotul
este un lanț cinematic format din elemente cinematice sim ple legate între ele prin cuple de
translație (deplasări) sau de rotație (unghiuri) .
(𝑝𝑜𝑧𝑖ț𝑖𝑎,𝑜𝑟𝑖𝑒𝑛𝑡𝑎𝑟𝑒𝑎 )=𝑓(∠,𝑑) (2.3)
Problema devine complexă atunci când avem de aface cu un manipulator cu n elemente în
lanțul cinematic, astf el pentru a simplificarea problemei trebuie stabilite niste convenții :
1. Robotul va avea n+1 elemente, notația începând de la 1 la n
2. Deasemenea notarea cuplelor cinematice se va face începând de la 1 la n
3. Variabila cuplei cinematice i se notează cu qi (para metrii cuplei care se modifică),
astfel qi= ∠ ,dacă avem de aface cu cuple de rotație și qi=d, dacă avem de aface cu
cuple de translație.
4. Atașarea unui sistem de coordonate fiecarui element cinematic al robotului, care se
notează cu „O”.(sistemul de coordo nate i este atașat elementului i)

O bună exemplificare a acestor convenții este prezentată în figura Fig. 2.6.

Figura 2.6 Reprezentarea cuplelor cinematice în sistemul cartezian de coordonate (x,o,y,z)
Se identifică 2 sisteme de coordonate:
-𝑂0 𝑥0 𝑦0 –sistem de referință(fix)
-𝑂1 𝑥1 𝑦1 –sistem mobil
Relația geometrică între acestea se exprimă printr -o matrice de transformare
omogenă(4×4). [1]
Distanțele de coordonate se pot atribuit fiecărui element i al brațului robotic .
Fie cele două segmente (i -1) și i ale brațului. Sistemul de coordonate atașat elementului
(i-1) reprezintă sistemul de referință, iar sistemul de coordonate mobil (în mișcare) este
reprezentat de sistemul de coordonate atașat e lementului i atunci când articulația i este
activată. [1]
Folosind matrici de tipul T (transformare omogenă) poate fi specificat orice punct al
segmentului i în raport cu sistemul de coordonate al segmentului (i -1).[1]
𝑝𝑖−1→ =𝑇
𝑝𝑖→ (2.4)
𝑇≡ 𝑇𝑖,𝑖−1= 𝐴𝑖(𝑞𝑖) (2.5)
Unde,

 T este matricea de trans formare omogenă care leagă cele două sisteme de coordonate

𝑝𝑖→ este vectorul de poziție extins (în coordonate omogene) cu dimensiune de (4×1)
care reprezintă punctul în sistemul de coordonate i( 𝑥𝑖,𝑦𝑖,𝑧𝑖)

𝑝𝑖−1→ este vectorul de poziție extins exprimat în coordonate omogene (𝑥𝑖−1,𝑦𝑖−1,𝑧𝑖−1)𝑇
care reprezintă același punct în raport cu sistemul de coordonate (i -1)
Pentru un robot cu n grade de libertate, un numar de n perechi segment -articulație sunt
atașa te la o bază (segmentul 0). [1]
Articulațiile și segmentele se numerotează față de bază și de ultimul segment se atașează o
sculă: [1]
 Fiecare segment este conectat cu cel mult alte două segmnete astfel încât nu se
formează bucle închise
 În punctele de conectare a două segmnete se stabilește o axă, care are atașate două axe
normale pentru a forma un sistem de coordonate ortonomat
Notăm cu 𝐴𝑖 matricea omogenă de transformare a coordonatelor unui punct din sistemul i
în sistemul i -1.[1]
Termenii matricei 𝐴𝑖 depind de parametrul 𝑞𝑖.[1]
Notăm cu 𝑇𝑗,𝑖 matricea de transformare omogenă a coordonatelor unui punct din sistemul j
în sistemul i. Această matrice se numește convențional matrice de transformare. [1]
{ 𝑇𝑗,𝑖= 𝐴𝑖+1∙𝐴𝑖+2∙…∙𝐴𝑗−1∙𝐴𝑗 ,𝑑𝑎𝑐ă 𝑖<𝑗
𝑇𝑗,𝑖=𝐼 ,𝑑𝑎𝑐ă 𝑗=𝑖
𝑇𝑗,𝑖=(𝑇𝑗,𝑖)−1 ,𝑑𝑎𝑐ă 𝑗>𝑖 (2.6)
Poziția și orientarea efectului final față de sistemul de coordonate de la ba za robotului
este:[1]
𝑇𝑛,0= 𝐴1(𝑞1)∙𝐴2(𝑞2)∙…∙𝐴𝑛(𝑞𝑛)
În care fiecare transformare omogenă are forma: [1]
𝐴𝑖=[𝑅𝑖,𝑖+1𝑝𝑖,𝑖+1→
01] (2.7)

=>𝑇𝑗,𝑖=𝐴𝑖+1∙𝐴𝑖+2∙…∙𝐴𝑗−1∙𝐴𝑗 = [𝑅𝑗,𝑖𝑝𝑗,𝑖→
0→1] (matrice de rotație) (2.8)

Unde,
 𝑅𝑗,𝑖 exprimă orientarea sistemului de coordonată j față de sistemul i

𝑝𝑗,𝑖→ vector de poziție a originii sistemului de coordonate 𝑂𝑗 în sistem ul i
=>Problema cinematic ă directă presupune determinarea funcțiilor 𝐴𝑖(𝑞𝑖).[1]
Convenția Denavit -Hartenberg reprezintă soluția pentru simplificarea problemei.
Alegerea sistemului de coordonate este foarte importantă pentru rezolvar ea problemei
cinematice directe.[1]
Metoda D -H se utilizează pentru a descrie translația și rotațiile între segmente adiacente
ale robotului . Este o metodă matriceală de stabilire a unui sistem de coordonate pentru fiecare
segment .[1]
Reprezentarea D -H duce la o matrice de transformare omogenă 4×4, a coordonatelor
fiecărui punct al segmentuli din articulație față de segmentul anterior. [1]
Problema cinematicii directe se rezolvă aplicând algoritmul bazat pe convenția D -H și se
parcurg următorii pa și:
1. Se numerotează de la 1 la n cuplele cinematice începând de la baza robotului și
finalizând cu efectorul final .[1]
2. Se fixează axele 𝑧𝑖 , i=0,𝑛−1 după direcțiile axelor cuplelor cinematice i+1 .[1]
3. Se fixează sistemul de coordonate atașat bazei. O riginea se fixează oriunde de -a lungul
axei 𝑧0. Axele 𝑥0 ș𝑖 𝑦0 se aleg astfel încât sistemul de coordonate să fie ortonomat .[1]
4. Se fixează originea 𝑂𝑖 în punctul de intersecție al axelor 𝑧𝑖 cu normala comună la
axele 𝑧𝑖 ș𝑖 𝑧𝑖−1. Dacă 𝑧𝑖||𝑧𝑖−1, punctul de intersecție al axelor 𝑧𝑖 și 𝑧𝑖−1.[1]
5. Axa 𝑥𝑖 se alege astfel încât să fie ortogonală pe 𝑧𝑖 ș𝑖 𝑧𝑖−1. Dacă 𝑧𝑖||𝑧𝑖−1 atunci 𝑥𝑖 se
alege astfel încât să se îndepărteze de 𝑧𝑖−1.[1]

6. Se stabilește axa 𝑦𝑖 astfel încât sistemul de coordonate să fie ortonomat și s ă respecte
regula mâinii drepte.[1]

7. Se stabilește poziția sistemului de coordonate 𝑂𝑛 𝑥𝑛 𝑦𝑛𝑧𝑛 pentru efectorul final după
cum urmează: [1]
 se stabilește originea 𝑂𝑛 în centru dispozitivului de prindere sau al sculei(TCP)
 versorii axelor acestui sistem de coordonate se notează cu 𝑛,𝑠,𝑎
𝑘𝑛=𝑎 approach – indică apropierea dispozitivului de prindere de obiectul material [1]
𝑗𝑛=𝑠 sliding vector – indică direcția de închidere cu dispozitivul de prindere [1]
𝑖𝑛= 𝑛 normal vector – se alege astfel încât sistemul de coordonate să fie ortonomat [1]
8. Se completează tabelul cu valorile parametrilor elementelor [1]
Tabelul 2.1 Tabelul D -H cu valorile parametrilor elementelor
Elem 𝑎𝑖 𝛼𝑖 𝑑𝑖 θ𝑖

Din cei patru parametrii , 2 sunt întotdeauna constanți ( 𝑎𝑖,𝛼𝑖) și depind de structura
geometrică a lanțului cinematic,în timp ce ceilalți doi ( 𝑑𝑖,θ𝑖) sunt variabile și depind de
timpul articulațiilor T,R. [1]
9. Se formează matricile de transformare omogenă 𝐴𝑖 care raportează sistemul de
coordonate i la sistemul de coordonate i -1.[1]
10. Se formează matricea 𝑇𝑛,0= 𝐴1∙𝐴2∙…∙𝐴𝑛 dacă poziția și orientarea sistemului de
coordonate atașat efectului final se raportează ca produs a patru transformări de
bază[1]

𝐴𝑖=𝑅𝑧,θ𝑖∙𝑇𝑧,𝑑𝑖∙𝑇𝑥,𝑎𝑖∙𝑅𝑥,𝛼𝑖 (2.9)
Matricea 𝐴𝑖 apare ca o funcție de o singură variabilă: unghiul θ𝑖 în cazul cuplelor de
rotație sau deplasarea 𝑑𝑖în cazul cuplelor de translație .[1]
 𝑑𝑖 este distanța în lungul axei 𝑧𝑖−1,din 𝑂𝑖−1 până la intersecția axelor
𝑥𝑖ș𝑖 𝑧𝑖−1(distanța de articulație)
 θ𝑖 este distanța dintre axele 𝑥𝑖−1 ș𝑖 𝑥𝑖 măsurat în jurul axei 𝑧𝑖−1
(unghiul dintre elemente )
 𝑥𝑖 este normala comună a axelor 𝑧𝑖 ș𝑖 𝑧𝑖−1
 𝑎𝑖 este distanța măsurată pe normala comună dintre axele celor două
articulații(lungimea segmentului)
 𝛼𝑖 este unghiul dintre axele 𝑧𝑖 ș𝑖 𝑧𝑖−1 măsurat în jurul axei 𝑥𝑖(unghiul de răsucire)
Problema cinematic ii inverse permite calculul coordonatelor art iculațiilor, care aduc
efectorul final în poziția și orientarea dorită , date fiind coordonatele absolute
(operationale). [10]
Poziția și orientarea sunt exprimate printr -o matrice de transfer omogenă. Parametrii
variabili sunt ϴi și di; ai și αi fiind cons tante prin construcție. [ 10]
(∠,𝑑)=𝑓(𝑝𝑜𝑧𝑖ț𝑖𝑎,𝑜𝑟𝑖𝑒𝑛𝑡𝑎𝑟𝑒𝑎 ) (2.10)
Atunci cand problema cinematicii inverse are soluție, ea se constituie în modelul geometric
invers "MGI". [10]
Daca nu putem găsi o soluție analitică problemei cinematice inverse (ceea ce se întâmplă
destul de frecvent) putem apela la met ode numerice, al caror neajuns însă î l constituie
volumul mare de calcule. Cea mai f recventa metoda este metoda Newton -Raphson. [10]
Există o varietate de metode de rezolvare a probleme i cinematice inverse ( Pieper , Paul ,
Lee și Elgazaar , Pieper si Khalil ).[10]
Dintre acestea se remarcă pentru facilitățile pe care le oferă me toda Pieper și Khalil ș i
metoda lui Paul. [10]
Metoda lui Khalil ș i Pieper permite rezolvarea problemei cinematice inverse indiferent de
valorile caracteristicilor geometrice al robotului .[10]

Datorita flexibilitătii și faptului ca posedă o soluț ie a problemei cinematice inverse, aceasta
structura cu trei cuple de rotație cu axele concurente (numită și structură 'decuplată' ) se
regăseste în majoritatea modelelor de roboț i comercializate. [10]
Poziția punctului de intersecț ie al celo r trei axe este unic determinată doar de variabilele
"q1,q2,q3".[10]
Un alt avantaj al structurii decuplate este că permite disocierea și tratarea separată a
poziț ionării și a orientă rii.[10]
Metoda lui "Paul" tratează separat fiecare caz î n parte. Mai exi stă și alte metode, ca cea a
lui "Lee și Elgazaar" care însă nu a u un mare grad de generalitate și nu suportă
generalizari. [10]
Spunem că un robot ar e solutie la problema cinematicii inverse daca putem să -i calculam
toate configuraț iile care permit at ingerea unei poziț ii date. [10]
Nu toate mecanis mele articulate satisfac această condiț ie.[10]
După Roth, roboții cu mai puțin de șase grade de libertate au î ntotde auna soluție. Roboții
cu șase grade de lib ertate au soluție, dacă prezintă una dint re urmatoarele caracteristici : [10]
– posedă trei cuple de translaț ie;
– posedă trei cuple de rotaț ie cu axe concurente;
– posedă o cuplă de rotație ș i una de translaț ie coaxiale;
– posed ă două perechi de cuple de rotaț ie cu axe concurente.
Aproape toate structurile de roboți industriali utilizate în industrie prezintă o soluț ie a
problemei cinematice inverse ș i de aceea au structuri asemanatoare celor descrise
anterior. [10]
Din punct de vedere al numărului de soluț ii există trei cazuri : [10]
I. Problema cinematicii inverse nu are solutii, ca în cazul cand ținta se afla în afara
spațiului de lucru al robotului. [10]
II. Problema cinematicii inverse are o infinitate de soluț ii atunci c ând:[10]
– robotul este redundant vis a vis de misiunea incredințată ;[10]

– robotul se af lă într -o configurație singulară . Robotul nu-și poate roti endefectorul în
jurul anumitor axe. Această situație nu se datorează structurii robotului ci valorilor numerice
ale unor parametri ce descriu situaț iile impuse. [10]
III. Problema cinematic ii inverse are un număr finit de soluții și toate pot fi calculate fară
ambiguitate. Numarul de soluț ii depinde de arhitectura robotului. [10]
Pentru clasa roboților cu șase grade de libertate posedâ nd trei cuple cinematice de rotaț ie
cu axe concurente numarul m axim de soluț ii este de 32. Acest număr, obținut atunci câ nd nici
un parametr u geometric nu este nul, descrește atunci când aceș tia iau anumite valori
particulare. Numă rul de soluții mai depinde și de mărimea curselor articulaț iilor. [10]
Deci, per ansamblu, cinematica directă ne indică unde se va poziționa efectorul după ce a
primit o anumită comandă, iar cinematica inversă ne indică ce fel de comandă trebuie dată
pentru a ajunge la poziția dorită.
2.1.4 Dispozitive de prehensiune pentru roboții industriali
Orice operație de manipulare presupune solidarizarea obiectului manipulat de un element
al dispozitivului de ghidare. Această operație de solidarizare, care este de fapt analoagă cu cea
pe care o efectuează mâna umană cand „apucă” un corp, se încarează în cadrul unei funcții
care poartă denumirea de funcție de prehe nsiune. Funcția de prehe nsiune este efectuată de
asa-numitul dispozitiv de prehe nsiune (efector final, „mână”), solidar cu un element al
dispozitivului de ghidare. Prehe nsiunea este un proces complex conținînd mai multe faze :
imobilizare relativă (poziționare), centrare, fixare -defixare. Solidarizarea obiectului manipulat
cu un element al dispozitiv ului de ghidare presupune inainte de toate imobilizarea acesteia în
raport cu elementul respectiv, deci anularea gradelor sale de libertate în mișcarea relativă față
de acestea, sau, cu alte cuvinte, formarea unei cuple cinematice de clasa a cincea, în
componența căreia să intre obiectul și elementul din dispozitivul de ghidare.[ 12]
Dispozitivul de prehensiune constă din flanșă de legătură, motor de acționare, mecanism,
„degete” („ fălci”) și bacuri.[12]

Fig 2. 7 Structura dispozitivului de prehensiun e

Flanșa de legătură se recomandă a se tipiza (standardiza) în vederea asigurării
interschimbabilității dispozitivelor de prehensiune. [12]
Unii roboți industriali de construcție modernă realizează schimbarea automată a
dispozitivelor de prehensi une, în funcție de modificarea obiectului manipulat. [12]
În cazul în care robotul industrial este utilizat pentru așezarea obiectelor în dispozitivele
mașinilor unelte sau pentru executarea unor operații de montaj se recomandă prevederea
flanșei de le gătură cu dispozitive de „rapel” sau de „complianță”, care permit realizarea unei
mișcări relative reduse între dispozitivul de prehensiune și elementul dispozitivului de ghidare
sub acțiunea forțelor de contact care se opun mișcării obiectului. [12]
Structura mecanismului dispozitivului de prehensiune depinde de numărul de „degete” cu
care este prevăzut acest dispozitiv. Se înțelege prin „deget” (falcă) o parte componentă a
dispozitivului de prehensiune care poartă și conduce în poziția de prehensiune câte o suprafață
care se va constitui ca parte a zonei de contact dintre dispozitivul de prehensiune și obiectul
manipulat. Această suprafață este formată pe o piesă specială , denumită „bac”, fixată pe
„deget”. [12]
În procesul de prehensiune, mâna o mului își adaptează forma la forma obiectului
manipulat. În acest context poate lua 6 configurații de bază, pentru apucarea unui cilindru,
unei sfere, a mânerului unui geamantan, a unor obiecte mici ( cu două degete), a unei plăci
sau a unei foi de hârtie. [12]
Dispozitivele de prehensiune nu pot avea calitățile mâinii umane din cauza complexității
lor mai reduse și (în mod obișnuit) a rigidității „degetelor”. Volmer arată că dexteritatea
prehensiunii scade doar relativ încet cu numărul „degetelor ” disp ozitivelor de prehensiune .
Acest lucru fiind exemplificat în Tabelul 2. 2[12]
Tabelul 2. 2 Scăderea dexterității de prehensiune cu micșorarea numărului de „degete”
Nr.
degetelor Capacitatea
de
prehensiune
5
4 100
99

3
2 90
40

Acestea („mâinile”) an tropomorfe cu 5 degete se folosesc în special în cons trucția
protezelor și ortezelor .[12]
Mecanismele dispozitivelor de prehensiune pentru acționarea unui deget au la bază lanțuri
cinematice desmodrome cu două, trei sau patru elemente, ultimele două î nchise. [12]
O atenție deosebită merită acele mecanisme care asigură apropierea paralelă a degetelor.
Dispozitivele care au această proprietate permit spre exemplu centrarea precisă obiectelor
cilindrice, indiferent de abaterile diametrului acestora sa u a celor prismatice. În cazul în care
se folosesc mecanisme cu scheme cinematice care nu asigură conducerea paralelă a
„degetelor”, se recomandă execuția articulată a acestora, ceea ce permite adaptarea
suprafețelor de contact la suprafața obiectului după atingere. Asemenea „ degete” articulate se
folosesc și pentru prehensiunea unor obiecte cu abateri de formă. [12]
Mai rar, se folosesc motoare electrice, pneumatice sau hidraulice rotative, sau
electromagneți cu armătură basculantă care transmit mișcar ea prin intermediul unor
reductoare (4) la mecanisme șurub -piuliță (3) ce transformă mișcare de rotație în cea de
translație necesitată pentru acționarea elementului conducător al mecanismului. [12]
Mecanismelor dispozitivelor de prehensiune trebuie să asigure o închidere rapidă, deci
„degetele” trebuie să parcurgă cât mai repede distanța de la poziția lor inițială până la cea în
care strâng obiectul. [12]
Construcția mecanismelor dispozitivelor de prehensiune poate conduce la adaptarea
acestora la funcționalități de o mare varietate. [12]
În funcție de tipul și dimensiunile obiectelor manipulate, dispozitivele de prehensiune pot
fi:
 Speciale, pentru obiecte de aceeași formă și dimensiune;
 Specializate, pentru obiecte de aceeași formă, dar dimen siuni diferite;

 Universale, pentru obiecte cu forme și dimensiuni variind într -un domeniu
restrâns;
 Flexibile, pentru obiecte cu forme și dimensiuni variind într -un domeniu
larg.[12]
Caracterul special, universal sau flexibil al dispozitivelor de preh ensiune este dat de
construcția „degetelor” și a bacurilor. [12]

Fig. 2. 8 Dispozitive de prehensiune din echiparea standard a unui robot industrial ( sursă:
http://cs.engineering.upm.ro/Aquila/stud/Profesor/Oltean/Robotica/Roboti%20industriali%20
2008.pdf )
Forma constructivă a „degetelor” trebuie să țină seama de condițiile speciale în care se
produce manipularea. Spre exemplu, în cazul în care obiectul manipulat este fierbinte,
„degetele” trebuie amplasate la o distanță mare de restul mecanismului, p entru a -l feri de
efectul încălzirii; răcirea „degetelor” se face în acest caz cu un lichid de răcire în care ele se
cufundă periodic, sau care circulă prin niște canale prevăzute în acest scop în interiorul lor.
Deseori, „degetele” se realizează în constr ucție elastică , având corpul constituit din arcuri
lamelare sau pachete de arcuri. O asemenea construcție facilitează realizarea unei strângeri cu
forțe crescând progresiv și face ca dispozitivul de prehensiune să se adapteze ușor la obiecte
cu abateri di mensionale sau de formă relativ mari. [12]

Pentru manipularea obiectelor feromagnetice relativ ușoare, care prezintă suprafețe plane
mari , se utilizează dispozitive de prehensiune cu electromagneți . În acest caz, forța de
strângere este forța dezvol tată de electromagnet. Calculul forței de strângere dezvoltată de un
electrom agnet se poate face cu relația :
𝐹=𝐵2∙ 𝐴
2𝜇0 (2.12)
, unde B este inducția magnetic; A – aria polilor; μ0– permeabilitatea magnetică a
înterfierului. [12]
Pentru manipularea pieselor ușoare, care prezintă o suprafață plană relativ mare, se
utilizează și dispozitivele cu electromagneți, ele po t manipula și obiecte din materiale
nemagnetice. [12]
Pentru destrângere se utilizează în acest caz conectarea ventuzei la o sursă de aer
comprimat. În sfârșit, vidul de ventuze poate fi creat și prin dispozitive de ejecție, activate
pneumatic. [12]
Calculul forței de strângere, realizate cu ajutorul unei ventuze, se face cu ajutorul relației
𝐹=𝜋𝑑2
4∙𝑣
100 [𝑑𝑎𝑁] (2.13)
, unde d este diametrul cercului de contact dintre ventuză și obiectul manipulat în cm iar v este
magnitudinea vidului realizat (în procente). Magnitudinea vidului realizat se poate calcula
cunoscând datele de funcționare ale pompei de vid, respectiv ale dispozi tivului de ejecție. [12]
Dispozitivele de prehensiune cu vid pot fi utilizate și pentru manipularea unor obiecte care
nu prezintă suprafețe plane continue, cu condiția ca golurile să aibă dimensiuni mici, în așa
mod încât pierderile de vid prin aceste goluri să fie ușor compensabile prin acțiunea pompei
de vid. Asemenea dispozitive sunt folosite pentru manipularea unor obiecte mici, spre
exemplu roți dințate de mecanică fină. [12]
2.2 Internet of Things
Internet of Things (IoT) se poate descrie prin prezența unei posibilități de conexiune la
internet a dispozitive lor fizice și a obiecte lor de zi cu zi. Aceste dispozitive pot comunica și
interacționa între ele și pot fi monitorizat e și controlate de la distanță , acest lucru fiind
exemplificat in figura Fig. 2. 9.

Fig. 2.9 Managementul sistemelor IoT
În piața de consum, tehnologia IoT este sinonimă cu produsele care aparțin conceptului de
"locuință inteligentă", care acoperă dispozitive și aparate (cum ar fi corpuri de iluminat,
termostate, s isteme de securitate la domiciliu și aparate de fotografiat și alte aparate de uz
casnic) care aparțin unor ecosisteme diverse și pot fi controlate de dispozitive asociate cu acel e
ecosistem e, cum ar fi telefoanele intelige nte și difuzoarele inteligente (cu conectivitate
bluetooth) .
Conceptul unei rețele de dispozitive inteligente a început sa prindă amploare în anul 1982
la Universitatea Carnegie Mellon unde s -au adus modificari unui automat de Coca Cola,
devenind primul aparat conectat la internet , care era capabil să își raporteze inventarul și să
verifice dacă în momentul încărcării cu băuturi, acestea erau reci sau nu .Viziunea
contemporana a tehnologiei IoT a fost fost produsă în Cartea lui Weiser din 1991 despre
computerele omniprezente, "The Compu ter of the 21st Century", precum și locații le
academice UbiComp și PerCom .
În 1994, Reza Raji a descris conceptul în IEEE Spectrum ca "împachetând pachete mici de
date într -un set mare de noduri, astfel încât să integreze și să automatizeze totul de la
electroc asnice la fabrici întregi".[ 4]
Între anii 1993 și 1997, mai multe companii au propus soluții de a conecta dispozitivele
într-o rețea comună pentru a putea comunica, soluții precum „Microsoft at Work” sau
„Novell ’s NEST” . IoT-ul a avut un p rim impuls cu adevărat semnificativ în anul 1999 atunci
când Bill Joy și-a imaginat comunicarea dispozitiv -la-dispozitiv ca făcand parte din cadrul
"Six Webs" pe care l -a prezentat la Forumul Economi c Mondial de la Davos .

Terme nul „ Internet of Things " a fost conturat de Kevin Ashton de la „Procter & Gamble ”,
în 1999, deși el preferă sintagma „Internet for Things ". În acel moment, el și-a dat seama că
identificarea prin frecvență radio(RFID) este esențială p entru IoT , ceea ce ar permite
computerelor să gestio neze toate lucrurile intr -o manieră individuală .
Un articol de cercetare care menționează că tehnologia IoT a fost prezentat ă la conferința
pentru cercetătorii nordici din Norvegia în iunie 2002 , precedată de un articol publicat în
finlande ză în ianuarie 2002. Implementarea descrisă acolo a fost dezvoltată de Kary Främling
și echipa sa de la Universitatea de Tehnologie din Helsinki în care se vorbește despre o
infrastructură a unui sistem informatic pentru implementarea obiecte lor inteligent e si
interconectate.[ 4]
2.2.1 Aplicații ale IoT
Dispozitivele IoT au un spectru larg de aplicații în diverse domenii împărțit e adesea în
spații de consum, comerciale, industriale și de infrastructură.
O parte crescândă a dispozitivelor IoT este creată pentru consumatori, inclusiv pentru
vehicule conectate, pentru automatizarea casei, pentru îmbrăcămintea smart și în materie de
sănătate.
Dispozitivele IoT fac parte din conceptul mai larg de automatizare a locuinței, care poate
include iluminatul, încălzirea și aerul condiționat, mediile și sistemele de securitate.
Beneficiile pe termen lung ar putea include economii de energie prin asigurarea automată a
iluminării și a opririi aparaturii electronice atunci cand nu este utilizată .
O aplicație cheie a IoT este aceea de îngrijire a vârstnicilor și de a oferi asistență
persoanelor cu handicap. Controlul vocal poate ajuta utilizatorii cu limitări de vedere și
mobilitate, în timp ce sistemele de alertă pot fi conectate direct la implantu rile cohleare
purtate de utilizatorii cu deficiențe de auz . Acestea pot fi, de asemenea, echipate cu elemente
de siguranță suplimentare precum senzori care monitorizează situațiile de urgență medicale,
cum ar fi căderi sau crize convulsive.
În medicin ă „Internet of Things” este cunoscut și ca „Internet of Medical Things” fiind
utilizat pentru scopuri medicale și de sănătate, colectarea și analiza datelor pentru cercetare și
monitorizare . Acest concept a dus la crearea unui sistem de asistență medical ă digitalizată,
care să conecteze resursele medicale disponibile și servi ciile de asistență medicală .
Raportul Goldman Sachs din 2015 a arătat că dispozitivele IoT din domeniul sănătății "pot
salva Statele Unite mai mult de 300 miliarde dolari în che ltuielile anuale de asistență medicală

prin creșterea venitur ilor și a scăderii costurilor". Senzorii specializați pot fi, de asemenea,
echipați în spații de locuit pentru a monitoriza starea de sănătate și bunăstarea generală a
cetățenilor în vârstă, asigu rând în același timp că se administrează un tratament adecvat și
ajută oamenii să își recâștige mobilitatea pierdută și prin terapie. Acești senzori creează o
rețea de senzori inteligenți care sunt capabili să colecteze, să proceseze, să transfere și să
analizeze informații valoroase în medii diferite, cum ar fi conectarea dispozi tivelor de
monitorizare la domiciliu la sistemele bazate pe spitale. Alte dispozitive de consum pentru a
încuraja viața sănătosă, cum ar fi scalele conectate sau monitoarele inimii care pot fi purtate,
sunt, de aseme nea, o posibilitate cu IOT. Începând cu anul 2018, IoMT nu a fost aplicat doar
în in dustria de laborator clinic , ci și în industriile de asigurări de sănătate și de asigurări de
sănătate. [4]
În sistemele de transport , IoT poate ajuta la integrarea comunicațiilor, a controlului și a
proces ării informațiilor. Aplicarea IoT se extinde la toate aspectele sistemelor de transport
(adică vehiculul, infrastructura, șoferul sau utilizatorul). Interacțiunea dinamică între aceste
componente ale unui sistem de transport permite comunica rea inter -și intra-vehicul, controlul
inteligent al traficului, parcarea inteligentă, sistemele electronice de colectare a taxei, logistica
și managementul flotei, controlul vehiculelor, sigur anța și asistența rutieră. De exemplu, în
cadrul logisticii și al gestionării flotei, o platformă IoT poate monitoriza permanent locația și
condițiile de încărcare și de active prin intermediul senzorilor fără fir și trimite alerte specifice
atunci când apar excepții de gestionare (întârzieri, daune, furturi etc.). Acest lucru poate fi
posibil numai cu IoT și conectivitatea sa neîntreruptă între dispozitive. Senzori precum GPS,
Umiditate și Temperatură trimit date platformei IoT și apoi datele sunt analizate și apoi
trimise utilizatorilor. În acest fel, utilizatorii pot urmări starea în timp real a vehiculelor și pot
lua deciziile adecvate. Dacă este combinat cu Machine Learning, atunci aceasta ajută și la
reducerea accidentelor rutiere prin introducerea alertelor de somnolență către șoferi și prin
furnizarea de autoturisme . [4]
În constructii si automatizari dispozitivele IoT pot fi utilizate pentru monitorizarea și
controlul sistemelor mecanice, electrice și electronice utilizate în diferite tipuri de clădiri (de
exemplu, publice și private, industriale, in stituții sau rezidenț iale) .
IoT își face puternic resimțită aplicabilitatea și în industrie unde poate realiza integrarea
fără întreruperi a diverselor dispozitive de producție echipate cu capabilități de detectare,
identificare, procesare, comunicare, acționare și rețea . Sistemele inteligente IoT permit
fabricarea rapidă a unor produse noi, răspunsul dinamic la cerințele de produs și optimizarea

în timp real a rețelelor de producție și a lanțului de aprovizionare, prin intermediul rețelelor de
mașini, senzori și sisteme de control .
Alte domenii în care IoT se face remarcat sunt : agricultura( unde cu ajutorul senzorilor se
colectează date privind temperatura, precipitațiile, umiditatea, viteza vântului, infestarea
dăunătorilor și conținutul de sol), managementul ene rgiei( sistemele colectează și acționează
asupra informațiilor legate de energie si puterea de consum, pentru a îmbunătăți eficiența
producției și distribuției energiei electrice ) ,monitorizarea mediului înconjurător( sunt utilizați
senzori pentru a ajuta la protecția mediului prin monitorizarea calității aerului sau a apei, a
condițiilor atmosferice sau ale solului și poate include chiar și aplicații cum ar fi
monitorizarea mișcărilor animalelor sălbatice și a habitatelor acestora), etc.
2.2.2 Secu ritate a
Probabil cea mai mare controversa a sistemelor IoT este aceea a securității . În special, pe
măsură ce IoT se răspândește pe scară largă, atacurile cibernetice încep să recurgă tot mai
mult la partea fizică mai degrabă decât pur virtual.
Spațiul actual a IoT vine cu numeroase vulnerabilități de securitate. Aceste vulnerabilități
includ :
 Probleme de autentificare
 Mesajele necriptate trimise între dispozitive
 API-uri vulnerabile care pot fi ținta unor injecții SQL, atacuri de tip Man In Th e
Middle(MITM) și D DoS
 Lipsa de verificare sau criptare a actualizărilor software
Unul dintre cele mai periculo ase moduri prin care aceste vulnerabilități pot afecta
utilizatorul individual este prin fu rtul de date, deoarece î n ziua de azi toată lume a care deține
dispozitive smart își stocheaza datele personale importante în memoria acestora, incluzând
înregistrările de navigare / cumpărare online, detaliile cărții de credit și informațiile personale
de sănătate.
Însă aceste vulnerabilități pot af ecta chiar și fizic utilizatorii, un bun exemplu ar fi aparatele
medicale, unde dacă un dispozitiv nu este securizat în mod corespunzător poate fi exploatat
pentru a interfera cu îngrijirea medicală a pacientului. Este un eveniment extrem de rar, însă
trebuie luat în considerare la elaborarea unei strategii pentru securizarea dispozitivelor IoT.

Deși inofensive, dispozitivele IoT sunt vulnerabile la a fi deturnate și folosite într -un
botnet ( colecție de dispozitive conectate la internet, infectate cu malware , control ate dint r-o
locație îndepărtată). Un exemplu proeminent al acestui tip de atac a avut loc în 2016, când o
lansare publică a malware -ului Mirai i -a determinat pe infractori să creeze botn et-uri masive
de IoT și să le fo losească pentru atacur ile DDoS. Acest lucru a condus la un val de atacuri
notorii preluând serviciile Dyn DNS, reducând accesul la unele dintre cele mai populare
domenii din lume, printre care se numără Etsy, GitHu b, Netflix, Spotify și Twitter. Malware –
ul în sine a fost un scr ipt relativ simplu care a scanat porturile de acces deschise la distanță și
a încercat să obțină acces utilizând o scurtă listă de acreditări de autentificare utilizate în mod
obișnu it (de exemplu, admin / admin).
Cu toate acestea, datorita securități i insufucuente ale internetului, aceste tactici simple au
avut un succes deosebit.
Volumul mare al dispozitivelor Internet of Things face ca securitatea lor să fie o prioritate
ridicată. Pentru utilizatorii de dispozitive, aceasta înseamnă respectarea celor mai bune
practici de securitate deja existente, cum ar fi schimbarea parolelor de securitate implicite și
blocarea accesului de la distanță atunci când nu este necesar pentru funcționalitatea unui
dispozitiv.
Producătorii de dispozitive ar treb ui să investească mai mult în securitate prin adoptarea
unor masuri specifice cum ar fi update -uri periodice de soft , implementarea unei gestionări
inteligente a parolei, introducerea unei politici stricte de control al accesului pentru API -uri.
Au e xistat o serie de răspunsuri la preocupările legate de securitate. Fundația „Internet of
Things Security Foundation” (IoTSF) a fost lansată la 23 sept embrie 2015, cu o misiune de a
securiza IoT prin promovarea cunoștințelor și a celor mai bune practici. Co nsiliul său de
înființare este alcătuit din furnizori de tehnologie și companii de telecomunicații. În plus,
companiile mari de IT dezvoltă continuu soluții inovatoare pentru a asigura securitatea
dispozitivelor IoT. În 2017, Mozilla a lansat Project Thing s, care permite direcționarea
dispozitivelor IoT printr -un por tal Web secure of Things. Potrivit esti mărilor de la KBV
Research , piața generală a securității IoT ar crește cu 27,9% în perioada 2016 -2022, ca urmare
a preocupărilor din ce în ce mai mari lega te de infrastructură și a utilizării diversifi cate a
IoT.[4]
2.2.3 Bluetooth în IoT
Bluetooth este un set de specificații (un standard) pentru o rețea p ersonală fără
fir(wireless ), bazată pe unde radio . Bluetooth mai este cunoscut ca și standardul IEEE

802.15.1 . Prin tehnologia Bluetooth se elimină firele și cablurile între dispozitive atât
staționare cât și mobile, facilitează atât comunicațiile de date cât și pe cele vocale și oferă
posibilitatea implementării unor rețele ad -hoc și a sincronizării între diverse dispozitive.[5]
„Bluetooth” este o traducere în engleză a cuvântului scandinav Blåtand /Blåtann , cum era
supranumit regele viking Harald I al Danemarcei din secolul X . Harald I era renumit ca fiind
foarte comunicativ, unul dintre scopurile sale era să determine oamenii să comunice între ei și
în timpul domniei sale Danemarca și Norvegia au fost unite. În română bluetooth s-ar traduce
„dinte albastru”. [5]

Fig.2. 9 Logo -ul Bluet ooth

Logoul Bluetooth își are originile tot în istoria nordică. Pictograma, prezentată în figura
Fig. 2.9, este o combinație a inițialelor regelui Harald, Hagal și Bjarkan . Aceste simboluri
provin dintr -un alfabet runic , folosit încă din secolul al IX -lea.[5]
Noile tehnologii Bluetooth care fac parte din aplicațiile IoT se bazează pe conexiunea
dintre dispozitiv e în rețele masive de tip mesh în medii interne, urbane și industriale.
Rețelele mesh diferă de celelalte rețele prin faptul că toate părțile componente pot să facă
legătură între ele prin „sărituri” ( hop-uri), acestea în general nefiind mo bile. Rețelele mesh pot
fi văzute ca rețele de tip ad -hoc.[6]
Tehnologia Bluetooth a evoluat foarte mult de când Jaap Haartsen, un inginer electric
angajat la firma Ericsson din Suedia, a inventat aceasta tehnologie în anul 1944. El și -a
imaginat acea stă tehnologie ca fiind o alternativă a conexiunilor prin intermediul cablului RS –
232 care reprezenta standardul de conexiune al perifericelor la calculatoarele personale încă
de prin anii 1960.
Haartsen a depășit acest standard prin utilizarea undelo r radio UHF cu lungime de undă
scurtă în banda industrială, științ ifică și medicală (ISM) de la 2.4 la 2. 485 GHz pentru a
trimite pachete de date mici și simple ("mesaje") pe distanțe scurte de câțiva metri. În 1998,
Haartsen a jucat un rol cheie în creare a Grupului de Interese Speciale Bluetooth , în engleza

Bluetooth Special Interest Group (SIG) , care reprezintă un organism care stabilește standa rde
precum 3GPP și Alianța LoRa. În anul 1999 Bluetooth primește premiul "Best of Show
Technology Award" la COM DEX. Astfel Tehnologia Bluetooth va continua să devină din ce
in ce mai importantă , deoarece SIG își îmbunătățește ofertele industriale prin proiecte precum
Bluetooth Low Energy (BLE) și Bluetooth Mesh.

Figura 2. 10 Topologia rețelelor Star și Mesh pentr u dispozitivele Bluetooth
În figura Fig. 2.10 este reprezentată structura celor două tipuri de rețele , Star(stea) și
Mesh, conform siteului www.eetimes.com .
Dacă o anumită situație impune alegerea dintre mai multe moduri de conectivitate pentru o
aplicație IoT, primul pas este de a identifica si clarifica obiectivele situației pentru care se
dezvoltă aplicația.
Aplicațiile Bluetooth dezvoltate corespuzător pentru IoT sunt foarte eficiente în vederea
urmăririi comportamentelor aparaturii si oameilor aflați in mișcare, cum ar fi dispozitivele,
personalul și pacienții unui spital, datorită consumului redus de energie și scalabilitate teoretic
infinită .
Ca toate soluțiile de conectivitate, Bluetooth -ul are și părți mai puțin bune. De exemp lu, nu
ar funcționa bine pentru urmărirea activelor subacvatice într -un port sau pe o platformă
petrolieră. Semnalele Bluetooth de 2,4 GHz nu pătrund bine în apă. Bluetooth ar fi, de
asemenea, o alegere proastă pentru soluțiile de securitate care necesită informații vizuale,
audio sau biometrice care să fie publicate prin rețea având în vedere încărcarea acestor tipuri
de date în rețea.
Pentru a înțelege de ce schimbările recente în standardele Bluetooth sunt semnificative
pentru aplicațiile IoT, treb uie înțelese mai întâi elementele din stiva Bluetooth. Evoluția

tehnologiei Bluetooth de la înlocuirea cablurilor de date RS -232 la o soluție de conectivitate
puternică și masivă IoT este o ca o poveste în care se adăugă noi straturi în stivă. Termenul de
stivă în acest context înseamnă în esență stratificarea de jos în sus a protocoalelor, proceselor
și aplicațiilor în care fiecare strat superior depinde și se bazează pe cele de sub acesta. Cea
mai nouă specificație Bluetooth pentru IoT -Bluetooth -Mesh tre buie proiectată fie pe stivă
BLE 4.xx, fie pe 5.xx – o extensie a specificației Bluetooth Core ("clasic"). Deci, stiva
Bluetooth -Mesh în curs de dezvoltare, cuprinde trei straturi de stivă: Core, apoi BLE și mesh
deasupra. Dezvoltarea acestei stive pe str aturi se poate vedea în schema din figura Fig. 2.11
care este creată de Bluetooth Special Interest Group (SIG).

Figura 2. 11 Stiva diagramei Bluetooth Mesh
În ultimii 24 de ani, tehnologia Bluetooth a evoluat pentru a se potrivi nevoilor aflate în
schimbare continuă, după cum urmează:
a) Point -to-point: Tehnologia Bluetooth folosită ca mijloc de asociere a două dispozitive
Exemplu: Un computer asociat cu un mouse wireless
b) One-to-many: Tehnologia Bluetooth folosită ca mijloc de a avea un singur disp ozitiv
care transmite informații către mai multe dispozitive sau invers .
Exemplu: Redarea muzicii prin boxe bluetooth și transmiterea simultană a fotografiilor la
un proiector, ambele folosind un singur dispozitiv(de ex. un smartphone).
c) Many -to-many :Tehnologia Bluetooth flosită ca o modalitate de a conecta un numar
foarte mare de dispozitive între ele .

Exemplu: Se pot interconecta 1000 de beculețe facând posibil controlul luminozității
acestora în mod automat în funcție de activitate și de pre ferințele personale.
Bluetooth low -energy (BLE), lansat în 2009, a pregatit terenul pe ntru viitoarele aplicații în
IoT. Android 4.3 (API -ul de nivel 18) introduce suportul platformei integrate pentru
Bluetooth Low Energy (BLE) în rolul central și ofer ă API -urile pe care aplicațiile le pot
utiliza pentru a descoperi dispozitive, a căuta servicii și a transmite informații.
Cazurile de uz general includ următoarele:
 Transferarea unor cantități mici de date între dispozitivele din apropiere.
 Interacționeaz ă cu senzori de proximitate precum Google Beacons pentru a oferi
utilizatorilor o experiență personalizată în funcție de locația lor actuală.
Spre deosebire de Bluetooth clasic, Bluetooth Low Energy (BLE) este conceput pentru a oferi
un consum de energie s emnificativ mai mic ,fiind esențial pentru aplicațiile IoT . Acest lucru
permite aplicațiilor Android să comunice cu dispozitivele BLE care au cerințe mai stricte de
putere, cum ar fi senzorii de proximitate, monitorii ritmului cardiac și dispozitivele de
fitness.[7]
Creșterea indicelui de modulare și reducerea tipurilor de date cu intensitate mare de
încărcare (și astfel consumatoare de putere) au permis Bluetooth să reducă consumul de
energie cu 95 până la 99% (în funcție de cazul de utilizare). Câteva diferențe mai importante
între Blueto oth Clasic ș i BLE sunt trecute î n figura Fig. 2.12 în care este prezentat un tabel
aparținând unui studiu efectuat de către LitePoint.

Figura 2. 12 Diferențele dintre Bluetooth Clasic și BLE

Arhitectura BLE este reprezentată în figura Fig 2.13 , modelul arhitectural fiind conceput
de către LitePoint. Stratul aplicaților este construit deasupra stratului de host, în care sunt
incluse profilele generice.

Figura 2. 13 Arhitectura BLE
Tehnologia BLE plasează o valoare semnificativă a cantității de inteligență în interiorul
controller -ului, permițând astfel ca host -ul sa fie inactiv pentru perioade mai lungi de timp si
sa fie reactivat doar de catre controller atunci când host -ul trebuie să efectueze anumite
acțiuni. Aceasta caracteristică a BLE poartă denumirea de „Prietenie”
O ultimă caracteristică a topologiei Mesh este că poate interfața și include dispozitivele
Bluetooth fără a fi necesară o stivă Mesh , facând posibilă interacțiunea dintre rețea cu
dispo zitivele mai vechi .
Astfel tehnologia Bluetooth face parte din tehnologia IoT, prezentând o modalitate de
conexiune fiabilă între dispozitive, transferul de informații fiind destul de riguros, stabil și cu
un consum redus de energie.
2.3 Arduino Uno
Arduino este o companie open -source care produce atât plăcuțe de dezvoltare bazate
pe microcontrolere, cât și partea de software destinată funcționării și programării acestora. [8]
Arduino este una dintre cele mai simplu de utilizat platforme cu microcont roller , putând fi
asocia t cu un minicalculator , având puterea de calcul a unui c omputer obisnuit de acum 15 ani
și este capabil sa culeagă informa ții din mediu și sa reacționeze la acestea. Exista un
ecosistem de dispozitive extrem de bine dezvoltat compat ibile cu platforma Arduino cu
ajutorul cărora se pot culege o multitudine de informații din mediu și se pot crea conexiuni cu
alte sisteme .

Proiectul este bazat pe designul plăcilor cu microcontroler produse de câțiva furnizori,
folosind diverse tipur i de microcontrolere. Aceste plăci pun la dispoziția utilizatorului
pini I/O, digitali și analogici, care pot fi interfațați cu o gamă largă de plăcuțe numite scuturi
(shield -uri) și/sau cu alte circuite. Plăcile au interfețe de comunicații seriale, inclus iv USB pe
unele modele, pentru a încărca programe din calculatorele personale. Pentru programarea
microcontrolerelor, Arduino vine cu un mediu de dezvoltare integrat(IDE) bazat pe
proiectul Processing, care include suport pentru limbaje de programare ca C și C++. Primul
Arduino a fost lansat în 2005, având ca țintă asigurarea unei soluții ieftine și simple pentru
începători și profesioniști spre a crea dispozitive capabile să interacționeze cu mediul,
folosind senzori și sisteme de acționare. Cele mai comun e exemple sunt dispozitivele pentru
utilizatorii începători precum: roboții simpli, termostatele și/sau detectoarele de mișcare.
Plăcuțele Arduino sunt disponibile comercial sub formă preasamblată sau sub forma unor
kituri de asamblat acasă ( do-it-yoursel f). [8]
Una dintre cele mai utilizate placi este Arduino Uno bazată pe microcontrolerul Microchip
ATmega328P și dezvoltat de Arduino.cc. După cum se poate observa și în figura Fig. 2.14,
placa este echipată cu un set de pini ce reprezintă intrări și ieșiri (I / O) analogice și digitale
care pot fi interfațate cu diferite placi de expansiune ( shield -uri) și alte circuite. Placa are 14
pini digitali , 6 pini analogici și poate fi programat ă cu Arduino IDE (Integrated Development
Environment) prin interm ediul unui cablu USB de tip B. Poate fi alimentat de la un cablu
USB sau de la o baterie externă de 9 volți, deși acceptă tensiuni cuprinse între 7 și 20 de volți.
Este, de asemenea, simila r cu Arduino Nano și Leonardo. [9]

Figura 2. 14 Placa cu microcont roler Arduino Uno
Cuvântul "uno" înseamnă "unul" în italiană și a fost ales pentru a marca lansarea iniția lă a
software -ului Arduino. Placa Uno este prima dintr -o serie de plăci Arduino bazate pe USB.
Modelul ATmega328 de pe placă vine preprogramat cu un bootloader care permite încărcarea

unui cod nou fără a utiliza un programator hardware extern . În timp ce Uno comunică
utilizân d protocolul STK500 original , acesta diferă de toate plăcile anterioare prin faptul că nu
utilizează chip -ul FTDI USB -to-serial driver. În schimb, utilizează Atmega16U2 (Atmega8U2
până la versiunea R2) programată ca un convertor USB -to-serial. [9]
2.3.1 Specificații tehnice
Conform site -ului www.arduino.cc, placa cu microcontroler Arduino Uno are următoarele
specificații :
 Microcontroler: Microchip ATmega328P
 Tensiune de operare: 5 Volți
 Tensiune de intrare: între 7 și 20 de volți
 Pini digitali I / O: 14 (din care 6 asigură ieșire PWM)
 Pini de intrare analogice: 6
 CC pe pin I / O: 20 mA
 CC pentru pinul de 3.3V: 50 mA
 Memori e flash: 32 KB din care 0,5 KB folosită de bootloader
 SRAM: 2 KB
 EEPROM: 1 KB
 Clock speed: 16 MHz
 Lungime: 68,6 mm
 Lățime: 53,4 mm
 Greutate: 25 g
Funcțiile generale ale pinilor :
 LED: Există un LED încorporat, acționat de pinul digital 13. Când pinul prezintă o
valoare ridicată, LED -ul este pornit, când pinul prezintă o valoare scăzută,LED -ul este
oprit.
 VIN: reprezintă tensiunea de intrare la placa Arduino / Genuino atunci când utilizează
o sursă externă de alimentare (spre deosebire de 5 volți de la conexiunea USB sau altă
sursă de alimentare reglată).Se poate furniza tensiune prin acest pin sau, dacă există
tensiune prin mufa de alimentare se poate accesa prin acest pin.
 5V: Acest pin scoate o tensiune de 5V de la regulatorul de pe tablă. Placa poat e fi
alimentată de la mufa de alimentare CC (7 – 20V), conectorul USB (5V) sau pinul

VIN al plăcii (7 -20V). Aplicând tensiune de alimentare prin pinii 5V sau 3,3V placa se
poate deteriora .
 3.3V: este o sursă de 3,3 volți generată de regulatorul de la bord . Rezistența curentului
maxim este de 50 mA.
 GND: pini de împământare.
 IOREF: Acest pin pe placa Arduino / Genuino furnizează referința de tensiune cu care
microcontrolerul funcționează.
 Reset: Utilizat în mod obișnuit pentru a adăuga un buton de resetare la shield -urile
care îl blochează pe cel de pe placă.
Funcții speciale ale pinilor :
Fiecare dintre cei 14 pini digitali și 6 pini analogi ai Uno pot fi utilizați ca intrări sau ieșiri,
utilizând funcțiile pinMode (), digitalWrite () și digitalR ead (). Acestea funcționează la 5
volți. Fiecare pin poate furniza sau recepționa 20 mA ca condiție de funcționare recomandată
și are o rezistență internă de tracțiune (deconectată în mod implicit) de 20 -50k ohm. Un
maxim de 40 mA este valoarea care nu tre buie depășită pe nici un pin de intrare / ieșire pentru
a evita deteriorarea permanentă a microcontrolerului. Uno are 6 intrări analogice, numite A0
până la A5, fiecare dintre acestea oferând 10 biți de rezoluție (adică 1024 valori diferite). În
mod implic it, acestea măsoară de la sol la 5 volți, deși este posibil să se schimbe capătul
superior al domeniului lor folosind pinul AREF și funcția analogReference (). În plus, unii
pini au funcții specializate: [9]
 Serial / UART: pinii 0 (RX) și 1 (TX). Folosiți p entru a recepționa (RX) și a transmite
(TX) date seriale TTL. Acești pini sunt conectați la pinii corespunzători ai cipului
serial ATmega8U2 USB -to-TTL.Întreruperi externe: pinii 2 și 3. Aceștia pot fi
configurați pentru a declanșa o întrerupere la o valoa re scăzută, o margine în creștere
sau în scădere sau o schimbare a valorii.
 PWM (Pulse -Width Modulation): 3, 5, 6, 9, 10 și 11. Pot furniza o ieșire PWM pe 8
biți cu funcția analogWrite ().
 SPI (interfață serial periferică): 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Acești
pini acceptă comunicarea SPI utilizând biblioteca SPI.
 TWI (two wire interface) / I²C: pinii A4 sau SDA și pinii A5 saul SCL. Suportă
comunicarea TWI folosind biblioteca Wire.
 AREF (referință analogică): Tensiunea de referință pentru intră rile analogice .

Arduino / Genuino Uno dispune de o serie de facilități pentru comunicarea cu un
computer, o altă placă Arduino / Genuino sau alte microcontrolere. ATmega328 oferă
comunicație serială UART TTL (5V), care este disponibil pe pinii digita li 0 (RX) și 1 (TX).
Un ATmega16U2 de pe placa de canalizează comunicația serială prin USB și apare ca un port
com virtual pentru software -ul de pe computer. Firmware -ul 16U2 utilizează drivere USB
standard și nu este nevoie de driver extern. Cu toate aces tea, în Windows, este necesar un
fișier .inf. Software -ul Arduino (IDE) include un monitor serial care permite trimiterea de date
textuale simple la și de la bord. LED -urile RX și TX de pe placă vor funcționa intermitent
când datele sunt transmise prin cip ul USB -to-serial și conexiunea de la USB la computer (dar
nu și pentru comunicația serială pe pinii 0 și 1). Biblioteca. "SoftwareSerial" permite
comunicarea serială pe oricare dintre pinii digitali ale Uno .[9]
Placa Arduino / Genuino Uno este proiect ată astfel încât să poată fi resetată prin software –
ul care rulează pe un computer conectat, ne mai fiind nevoie de butonul fizic de reset.
2.3.2 Arduino IDE
Programele Arduino pot fi scrise în orice limbaj de programare cu un compilator capabil să
producă un cod mașină binar. Atmel oferă un mediu de dezvoltare pentru microcontrolerele
sale, AVR Studio și mai nou, Atmel Studio
Proiectul Arduino oferă un mediu integrat de dezvoltare (IDE) , prezentat în figura Fig.
2.15, care este o aplicație cross -platform, scrisă în Java. Acesta își are originile în mediul de
dezvoltare pentru limbajul de programare Processing și în proiectul Wiring. Este proiectat
pentru a introduce programarea în lumea artiștilor și a celor nefamiliarizați cu dezvoltarea
softwar e. Include un editor de cod cu funcții ca evidențierea sintaxelor, potrivirea acoladelor
și spațierea automată și oferă mecanisme simple cu un singur click, pentru a compila și a
încărca programele în plăcuța Arduino. Un program scris în IDE pe ntru Arduino se numește
sketch. [8]

Figura 2. 15 Prezentarea Arduino IDE

Arduino IDE suportă limbajele de programare C și C++ si are la bază reguli speciale de
organizare a codului. Arduino IDE conține o anumtă librărie software numită Wiring, care
oferă multe pr oceduri comune de intrare și ieșire. Un sketch tipic Arduino scris în C/C++ se
compu ne din două funcții care sunt compilate și legate printr -o funcție main(), într -un
program ex ecutabil cu o execuție ciclică:
 setup(): o funcție care se rulează la o singură dată la începutul programului, în
momentul inișializării setărilor.
 loop(): o funcție care se apelează în mod repetat până când plăcuța rămâne fără
alimentare
După compilarea și legarea cu GNU toolchain inclus, de asemenea, în IDE, mediul de
dezvolta re Arduino trimite comandă către programul avrdude pentru a converti codul
executabil într -un fișier text codat hexazecimal, care poate fi încărcat în placa Arduino de un
program de încărcare. Arduino are o platformă hardware open -source: referințele de de sign
pentru Arduino sunt distribuite sub licența Creative Commons Attribution Share -Alike 2.5 și
sunt disponibile pe sit e-ul Arduino. Schemele și fișierele de producție sunt și ele disponibile.
Codul sursă pentru IDE este disponibil sub GNU General Public License, version 2. [8]

Capitolul 3. Proiectarea și implementarea brațului robotic
3.1 Schema Bloc

Fig. 3. 1 Schema bloc a brațului robotic

În schema bloc din figura Fig. 3.1 sunt prezentate componentele care formează ansambl ul
brațului robtic.
Fiecare dintre cele șase servomotoare se comandă individual prin intermediul
dispozitivul ui care conține aplicația(GUI) de comandă .
Conexiunea dintre dispozitivul de comandă și placa Arduino cu microcontrolerul
Atmega328P se realizează prin intermediul modulului bluetooth HC -05.
Pentru ca servomotoarele sa poată fi acționate de către dispozitivul cu aplicația de
comandă(GUI), este necesar un program scris în Arduino IDE și încărcat pe placă prin
intermediul unei comunicaț ii seriale USB.
Cele șase servomotoare funcționează cu ajutorul unui semnal PWM generat de
microcontrolerul Atmega328P.
Deasemenea funcționarea corectă a servomotoarelor nu este posibilă fară o sursă externă
de curent de 5 V și cel puțin 2A, a stfel alimentarea direct de la placa Arduino fiind
nefolositoare în acest caz.

3.2 Diagrama de activitate

Fig. 3. 2 Diagrama de activitate a brațului robotic

Prin intermediul diagramei de activitate din figura Fig. 3.4 este descris al goritmul de
funcționare a brațului robotic.
Pc-ul este utilizat pentru a creea programul necesar funcționării sistemului utilizând softul
Arduino IDE. Astfel, prin intermediul softului, programul este înscris în microcontroler
pentru a fi interpretat și atribuit corespunzător servomotoarelor și modulului bluetooth HC -05.
Servomotoarele trimit informații ce conțin date despre poziția lor actuală către microcontroler.
Microcontrolerul trimite date despre poziția servomotoarelor către modulu l bluetoo th, care
trimite aceste date mai departe spre GUI. T otodată microcontrolerul trimite aceste date și
către Arduino IDE pentru a putea fi vizualizate .
GUI trimite date modulului cu ajutorul smartphoneului.
Pentru ca modulul bluetooth să facă conex iunea între Smartphone și microcontroler, acesta
are nevoie de o conexiune validă pe care o verifică prin intermediul GUI. Dacă există o
conexiune validă, atunci Smarthone -ul poate utiliza GUI pentru a trimite date modulului
bluetooth care înscrie aceste d ate pe microcontroler . În cazul în care nu există conexiune, se
va relua procesul de verificare.
Microcontrolerul primește datele de la modulul bluetooth și de la Arduino IDE, le
intepretează și le trimite servomotoarelor. Deasemenea servomotoarele ci tesc si execută
comenzile primite de la microcontroler .
3.3 Schema cinematică

Fig. 3.3 Schema cinematică a brațului robotic
Poziționarea cuplelor cinematice ale brațului robotic în sistemul cartezian de coordonate
(o,x,y,z) este reprezentată î n schema din figura Fig. 3.3.

Brațul este alcătuit din șase cuple de rotație(articulații) și cinci segmente(elemente) . Din
asocierea segment -articulație rezultă că braț ul are cinci grade de libertate, fiind reprezentate
prin mișcări de rotație de tip RRRRR .
Numerotarea cuplelor cinematice se face începând de la baza robotului și finalizând cu
efectorul final.
Fiecare cuplă de rotație este acționată de prin intermed iul unor servomotoare, cupla 6
reprezentând mobilitatea dispozitivului de prind ere(gripper -ul).
Numărul gradelor de libertate este este reprezentat după cum urmează:
 grad de libertate 1 : corp(segment 1) + articulație trunchi (cupla 1) ;
 grad de libertate 2: braț (segment 2) + articulație umăr (cupla 2) ;
 grad de libertate 3 : antebraț (segment 3) + articulație cot (cupla 3) ;
 grad de libertate 4 : încheietura (segment 4) + articulație de rotire (roll) a
încheieturii(cupla 4) ;
 grad de libertate 5 : gripper(segment 5) + articulație de flexare (pitch) a încheieturii
(cupla 5) ;
Spațiul de lucru util este reprezentat de volumul maxim al mișcărilor robotului, în care se
poate afla efectorul final în timpul funcționării. Spațiul de lucru este puternic influențat de
limitările impuse din cauza elementelor constructive.
3.4 Configurația hardware
Ansamblul de componente electrice, electronice și mecanice care împreună pot primi,
prelucra, stoca și reda informații, sub diverse forme de semnale electrice, acustice sau optice
reprezintă configurația hardware a unui siste m.
Pentru construcția brațului robotic cu comandă bluetooth componentele necesare se
clasifică în : componente mecanice, componente electrice, componente electronice,
componente periferice și conectică.
 Componentele mecanice utilizate : brațe, corp rotativ, gripper, elementele
închieieturii, roți dințate, elemente de legătură pentru gripper și roți dințate ,
elementele închieieturii, flanșe, șuruburi, piulițe, arc, elastic.
 Componentele electrice utilizate : sursă de tensiune de 5v 2A, 3 servomotoare
MG996R, 3 servomotoare SG90;

 Componentele electronice utilizate: plăcuța Arduino Uno cu microcontroler
ATmega328P, modulul bluetooth HC -05;
 Componentele periferice utilizate: Calculatorul(PC), telefonul;
 Componentele de conectică utilizate: breadboard, fir e de conexiune (jumper) tip
tată-tată, fire de conexiune (jumper) tip tată -mamă;
Specificații tehnice ale componentelor electronice :
a) plăcuța Arduino Uno cu microcontroler ATmega328P (Anexa 1)
b) modulul bluetooth HC -05(Anexa 2)
Specificații tehnice ale co mponentelor electr ice :
a) Servomotorul MG996R (Anexa 3)
b) Servomotorl SG90 (Anexa 4)
c) Sursă de tensiune de 5v 2A modulul bluetooth HC -05(Anexa 5)
Conexiunile dintre componentele electrice si electronice sunt prezentate în schema din
figura Fig. 3.4 .

Fig. 3.4 Schema de montaj a componentelor electrice și electronice
Se observă că sursa de curent externă alimentează cele șase servomotoare , deoarece placa
Arduino nu furnizează î ndeajuns curent pentru a asigura o funcționare corespunzătoare a
acestora. Masa sursei este comună cu cea a servomotoarelor și a plăcii. Tensiunea și curentul
minime necesare acționării celor șase servomotoare sunt 5V și 2A.

Semnalul de comandă al fiecărui servomotor este conectat la câte unul din cei șase pini
PWM ai placi i Arduino. Pinii PWM ai plăcii sunt 3,5,6,9,10 și 11, conexiunea lor cu
servomotoarele fiind facută consecutiv, de la bază spre gripper.
Alimentarea plăcii este asigurată de către computer(PC) prin intermediul portului serial
USB.
Modulul HC -05 are pinul RX conectat la pinul 7 de pe Arduino și TX la pinul 8 de pe
Arduino, acesti doi pini făcând posibilă comunicarea plăcii cu modulul. Masa
modulului(GND) este conectată cu masa (GND) plăcii Arduino, iar alimentarea
modulului(VCC) este asigurată de ieșirea de 3.3V de pe placă, deoarece pinul RX nu suportă
o tensiune mai mare.
3.5 Configurația software
Configurația software a brațului robotic comandat prin bluetooth este compusă din
programul scris în softul Arduino IDE și din aplicația pent ru telefon cu interfața grafică de
comandă realizată prin intermediul mediului de programare MIT App Inventor.

3.5.1 Implementarea comenzilor pentru servomotoare în Arduino IDE

Interfața de lucru dintre utilizator și componentele hardware se gestionează prin
intermediul software -ului Arduino IDE.
Pentru început trebuie in clusă biblioteca <SoftwareSerial.h> pentru a face posibilă
comunicarea serială dintre Arduino și modulul bluetooth conectat.
Deasemenea pentru controlul servomotoa relor avem nevoie să includem și biblioteca
<Servo.h> pentru a avea acces la functiile necesare programării acestora.
Controlul servomotoarelor poate fi realizat doar dacă ele sunt definite ca obiecte de tip
Servo(figura Fig. 3.5).

Fig. 3.5 Definir ea obiectelor de tip Servo

Se definesc global șase variabile care se folosesc pentru memorarea pozițiilor inițiale,
astfel ori de câte ori servomotoarele vor fi alimentate, acestea se vor poziționa la valoarea
prestabilită.(figura Fig . 3.6) .

Fig. 3.6 Definirea variabilelor pentru memorarea pozițiilor inițiale

Pentru comunicarea cu modulul bluetooth se definesc global două variabile de tip integer,
bluetoothTx și bluetoothRx ale căror valori reprezintă pinii 7 și 8 de pe placa Arduino.
În mod normal Arduino -ul are pre definiți doi pini,pinul 0-RX și 1-TX, special pen tru a face
posibilă comunicarea serială, însă în cadrul acestui program nu sunt utili fiindcă pentru a
putea încărca codul pe placă , este necesară întreruperea conexiunii dintre acești pini și
modulul bluetooth. Astfel prin funcția SoftwareSerial se creează o conexiune serială pe pinii 7
și 8.(figura Fig. 3.7)

Fig. 3.7 Crearea conexiunii seriale

În funcția setup() se conectează pinii PWM (3,5,6,9,10,11) a i Arduino -ului pentru fiecare
dintre cele șase servomotoare prin intermediul metodei .attach a funcției Servo din biblioteca
<Servo.h> (Fig. 3.8 ).

Fig. 3.8 Conectarea pinilor PWM cu servomotoarele ()

Se începe comunicarea cu portul serial p rin int ermediul metodei begin() a funcției Serial și
se setează baud rate -ul la 9600 pentru a face posibilă comunicarea cu computerul .(figura Fig.
3.9) Baud Rate se referă la rata de transmisie a datelor seriale în biți pe secundă (baud) sau
pentru comunicarea di gitală. Pentru a comunica cu computerul, utilizează una dintre
următoarele rate: 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 14400, 19200, 28800, 38400, 5 7600 sau
115200, rata de 9600 fiind rata standard a Arduino -ului. Aceasta metodă se foloște și pentru
începerea comunicării cu modulul bluetooth.

Fig. 3.9 Începerea comunicării seriale

În continuare se utilizează metoda .write() pentru a transmite valorile înscrise în variabilele
utilizate pentru memorarea pozițiilor inițiale , în interfața serială pentru a putea fi interpretate
de către servomotoare .(figura Fig. 3.10)

Figura Fig. 3.10

În continuare se verifică dacă numărul de bytes care se transmit prin portul serial al
modulului bluetooth este mai mare decât 2. Dacă se îndeplinește condiția , atunci acești doi
bytes sunt citiți de către variabilele servpos și servpos1 pe rând . Acești bytes se scalează
(fiindcă avem nevoie de valori de ordinul miilor) și valoarea obținută se stochează î n variabila
realservo . (figura Fig. 3.11)

Fig. 3.11 V erificarea si scalarea valorilor transmise pe portul serial

Astfel, dacă valoarea stocată în realservo se afla între 1000 și 1180 , atunci aceasta se va
scrie intr -o nouă variabilă, servo1 , prin intermediul căreia se va face o mapare a valorii din
domeniul (1000, 1180), în domeniul (0 -180) pentru a putea fi interpretată de către
servomotorul 1, definit prin obiectul myservo1. Se inserează un delay de 20 ms între sfârșitul

comenzii primului servomotor și începutul comenzii celui de -al doilea servomo tor(figura Fig.
3.12)

Fig. 3.12 Realizarea comenzii servomotorului 1

Dacă valoarea stocată în variabila realservo trece de 1180 și se încadrează in domeniul
(2000,2180), atunci același algoritm folosit pentru comanda servomotorului 1 se
implementea ză pentru servomotorul 2. Astfel, pentru comanda următoarelor patru
servomotoare , valoarea variabilei realservo trebuie să se afle între domeniile specifice
acționării fiecărui servomotor înainte de mapare : servo3 are ca domeniul de funcționare
(3000,3180 ), servo4 are ca domeniul de funcționare (4000,4180), servo 5 are ca domeniul de
funcționare (5000,5180), servo 6 are ca domeniul de funcționare (6000,6180) .(figura Fig.
3.13)
Valorile nu vor trece de 6180 datorită limitărilor impuse de GUI.

Fig. 3.12 Realizarea comenzilor pentru restul servomotoarelor

3.5.2 Realizarea aplicației si a interfeței de comandă
Aplicația ce conține interfața de comandă a brațului robotic a fost creata în MIT App
Inventor, un mediu de pr ogramare intuitiv, ca re permite constru cția de aplicații complet
funcționale pentru smartphone -uri și tablete prin metoda drag and drop . Acest mediu de
programare este gratuit si poate fi folosit de către orice pers oană prin intermediul logării cu
ajutorul contului de Gmail pe site-ul https://appinventor.mit.edu/explore/ .
MIT App Inventor dispune de o interfața de design pentru a crea elementele vizuale ale
aplicației. Această interfața de design este ușor asemănătoare cu C# Windows Form
Aplication.
Pentru partea de design a aplicației au fost folosite șase slidere , fiecare dintre ele fiind
reprezentative pentru servomotoarele brațului robotic. Acestea au primit valoar i minime si
maxime cuprinse între (1000, 1180) , (2000,2180) , (3000,3180) , (4000,4180) , (5000,5180) și
(6000,6180) pentru ca mai apoi să poată fi scalate și să nu poată trimite valori mai mari decât
valoarea maximă a ultimului domeniu .
Deasemenea au mai fost introduse :
– imagini de fundal;
– butonul de tip ListPicker din meniul User Interface pentr u a selecta dispozitivele
bluetooth disponibile;
– șase labele din meniul User Interface pentru a indica numele slidere lor
reprezentativ e fiecărui servomotor.
– elementul ActivityStarter din meniul Connectivity prin intermediul căruia se
utilizează aplicația ;
– elementul BluetoothClient1 din meniul Connectivity, utilizat p entru comunicarea
cu modulul bluetooth
– elementul Clock din meniul Sensors, utilizat pe post de timer pentru a ști cand să
se afișeze mesajele de conectivitate ;
Fiecare element de design se poate modifica in funcție de preferințe prin intermediul unui
meniu care conține proprietșțile acestora . (figura Fig. 3.13)
Schimbările efectuate pe interfața de design se pot vizualiza în timp real din meniul
connect accesând emulatorul sau bu tonul AI connection care genereaza un cod QR ce trebuie
scanat de catre smartphone prin intermediul unei aplicații numite MIT AI2 Companion .
Conexiunea interfeței grafice a aplicației cu programul din Arduino IDE se realizează cu
ajutorul blocurilor decizionale care conțin diverse acțiuni și instrucțiuni pe care fiecare dintre
elementele care aparțin de design -ul aplicației le pot executa.

Fig. 3.13 Design -ul interfeței grafice a aplicației

Comunicarea dintre aplicație și programul înscris în microcontroler este facilitată de mai
multe blocuri dedicate bluetooth ale interfeței grafice cu utilizatorul, cum ar fi : blocul
connect adress de tip call , blocul SEND 2ByteNumber de tip call, blocul IsConnected și
blocul AddressesAndNames .(figura Fig. 3.14)

Fig. 3.14 Structura blocurilor decizionale ale aplicației

În figura 3.14 este prezentată întreaga structura din spatele aplicației.
Blocul decizional Screen1 are rolul de a atenționa utilizatorul că trebuie să acceseze
bluetooth -ul de pe telefon, prin intermediul blocului de tip string, atunci când se inițializează
interfața grafică.
Blocul decizional ListPicker este utilizat pentru a face legătura cu elementul ListPicker al
interfeței grafice, utilizat pentru selectarea dispozit ivelor bluetooth disponibile, având metoda
. Before Picking .
Blocul decizional ListPicker utilizat împreună cu metoda . AfterPicking realizează
conexiunea la dispozitivul bluetooth selectat , în acest scop fiind utilizat blocul
BluetoothClient cu met odele Connect address si AdressessAndNames.
Când conexiunea cu dispozitivul bluetooth selectat este stabilită, în cazul de fața cu
modulul HC -05, Blocul Clock ,care este folosit pe post de timer , începe să numere timpul și
afișează mesajul „Sunteți con ectat” cu culoare albastră. În momentul în care se întrerupe
conexiunea , timer -ul se oprește și afișează mesajul „Nu există conexiune” cu culoare roșie.
Blocul Slider1 face referire directă la primul slider d in interfața grafică și se folosește de
label 9 pentru a afișa poziția curentă a sliderului . Mai departe are loc un calcul matematic
simplu prin care p oziției curente i se scade 1000 pentru a realiza scalarea și se rotunjesc
valorile afișate . Aceste valori sunt trimise modulului Bluetooth HC -05 prin intermediul
blocului BluetoothClient cu ajutorul metodei Send2BytesNumber , care trimite valoarea ca
informație pe 2 bytes. Valoarea trimisă este procesată mai departe de către microcontroler
care trimite comanda servomotorului 1.
Următoarele blo curi de decizie acționează similar asupra celorlalte servomotoare în funcție
de poziția curentă a fiecărui slide.
3.6 Design -ul brațului robotic
Design -ul brațului robotic actual a fost inspirat din design -ul celor de la
/howtomechatronics.com cu mici modificări aduse mecanismului mobil al gripperului și
anume :
– pasul mărit al roților dințate și scurtarea diametrului acestora pentru a crește
eficiența mișcării griper -ului, scăzând presiunea care acționează asupra
angrenajului servomotorului SG90.
– Elementele componente ale gripper -ului nu sunt legate în totalitate între ele prin
ansamblul șurub – piuliță M4, ci prin intermediul unor tuburi de capăt izolatoare
cu diametrul 1.5 mm și lungimea de 3 cm modificați să se comporte ca niște nituri

Aceste tuburi au o greutate foarte mică, scăzând deasemenea din presiunea aplicată pe
servomotor.
Pentru ca piesele componente ale brațului robotic să poată fi mișcate de servomotoarele
alese, a fost necesară printarea 3D a acestora, fiind printate dintr -un plastic foarte ușor.
Elementele de design ale brațului robotic sunt prezentate în figura Fig. 3.15

Fig. 3.15 Elementele de design ale brațului robotic

Elementele au fost conectate între ele prin intermediul unor flanșe de plastic.(figura Fig.
3.16)

Fig. 3.16 Flașe de legătură

Capitolul 4. Rezultate experimentale și interpretări
Pentru a putea observa comportamentul servomotoarelor la impulsurile date prin
intermediul interfeței de comandă a aplicației, trebuie verificat transferul de date de pe portul
serial catre modulul bluetooth HC -05.
Acest lucru este posibil prin utilizarea utilizarea funcției Serial. println .(figura Fig. 4.1)

Fig. 4.1 Verificarea transferului datelor servomot orului1 prin portul serial

Pentru a vizualiza transferul de date dintre modul și servomotoare, se va utiliza terminalul
Serial Monitor integrat în softul Arduino IDE. Se va seta baud rate -ul la 9600 baud
(biți/secundă) . (figura Fig.4. 2) Orice modifi care a sliderului din aplicația de pe mobil este
preluată direct în Serial Monitor. Servomotorul 1 este acționat de către slider -ul Bază,
următoarele slide -uri acționând restul servomotoarelor în ordine a numerotării. (figura Fig.4.3)

Fig. 4.2 Datele tr ansmise prin portul serial între aplicație si servomotoare

Fig. 4.3 Modificările sliderelor

Din analiza datelor prezentate în cele două figuri (Fig.4.2 și Fig. 4.3), rezultă că modulul
bluetooth HC -05 comunică cu succes atât cu microcontrolerul, cât și cu aplicația de pe
telefon , servomotoarele prezentând un comportament adecvat după receptionarea
impulsurilor.

Bibliografie
[1] http://ecampus.upm.ro/mod/resource/view.php?id=782
[2] https://biblioteca.regielive.ro/referate/mecanica/roboti -industriali -manipulatori -scara –
368681.html
[3] https://despreroboti.wordpress.com/2013/12/05/istoria -robotilor/
[4] https://en.wikipedia.org/wik i/Internet_of_things
[5] https://ro.wikipedia.org/wiki/Bluetooth
[6] https://ro.wikipedia.org/wiki/Wireless_Mesh_Network
[7] https://developer.android.com/guide/topics/connectivity/bluetooth -le
[8] https://ro.wikipedia.org/wiki/Arduino
[9] https://en.wikip edia.org/wiki/Arduino_Uno
[10] http://www.rasfoiesc.com/inginerie/tehnica -mecanica/CINEMATICA -ROBOTILOR –
INDUSTRIA74.php
[11] A. Davidoviciu, Gh. Drăgănoiu, A. Moangă, Modelarea, simularea și comanda
manipulatoarelor și roboților industriali, Ed. Tehnică , Bucuresti, 1986 , p. 153
[12] F. Kovacs, G. Cojocaru, MANIPULATOARE, ROBOȚI ȘI APLICAȚIILE LOR
INDUSTRIALE , Ed. Facla, Timișoara, 1982 , p. 61, p. 80 – p. 96
[13] I. Eparu, D . Bădoiu , Elemente de mecanică teoretică și de modelare a structurilor de
roboți ind ustriali , Ed. Tehnică, București , 1997, p. 80 – p. 84
[14] N. Mereț, Roboții industriali și aplicațiile lor, Ed. Stiințifică și enclopedică , București,
1985 ,p. 7

[15] V. Ispas, I.I. Pop, M. Bocu , Roboți industriali , Ed. Dacia, Cluj -Napoca , 1985 , p. 13

Anexe
Anexa 1 Foaie de catalog Arduino Uno

Anexa 2 Foaie de catalog modul bluetooth HC -05

Anexa 3 Foaie de catalog Servomotorul MG996R
Anexa 4 Foaie de catalog Servomotorul SG90
Anexa 5 Foaie de catalog sursă de tensiune de 5v 2A