Planificarea activității … … … … 8 [607312]
Cuprins
Rezumat ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……….. 2
Planificarea activității ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………….. 8
1 Stadiul actual ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………………………. 9
1.1 Internet of Things ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………. 9
1.2 Senzorii ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. . 10
2 Fundamentare teoretică ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………… 11
2.1 Microcontrolerul ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………. 11
2.2 Convertorul Analog -Numeric ………………………….. ………………………….. …………………………. 13
2.3 Comunicația serială ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………….. 15
2.4 Senzorii utilizați ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………….. 17
2.4.1 Senzori optici ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………… 17
2.4.2 Senzori de temperatură ………………………….. ………………………….. ………………………….. … 19
2.4.3 Senzori fotorezistivi ………………………….. ………………………….. ………………………….. …….. 19
2.5 Afișajul LCD ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………………… 21
2.6 Stabilizatoare de tensiune ………………………….. ………………………….. ………………………….. ….. 22
3 Implementarea soluției adoptate ………………………….. ………………………….. ………………………… 23
3.1 Introducere ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………. 23
3.2 Convertorul analog -numeric intern ………………………….. ………………………….. ………………….. 24
3.3 Numărătorul bidirecț ional ………………………….. ………………………….. ………………………….. ….. 25
3.4 Controlul temperaturii ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………. 27
3.5 Controlul luminii ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………… 29
3.6 Microîntrerupătoarele ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……….. 31
3.7 Modulul Bluetooth ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………. 31
3.8 Afișajul LCD ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………………… 34
3.9 Circuitul de alimentare ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……… 35
3.10 Oscilatorul extern ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………. 36
3.11 Proiectarea PCB -ului ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………. 37
4 Rezultate experimentale ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……….. 39
5 Concluzii ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ….. 48
Bibliografie ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. …. 49
Anexe ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………. 50
Schema electrică a circuitului ………………………….. ………………………….. ………………………….. ….. 50
Schema electrică a numărătorului bidirecțional ………………………….. ………………………….. ……… 51
Schema electrică a circuitului de control al temperaturii ………………………….. ……………………… 51
Schema electrică a circuitului de control al luminii ………………………….. ………………………….. … 52
Schem a electrică a circuitului de alimentare ………………………….. ………………………….. ………….. 52
2
Diploma project summary
Due to the increased need for automation of all devices around us, the project aims at
implementing a bidirectional counting system for people and automatically controlling light and
temperature in a room. All the data read f rom the temperature, light and infrared sensors, are
transmitted to the microcontroller and processed to control various peripherals. The processed and
read data are displayed on an LCD, being transmitted also to a desktop interface trough Universal
Asynchro nous Receiver and Transmitter (UART) serial interface.
The system brings a number of advantages such as: it is a completely automatic system, after
installation there is no need for human intervention, low cost, it is useful for saving energy. It can
be im plemented in offices, different public rooms or in classrooms.
The block diagram of the circuit is shown in Figure 1, the circuit being implemented in the
Proteus 8 Professional program to perform the simulations. The OrCad 9.2 program was used to
design t he printed board circuit (PCB) , and the code for programming the microcontroller was
written in Atmel Studio.
Figure 1. Circuit block diagram
The circuit is divided in three functional blocks:
The bidirectional counter is implemented with two IR sensors, who have the role of
counting the people at their entry into the room
The temperature sensor and the fan controlled by the driver are part of the temperature
control , the fan speed being dependent on the ambient temperature measured by the
sensor
The illumination in the room is measured with an LDR (Light Dependent Resistor) and
controlled via a relay to which a light source (lamp) is connected.
Both the driver and th e relay will work only if someone is in the room (a part of the power
saving concept). The complete electrical circuit diagram is presented in Appendix 1.
Atmega 328P
Microcontroller
Temperature
sensor
Light sensor
IR sensor
IN
IR sensor
OUT
Power supply
5V/12V
LCD 20×4
Driver L 293D
Fan
Relay
Lamp
Bluetooth
module
PC interface
3
The purpose of the bidirectional counter circuit is to achieve a precise count ing of the people
in a room , being useful for tracking available seats in an office space or the presence in a classroom.
When somebody enters into the room the counter is incremented by one, and when somebody
leaves, the counter is decremented, the total number of the people pr esent being displayed on an
LCD. The electrical circuit diagram of the bidirectional counter is presented in Figure 2.
Figure 2. Electrical circuit diagram of the bidirectional counter
In the circuit there are two pairs of diffuse optical sensors, so the detection occurs when a
person passes through the front of the sensors. Each sensor pair consists of an infrared LED (D4
and D6) with the role of transmitting the infrared light (transmitter) and a photodiode (D5 and D7)
with the role of ca pturing the transmitted light (receiver). The output of the two sensors is connected
to the microcontroller (IR1 and IR2 labels), being possible two logic levels, „low” and „high”.
When there is no detection, the light emitted by the LED doesn’t fall on the photodiode, and the
output of the sensor will be on a low logic level, and when the sensor starts to detect something,
the photodiode receives the transmitted light and the output of the sensor will be on a high logic
level.
The sensib ility of the sensors, meaning the maximum distance to which an object can be
detected, can be adjusted via the POT2 and POT3 potentiometers. The LM358 compares the non –
inverting input (where the photodiode is connected) with the inverting input (where the
potentiometer is connected). When the sensor detects a person, the V+ input will be greater than
the V – input because the photodiode receive the emitted light, and the output of the comparator will
be equal with the positive supply voltage (+5V). When the light emitted by the IR LED does not
fall on the photodiode, the V+ input will be smaller than the V – input, the output of the comparator
being equal with the negative supply voltage (0V). The 10kΩ resistor in series with the photodiode
limits the current and the LEDs D8 and D9 connected at the output of the comparator , indicates the
moment when a detection is made.
The purpose of the temperature control circuit is to adjust the temperature by controlling the
rotation speed of a fan, depending on the ambi ent temperature displayed on an LCD. The sensor
reads the temperature and transmits it to the microcontroller, and the microcontroller sends a PWM
(Pulse Width Modulation) signal to a driver connected to the fan. The fan works only if there are
people in t he room. In the Figure 3 is presented the electrical diagram of the temperature control
circuit.
POT2
10kR10
10kD8
LEDVCC
D4
IR TRANSMITTERD6
IR TRANSMITTER
R9
100IR1
-+U5B
LM358/TO5
678 4
POT3
10kD9
LED R11
100IR2
R14
330-+U5A
LM358/TO3
218 4D7
IR RECIEVERD5
IR RECIEVER
GroundR13
330R12
10k
4
Figure 3. Electric al diagram of the temperature control circuit
The circuit is divided in two functional blocks: the temperature sensor and the driver controlling
the fan. The LM35 temperature sensor it is an integrated sensor with an analog output voltage. This
is a linear sensor with the output calibrated in Celsius, with a variation of the output voltage of
10mV/0C. The L293D driver it is a dual H -bridge driver, used to control the direction and the speed
of the fan rotation. To control the fan, which is connected to the 1Y and 2Y gates, the driver pin 1
(1,2EN) must be connected to the +5V power supply. At the Vcc1 pin it connects the +5V supply
for the internal circuits of the driver, and at the Vcc2 pin it connects the power supply for the fan,
which in this case is +12V. Depending on the signals sent to the 1A and 2A pins, can be controlled
the direction of the fan rotation. For clockwise rotation, a command signal must be sent to 1A pin
and 0 is sent to the 2A pin, and for trigonometric rotation, a zero is sent to 1A pin and a command
signal to 2A pin.
Depending o n the temperature read f rom the sensor, the duty factor of the PWM signal that is
transmitted to the driver, has different values:
If the temperature is lower than 180C, than the fan is off
Between 180C and 200C the duty factor is 35% (slow speed)
Between 200C and 250C the duty factor is 50% (medium speed)
Between 250C and 300C the duty factor in 75% (high speed)
If the temperature is greater than 300C the duty factor is 100% (maximum speed)
The purpose of the light control circuit is to control the light sources in a room, depending on
the illumination that is displayed on the LCD. With an LDR (Light Dependent Resistor) sensor it
is measured the illumination and if it is under a certain level, then the microcontroller will send a
command signal to the rela y to turn on the lamp. The command signal is send only if there are
people in the room. In the Figure 4 is presented the electrical diagram of the light control circuit.
Figure 4. Electrical diagram of the light control circuit
U3
LM35/TO1 23VCC VOUTGND
C8
100nF
FAN2U4
L293D1
2
3
4
5
6
7
8 9101112131415161,2EN
1A
1Y
GND
GND
2Y
2A
Vcc2 3,4EN3A3YGNDGND4Y4AVcc1
+12ValiJ4
FAN1
2VCC
GNDTEMP
FAN1
GNDLS1
RELAY SPDT35
4
1
2R7
100+12Vali
RELEUVCC
D3
1N4148
+CAP_POL3
10uLDR
R8
47kR6
10k
L2
LDR1 2
Q2
BC548CBEC1
12VDC1
2
5
When the degr ee of illumination is high, the sensor resistance is low and when the degree of
illumination is low the sensor resistance is very high. For this reason, the sensor was connected in
a voltage divide r configuration (see Equation 1) and thus, the transmitted voltage at
microcontroller’s ADC is high when the sensor resistance is high, so it’s dark, and the voltage is
low when the sensor resistance is low, so it ’s light.
𝑉𝑜𝑢𝑡=𝑅𝐿𝐷𝑅
𝑅𝐿𝐷𝑅 +𝑅6∗𝑉𝐶𝐶 (1)
where, Vout represents the transmitted voltage to the microcontroller , RLDR the sensor resistance,
R6 is the 10kΩ resistance that is a part of the voltage divider configuration and VCC represents the
+5V power supply.
The values return by the ADC will be between 0 and 1024 (being 10 -bit converter), 0 when it’s
bright light and 1024 when it’s dark. The LDR is a high tolerance sensor and therefore , it cannot
be displayed on the LCD the exa ct value of the conversion, so approximations must be made, the
values being displayed in percentages (for example, if the conversion result is between 300 and 450
then the degree of illumination is 50%, as in Table 1).
Table 1. Illumination according to the conversion results
ADC result Illumination
less than 65 100%
between 65-150 75%
between 150-300 65%
between 300-450 50%
between 450-550 35%
between 550-670 25%
between 670-820 15%
greater than 820 0%
The necessary condition for the lamp (or light source) to turn on is that the illumination must
be below 50%. At that moment, the microcontroller sends a command signal to the relay to turn on
the lamp.
To facilitate access to the data read f rom the sensors and to control the fan and the lamp more
easily , it was implemented in Visual Studio a serial interface, in C# programming language. The
commands send t hrough the serial interface program are received by the Bluetooth module and
send to the microcontroller, t hrough UART communicatio n, and the microcontroller sends the
required data back to the module . The connection schematic of the Bluetooth module with the
microcontroller is presented in Figure 5.
Figure 5. The connection schematic of the Bluetooth module with the microcontroller
STATE
RXD
TXD
GND
VCC
ENR1
1k
R2
2kRXD
TXD
Microcontroler
GND+5V
6
Using UART communication, the TXD pin (transmitter) from the microcontroller must be
connected to the RXD pin (receiver) from the module, and the RXD pin (receiver) from the
microcontroller to the TXD pin (transmitter) from the Bluetooth module. The RXD pin from the
module is connected via a voltage divider to the TXD pin because, according to its datasheet, on
the RXD pin m ust be a maximum voltage of 3.3V, while TXD pin for m the microcontroller
provides a 5V output and by dividing, the desired voltage level is obtained.
Figure 6 shows the interface of the serial communication program. Within the „COM Port
Properties” option block, the same data configured in the microcontroller register , baud rate, the
number of data bits, the number of stop bits, the parity, must be selected and the „COM Port” option
is the serial port of the computer to which the Bluetooth module is connect ed.
Figure 6. Serial communication program
Pressing one of the „Get Counter”, „Get Temperature”, or „Get Illumination” buttons, it
displays the data sent fro m the microcontroller with the number of people, the current temperature
or the illumination degree, being the same data displayed on the LCD.
If „Stop Fan” button is pressed, the fan stops and the message „Fan OFF” will appear both in
the text box and on the LCD screen (also, when the „Stop Lamp” button is pressed, „Lamp OFF”
will ap pear). The „Fan State” and „Lamp State” buttons are used to check whether the fan or the
lamp has been turned off using the buttons on the PCB.
The „Connect” and „Disconnect” buttons are used for communicating with the board.
The PCB was designed in OrCad 9.2, on two electrical layers with thickness of 35µm, separated
by a dielectric FR -4 (is a glass fiber based material with an epoxy resin binder that is flame
resistant). The total thickness of the plate is 1.6mm, the length being 165mm and the width 110m m.
All the components were placed on the TOP layer, the routing being performed on both sides. All
components are THD (through hole devices) to simplify the soldering process and an eventual later
troubleshooting.
All the circuits were placed on functiona l blocks for a better PCB organization and the design
of the routes was done in compliance with all the rules of electromagnetic compatibility. The TOP
layer was used for routing the signal traces and the BOT layer for the power trace and the ground
plane.
The signal trace size is 0.4mm and the power trace size is 1mm, being able to withstand a
current of 1A. The grater width of the power trace helps to reduce the inductance. The global
spacing between track to track, track to via, track to pad, via to via , via to pad and pad to pad is
7
0.65mm both on TOP and BOT layers. The size of the largest hole is 3.2mm, while the smallest is
0.7mm for the via hole.
The capacitor for filtering the 5V power supply, was placed as close as possible to the
microcontroller p ower supply pin. On the same principle were placed the inductor and the capacitor
for the power supply of internal analog -to-digital converter. The quartz crystal was placed as close
as possible to the microcontroller, the capacitors being placed between t he two components for a
better filtering.
Figure 7a illustrates the functional blocks layout of the circuit, being similar to the block
diagram shown in Figure 1. Figure 7b illustrates the complete assembly of the circuit.
(a) (b)
Figure 7. (a) Functional blocks layout ; (b) The practical circuit
In conclusion, the system developed in this paperwork can support the development of an
intelligent device control assembly, being in line with the current market requirements.
Bidirectional Counter
Power supplyLCD
Bidirectional
CounterTemperature
Control
Light ControlMicrocontroller
Buttons
Bluetooth
Module
8
Plan ificarea act ivității
Alegerea temei
•14/11/2018 –19/11/2018Documentare asupra
temei
•20/11/2018 –2/12/2018Proiectarea schemei
electrice
•3/12/2018 –16/12/2018
Scrierea codului
•17/12/2018 –20/01/2019Simularea circuitului
•11/02/2019 –17/02/2019Implementarea
circuitului pe placa de
test
•18/02/2019 –28/02/2019
Proiectarea schemei
electrice pentru layout
•18/03/2019 –14/04/2019Proiectare layout
•6/05/2019 –26/05/2019Populare PCB
•27/05/2019 –29/05/2019
Rezultate practice
•30/05/2019 –1/06/2019Scrierea
documentației finale
•2/06/2019 –30/06/2019Pregătirea prezentării
finale
•1/07/2019 –10/07/2019
9
1 Stadiul actual
1.1 Internet of Things
Datorită nevoii accentuate a automatizării tuturor dispozitivelor ce alcătuiesc o așa numită casă
inteligentă (eng. smart house ), a apărut conceptul de Internet of Things sau IoT. Acest concept se
bazează pe capacitatea de interacționare, comunicare și sch imbul de date între dispozitive, pentru
a fi monitorizate și controlate de la distanță. În de zvoltarea conceptului IoT intră sisteme le
embedded, sisteme le de senz ori wir eless, sisteme le de control și sisteme le automate industriale sau
cele destinate pentru casele inteligente.
Studiile de specialitate fac referire la acest concept , care este în curs de dezvoltare, ca fiind cel
mai important în domeniu l tehnologic , depășind inteligența artificială și domeniul roboticii [1].
Într-un studiu realizat de „Insights Team” în anul 2017 , 90% din persoanele aflate la conducerea
unor companii , a căror mediu de lucru se bazează pe IoT, consideră că acest concept o să joace un
rol important în de zvoltarea mediului de afaceri [2]. Tot în acest studiu, se preconize ază că până în
anul 2020 în jur de 30 miliarde de dispozitive vor face parte din acest mediu, iar în anul 2025
numărul de dispozitive poate depăși 75 miliarde [3].
Chiar dacă termenul de IoT este utilizat acum î ntr-o foarte mare măsură, unii specialiști su sțin
faptul că nu există o definiție clară la tot ceea ce acoperă acest termen. Chiar dacă nu există o
definiție explicită a termenului, acesta a fost explicat în numeroase literaturi de specialitate precum
International Telecommunication Union (ITU) , Cluster of European Research Projects on the
Internet of Things (CERP -IoT), Insights Team, 2017c, [4], însă obiectivul acestui termen este același
indiferent de multitudinea definițiilor. International Telecommunication Union definește termenul
IoT ca fiin d „o infrastructură globală pentru societatea informațională, dezvo ltând servicii
avansate prin interconectarea lucrurilor fizice cu cele virtuale , bazate pe existența și dezvoltarea
tehnologiilor informaționale și de comunicații ”. O altă definiție dată de CERP -IoT ar fi că este „o
infrastructură dinamică a rețelei globale cu o capacitate de configurare proprie bazate pe
protocoale de comunicație standard , unde lucrurile fizice și virtuale au identitate, atribute fizice și
personal ități virtuale prin utilizarea interfețelor inteligente , fiind integrate perfect în rețeaua
informațională”. O definiție mai scurtă este oferită de Insights Team făcând referire la IoT ca fiind
„o interacțiune între mașini și dispozitive prin intermediul i nternetului, permițând crearea de date
care pot oferi informații analitice și pot sprijini noi operațiuni” .
Acest concept este foarte folosit de numeroase organizații datorită beneficiilor aduse precum:
monitorizarea mai ușoară a întreg ului proces de aface ri, facilitarea relațiilor cu clienții,
economisirea de timp ș i bani, sp orirea productivității angajaților, integrarea și adaptarea cu ușurință
la noile modele de afaceri, generarea de venituri mai ridicate [5].
O dată cu aceste beneficii, unii specialiști consideră că pot să apară și problemele de securitate.
Îngrijorările au apărut din cauza dezvoltării foarte rapide a acestui concept, fără a fi luate în
considerare provocările mari de securitate. Majoritatea îngrijorărilor privind securitatea sunt
asemănătoare cu cele a le serverelor, mașinilor de luc ru sau a telefoanelor, dar sunt ș i cele specifice
platformei care sunt în continuă dezvoltare, precum controlul securității industriale, sisteme le
hibride sau procesele specifice din domeniul afacer ilor [6].
O provocare pentru producătorii de aplicații care folosesc IoT o reprezintă procesarea și
interpretarea numărului foarte mare de date colectate de senzori. O soluție propusă pentru a
simplifica procesul de analizare a informației, o reprezintă Wireless Sensor Networks . Ace ste rețele
partajează datele între nodurile senzorilor, aceste date fiind ulterior trimise unui sistem pentru
analiză [7].
Sistemele care funcționează pe baza conceptului de IoT sunt controlate în mod uzual de
aplicații inteligente, care au ca intrări datele colectate de la senzori, date introduse de utilizator sau
alte surse externe de pe internet, și comandă unul sau mai multe sisteme pentru a asigura diferite
forme de automatizare. Un exemplu uzual de senzori sunt senz orii detectori de fum, de gaz, senzorii
10
de mișcare sau senzorii de contact, iar ca și sisteme autom ate avem controlul automat al ușilor,
închiderea automată, controlul automat al luminii și al temperaturii. În ultimul timp s -au dezvoltat
foarte multe platf orme care controlează wir eless toți aceș ti senzori cu sistemele respective, precum
Alexa de la Amazon, SmartThings de la Samsung sau HomeKit de la Apple . Platforma Alexa de la
Amaz on este cea mai dez voltată din cele trei, fiind compatibilă cu un număr mai mare de
dispozitive. Prin intermediul acestei platforme se pot controla luminile, prizele , întrerupătoarele din
încăpere și multe altele, acestea fiind c ontrolate prin intermediul aplicației Alexa sau prin
intermediul comenzilor vocale, folosind boxa Echo [8]. Platforma SmartThings de la Samsung este
similară cu cea de la Amazon, numărul dispozitivelor pe care le poate controla fiind în continuă
creștere, controlul lor fiind realizat prin intermediul aplicației Google Home sau prin intermediul
comenzilor vocale [8]. În cazul platformei dezvoltată de cei de la Apple, HomeKit , numărul de
dispozitive pe care le poate con trola este mai mic, iar pentru un control cât mai avansat este nevoie
de achiziționarea unui iPad , a unui te levizor Apple sau a unei boxe HomePod [8]. Ca orice sistem
electronic, pot exista și probleme de natură tehnică, de exemplu transmiterea unor date greșite, care
pot duce la execuția unor comenzi eronate.
În ciuda problemelor , de natură tehnică sau informat ică, care pot să apară, numărul
dispozitivelor care sunt conectate la această platformă este în creștere, aceste soluții inteligente
fiind adoptate , într -un număr cât mai mare, atât de in stituții private cât și publice.
1.2 Senzorii
Noțiunea de senzor este foarte întâlnită în ziua de azi, aceștia fiind utilizați în numeroase
dispozitive utilizate zilnic de către oameni. Un senzor este un dispozitiv care recepționează și
răspunde unui semnal sau stimul, iar traductorul este dispozitivul care convertește varia ția mărimii
neelectr ice, simțită de senzor, în mărime electrică [9].
Varietatea senzorilor existenți la ora actuală se extinde exponențial, existând apro ape pentru
orice mărime fizică, biologică sau chimică senzori care măsoară valorile respectivei mărimi. Putem
să definim o relație de dependență, pentru fiecare senzor, între mărimea măsurată de intrare Min și
o mărime de ieșire Mout. Cu ajutorul acestei r elații, putem să definim mărimea de ieșire Mout, care
depinde de mărimea de intrare Min, dar și de o serie de mărimi perturbative (P1,P2,..P 3) conform
ecuației (1 .1) [10].
𝑀𝑜𝑢𝑡=𝑓(𝑀𝑖𝑛,𝑃1,𝑃2,…𝑃3) (1.1)
Schema bloc de utilizare a unui senzor este prezentă în F igura 1.2.1 . Mărimea de intrare ce
trebuie măsurată este aplicată senzorului, care transmite un semnal blocului de condiționare. Sursa
de alimentare alimentează blocul de condiționare și senzorul, însă sunt cazuri în care unii senzori
nu necesită o tensiune de aliment are, cum ar fi termocuplul. Semnalul emis de blocul de
condiționare este transmis spre blocurile de utilizare, acestea putând fi indi catoare, în registratoare,
controlere sau blocuri de procesare [10].
Mărimea
de
măsurat
Senzor
Condiționare
de semnal
Sursă de
alimentare
Indicator
Înregistrator
Procesor
Controler
Figura 1.2.1 . Schema blo c de utilizare a unui senzor
11
2 Fundamentare teoretică
Din nevoia accentuată de automatizare a tuturor dispozitivelor din jurul nostru, proiectul își
propune implementarea unui sistem de numărare bidirecțională a persoanelor și de control automat
al luminii și temperaturii dintr -o încăpere . Toate datele citite de la senzorii de tem peratură, lumină
și senzorii infraroșii , sun t transmise microcontrolerului și sunt prelucrate pentru controlul
diferitelor periferice. Datele citite ș i prelucrate sunt afișate pe un display de tip LCD, fiind transmise
totodată și unei aplicații pe calculator, prin i ntermediul interfeței seriale U ART (Universal
Asynchronous Receiver and Transmitter). În cadrul acestui capitol se va face o prezentare generală
a compon entelor și interfețelor folosite în dezvoltarea proiectului.
2.1 Microcontrolerul
Încă de câ nd compania Intel a prezentat primul microprocesor, seria 4004, pe piață exista deja
o cerere de microcontrolere. Cipul TMS1802 de la Texas Instruments scos în aceeași perioadă, era
conceput pentru utilizarea în calculatoare, însă la sfârșitul anului 1971 era folosit în aplicații de
tipul caselor de marcat , ceasuri sau instrumente de măsură. Cipul TMS1000, care a fost introdus în
anul 1974, deja includea memorii RAM (random -acess memory) și ROM (read -only memory) și
pini de intrare -ieșire pe cip, acesta purtând denumirea de „microcomputer ”, chiar dacă putea fi
văzut ca un microcontrole r. Primul controler care a cunoscut un adevărat succes a fost Intel 8048,
care era integrat în tastaturile calculatoarelor, urmat de Intel 8051, și de seria de microcontrolere
68HCxx de la Motorola [11].
Un microcontroler este un calculator încorp orat într -un singur ci p, care conține o unitate
centr ală de prelu crare și un număr de periferice spre deosebire de un microprocesor, unde
perifericele sunt externe. Microcontrolerele mai poartă den umirea de „controler embedded”
deoarece acestea sunt incluse în alte dispozitive pentru a controla respectivul produs. Acestea sunt
dedicate unui singur proces, rulând un singur program specific care este salvat în memoria ROM
[12].
În ziua de azi producția de microcontrolere este foarte dezvoltată ajungând la miliarde de bucăți
pe an, motivul principal fiind integrarea lor în maj oritatea aplicațiilor și dispoz itivelor ce ne
înconjoară (cum putem observa și în Figura 2.1.1) [11]:
în aplicații casnice (cuptorul cu microunde, maș ina de spălat, mașina de fă cut cafea, …)
în domeniul telecomunicațiilor (telefoane mobile)
în industria auto motive
în industria aerospațială
în automatiz area industrială
Figura 2.1.1. Diversitatea aplicațiilor unde se utilizează microcontrolerele
12
Microcontrolerele se clasifică după mai multe criterii pentru a simplifica procesul de alegere
în funcție de necesitățile aplicației dezvoltate. Criteriile generale după care se face clasificarea vor
fi: în fu ncție de numărul de biți, de memoria program, de setul de instrucțiuni și de arhite ctură.
În funcție de numărul de biți , există microcontrolere pe [13]:
o 4 biți
o 8 biți
o 16 biți
o 32 biți
În fu ncție de memoria program microcontrolerele se clasifică în [13]:
o microcontrolere fără memorie program
o microcontrolere OTP (One Time Programmable) care se pot programa doar o
singură dată
o microcontrolere cu memorie ROM care sunt direct programate de fabricant
o microcontrolere cu memorie Flash, acestea pot fi programate de numeroase ori
fiind utile la dezvoltarea de prototipuri
În funcție de setul de instrucțiuni [11]:
o RISC (Re duced Instruction Set Computer): microcontrolerele din această
categorie au un set redus de instrucțiuni , cu un timp de execuție mai mic, folosit
în microcontrolerele AVR, Picmicro
o CISC (Co mplex Instruction Set Computer): microco ntrolerele din această
categorie au un set complex de instrucțiuni, cu un timp de execuție mai mare,
folosit în microcontrolerele din Seria ’51, Motorola
În funcție de arhitectură [11]:
o Arhitectura Von Neumann: în această arhitectură programul și datele ut ilizează
același spațiu de memorie și sunt accesate prin intermediul aceleiași magistrale
de date, existând riscul ca accesul la date sau la program să intre în conflict,
ducând la întârzieri nedorite
o Arhitec tura Harvard: în această arhitectură programul ș i datele sunt stocate
separat în memorie, fiind accesate prin magistrale de date diferite, eliminând în
acest fel riscul de la Von Neumann, însă este necesară o complexitate mai mare
a părții hardware.
În Figura 2.1.2 este reprezentată diagrama bloc a părților componente unui microcontroler.
Toate componentele sunt conectate prin intermediul unor magistrale, fiind integrate într -un singur
cip. Modulele se conectează cu dispozitivele externe prin intermediul pinilor de intrare -ieșire [11].
Figura 2.1.2. Schema bloc a unui microcontroler
Nucleul
procesorului
SRAM
EEPROM /
Flash
Modulul
Counter /
Timer
Pinii de
intrare /
ieșire
Modulul de
interfață
serială
Modulul
analogic
Controlerul
de
întreruperi
Magistrala internă
… …
13
În realizarea acestui proiect a fost ales microcontrolerul Atmega328P de la Microchip fiind
potrivit pentru multe aplicații emdedded. Este un microcontroler de putere mică cu o tehnologie
CMOS pe 8 biți, bazat pe arhitectura RISC , specifică controalelor AVR. Acesta are două
timere/numărătoare pe 8 biți, un timer/numărător pe 16 biți, 6 canale pentru generarea semnalului
PWM, 6 convertoare analog -numerice pe 10 biți, interfață seriala USART, întreruperi externe și
interne, 23 de pini programabili de intrare -ieșire și o memorie programabil ă Flash de 32Kbytes
[17].
În concluzie, un microcontroler este un procesor simplificat, echipat cu o memorie, timere, pini
de intrare -ieșire și alte componente periferice. Principalul motiv pentru care microcontrolerele s -au
dezvoltat foarte mu lt este economisirea de spațiu, prin integrarea tuturor componentelor într -un
singur cip, acest lucru ducând la timp și costuri de producție mai mici. Alte avantaje ale fo losirii
microcontrolerelor sunt: consumul redus de energie, fiabilitate ridicată și u șor de modernizat , fiind
avantaje important e în sistemele de tip „embedded”. În schimb, utilizarea unui microcontroler
pentru a rezolva o problemă care ar putea fi rezolvată și cu o so luție hardware, nu va avea a ceeași
viteză pe care soluția hardware poate să o ofere. Majoritatea aplicațiilor însă, mai ales cele c are
necesită intervenție umană, nu necesită timpi de reacție foarte ridicați , deci pentru aceste aplicații
un microcontroler este alegerea potrivită.
2.2 Convertorul Analog -Numeric
Un CAN (Convertor Analog -Numeric) (engl: ADC = Analog -to-Digital Converter ) generează
un nu măr de ieșire proporțional cu s emnalul analogic aplicat la intrare, care poate fi de regul ă, o
tensiune sau un curent. În F igura 2.2.1 este sim bolizat un CAN, cu ten siunea de intrare Vin și
numărul {A} obținut la ieșirea convertorului [14].
Figura 2.2.1. Simbolizarea CAN
Cele mai uzuale tipuri de convertoare analog -numerice în funcție de principiul lor de
funcționare sunt:
CAN paralel: este un convertor ultrarapid
CAN cu reacție: sunt convertoare cu viteză medie
o CAN cu numărare
o CAN cu urmărire
o CAN cu registru de aproximări succesive (RAS)
CAN indirecte: sunt convertoare lente
CAN combinate
o CAN serie -paralel
o CAN dublu -pas
o CAN sigma -delta
La baza acesto r convertoare stă principiul „ Eșantionează și Reține ” (engl: Sample and Hold),
care urmărește semnalul de intrare pe durata eșantionării și îl memorează pe durata reținerii.
Perioada eșantionării trebuie să fie cât mai scurtă posibil, în timp ce „reținerea” trebuie să acopere
timpul ne cesar conversiei analog -numerice [14]. Acest circuit are rolul de a menține constantă
tensiunea de la intr area CAN, pe durata conversiei.
CAN
…Vin
{A}
14
În Figura 2.2.2 este reprezentat principiul de funcționare a unui circuit „Sample and Hold”.
Comutatorul K este închis pe durata eșantionării, încărcând condensatorul CH la tensiunea de intrare
Vi. În starea de „reținere” comutatorul K este deschis și tensiunea de ieșire Ve își păstrează valoarea
avută la sfârșitul eșantionării. Cele două operaționale OA 1 și OA2, sunt două repetoare cu rolul de
adaptare de impedanță . Operaționa lul OA 1 asigur ă joasă impe danță pentru încărcarea rapidă a
condensatorului CH pe durata eșantionării, iar OA 2 asigură înalta impedanță pentru a preveni
descărcarea conde nsatorului CH pe durata „reținerii” [14].
Figura 2.2.2. Principiul de funcționare a unui circuit „Sample and Hold” [14]
Convertorul folosit în dezvoltarea acestui proiect este convertorul intern al microcontrolerului,
care este un CAN cu registru de aproximări succesive (RAS). Acest convertor are la bază un
algoritm de căutare binară. Tensiunea de intrare (VIN) este trecută printr -un circuit de „Sample and
Hold”. Pentru a implementa căutare a binară, un registru pe N biți este setat la mijlocul intervalului
de căutare inițial (adică are valoarea 1000…00, unde MSB -ul (most significant bit) este 1). În acest
mod tensiunea de ieșire a convertorului numeric -analogic (CNA), VCNA, are valoarea înjumătă țită a
tensiunii de referință VREF, aceasta fiind tensiunea de alimentare a CAN -ului. S e realizează o
comparare î ntre VIN și VCNA, pentru a stabili dacă tensiunea de intrare este mai mare sau mai mică
decât tensiunea de la ieșirea CNA. Dacă VIN este mai mare decât VCNA, atunci la ieșirea
comparatorului este un nivel logic „ high”, iar MSB -ul registrului ră mâne tot 1. În caz contrar, dacă
VIN este mai mică decât VCNA, atunci la ieșirea comparatorului este un nivel logic „low”, iar MSB –
ul registrului devine 0. Logica de control a convertorului SAR se mută la următorul bit din registru,
setându -l la 1, realizând o nouă co mparare. Această secvență conti nuă până când se ajunge la LSB
(least significant bit ). După terminarea secvenței , în registru găsim un număr pe n biți . Schema de
funcționare a convertorului cu registru de aproximăr i succesive este reprezentată în F igura 2.2.3
[15].
Registrul
pe N -biți
Logica
SARSample /
HoldIntrare
analogică VIN
VCNA
VREF CANComparator
Ieșire digitală-+
Figura 2.2.3. Schema de fun cționare a convertorului cu regi stru de aproximări succesive
15
2.3 Comunicația serială
Există foarte multe protocoale care au fost definite pentru a realiza tr ansmiterea de informații
însă, în general acestea pot fi definite în două categorii: paralele sau seriale. Comunicația paralelă
(Figura 2.3.2 ) transmite s au recepționează mai mulți biți de date în același tip, prin intermediul unor
magistrale de date cu 8, 16 sau mai multe fire. Comunicația serială (Figura 2.3.1 ) transmite sau
recepționează câte un singur bit de date, pe rând, și poate avea de la unu până la patru fire.
Transmițător
Receptor biți de date
Figura 2.3.1. Comunicația serială
Transmițător
Receptorb7
b6
b5
b4
b3
b2
b1
b0
Figura 2.3.2. Comunicația paralelă
Un set de date, într -un microcontroler, sunt dispuse sub formă paralelă pentru a facilita accesul
la fiecare bit . Când pachetul de date este pregătit pe ntru a fi transmis, „bufferul” de la ieșire
convertește datele din paralel în seri e, printr -un proces numit PISO (Parallel In Serial Out), primul
bit fiind MSB sau LSB, în funcție de protocolul folosit. În momentul în care datele sunt recepționate
de un alt microcontroler, acestea sunt conver tite din serie în paralel de un alt „buffer”, proces numit
SIPO (Serial In Parallel Out) [16].
Există mai multe moduri prin care se realizează comunicația serială (vezi Figura 2.3.3):
Simplex: în acest mod datele sunt transmise într -un singur sens, de la transmițător la
receptor
Half Duplex: transmit erea da telor se face în ambele sensuri, de la emițător la rec eptor
și invers, însă trebuie fă cută pe rând
Full Duplex: transmiterea datelor se face de la emițător la receptor și de la receptor la
emițător în același timp
Transmițător
Transmițător
Receptor
Transmițător
Receptor
Receptor
Receptor
Transmițător
Receptor
TransmițătorSimplex
Half Duplex
Full Duplex
Figura 2.3.3. Tipuri de transmisie serială
16
Pentru realizarea acestui proiect a fost folosită interfața de comunicație UART (Universal
Asynchronous Reciever Transmitter), care folosește două fire, unul pentru transmitere (TXD) și
celălalt pentru recepție (R XD) pentru comunicarea Half Duplex sau Full Duplex. UART nu este un
protocol de comunicație ci este un modul folosit pentru comunicația asinc ronă.
Există mai mulți parametri care trebuie configurați înainte de a începe transferul de date cu
acest tip de co municație, structura lor este prezentată în Figura 2.3.4 . [11].
…
Bitul de
startBiții de dateBitul de
paritate
Bitul
(biții) de
stop
Figura 2.3.4. Structura datelor
Bitul de start este un bit de sincronizare care este pus înainte de biții de date. Acest bit
marcheaz ă începutul transmisie i pachetului de date. Pentru a începe transmiterea datelor, linia de
transmise, care este ținu tă la o tensiune înaltă (nivel „high”), este trecută din n ivelul „high” în
nivelul „low”, și în acest mod receptorul începe să citească datele primite.
Biții de date reprezintă lungimea pachetului de date transmis, numărul de biți fiind diferit în
funcție de comunicația UART folosită. La microcontrolerele Atmega, de exemplu, se pot transmite
între 5 și 9 biți (9 biți dacă nu se folosește bitul de paritate , sau 8 dacă se foloseș te). În mod uzual
transmiterea datelor începe cu cel mai puțin semnificativ bit (LSB).
Utilizatorul poate selecta dacă există bitul de paritate sau nu, și dacă da, trebuie să selecteze
tipul de paritate: pară sau impară. Dacă paritat ea este setată ca fiind pară, atunci bitul de paritate
este 0 dacă numărul de biți de 1 din pachetul de date este un număr par . Dacă se selectează ca
paritatea să fie impară, atunci bitul de paritate este 1 dacă numărul de biți de 1 din pachetul de date
este un număr impar. În acest mod se poate face verificarea corectitudinii transmisiei de date, cu
precizarea că atât transmițătorul cât și receptoru l trebuie să aibă aceeași paritate selectată.
Bitul de stop marchează sfârșitul pachetului de date transmis. Utilizatorul poate alege dacă se
utilizează unul sau doi biți de stop , iar pentru a încheia transmiterea datelor, linia de transmisie este
ținută la un nivel „high”.
Un alt parametru important la transmisia de date serială este rata de transmisie sau „baud rate”,
care reprezintă viteza de transmisie măsurată în biți pe secundă (bps). Valorile ratei de transmisie
sunt cuprinse între 1200 și 115200, aceste valori fiind c alculate în funcție de frec vența oscilatorului
sistemului. La fel ca în cazul bitului de paritate și aici , receptorul și emițătorul trebuie să aibă
aceeași rată de transmisie setată.
Din punctul de vedere al semnalului, comun icația serială se realizează cu un semnal denumit
TTL (transistor -transistor logic). Aceste semnale sunt cuprinse între valorile de alimentare ale
microcontrolerului, uzual între 0V și 3.3V sau 5V, astfel un semnal de nivel maxim (3.3V sau 5V) ,
poate indica un bit de valoarea 1 sau un b it de stop, iar un semnal de nivel minim (0V) , poate indica
un bit de start sau un bit de valoarea 0 (vezi F igura 2.3.5) [18].
Figura 2.3.5. Semnalul TTL între 0 și 5V
Bitul
de
start1 0 1 0 1 0 1 0Bitul
de
stop5V
0V
17
Avantajele comunicației seriale UART:
Sunt necesare doar două fire pentru transmiterea datelor full duplex
Nu este necesar un semnal de ceas sau orice alt semnal de sincronizare
Prin intermediul bitului de paritate se verifică dacă datele au fost transmise corect
Dezavantajele comunicației seriale UART:
Viteza de transmisie este mai mică decât la comunicația paralelă
Lungimea secvenței de date este limitată
Parametrii de transmisie trebuie setați la fel, atât pentru transmițător cât și pentru
receptor, pentru ca transferul să fie efectuat cu succes
Există foarte multe periferice care pot comunica prin intermediul acestei interfețe , de amin tit
ar fi: ecrane LCD, diferiț i senzori, module GPS sau module Bluetooth.
2.4 Senzorii utilizați
Cum s-a specificat și în capito lul ante rior, domeniul senzorilor este în plină dezvoltare, fiind
utilizați în foarte multe domenii (industrie, medicină, construcții, industria spațială , domeniul
casnic , etc), în implementarea proiectului fiind folosiți 3 tipur i de senzori: senzori optici, senzor i
de temperatură și senzor i fotorezistiv i.
2.4.1 Senzori optici
Senzorii optici au capacitatea de a detecta și de a e valua diferite pro prietăți ale r adiației
luminoase precum intensitatea, frecvența, luminanța și fuxul luminos. Acești senzori, prin
intermediul unor detectori de lumină convertesc radiația luminoasă într-un semnal electric. Aceștia
au capabilitatea de a detecta r adiația electromagnetică într-un domeniu spectral destul de larg, fiind
detectate lu ngimile de undă de la infraroșu până la ultraviolet.
Mulți senzori fotovoltaici sau fotoconductivi, depind de interacțiunea dintre fotoni și rețelele
cristaline din semiconductori. Această interacț iune este cunoscută ca e fectul fotoelectric, fiind
introdus prima dată de Einstein în anul 1905. Efectul fotoelectric explică faptul că atunci când un
foton se lovește de suprafața unui conductor, gener ează un electron liber, afectând proprietatea
electric ă a materialului. În acest mod se pot determina proprietăți le luminii incidente [19].
Un dispozitiv extrem de folosit în senzorii optici este fotodioda. Aceasta este capabilă să
convertească radiaț ia luminoasă în curent electric putâ nd fi , în acest fel, detectată intensitatea
luminoasă. Fotodiod a este constituită dintr -o joncț iune p -n, la fel ca o diodă semiconductoare însă,
la fotodiodă, capsula per mite luminii să pătrundă în joncțiunea p -n. Când lumina cade pe senzor,
se generează electroni liberi, cur entul din circuit începând să crească considerabil. Acest curent nu
depinde de tensiunea aplicată, dar variază cu temperatura [19].
Se pot realiza senzori de detecție prin folosirea unui emițător (un dispozitiv care emite un
semnal luminos) și un receptor (un dispozitiv sensibil la radiația luminoasă). În funcție de poziția
emițătorului și al receptorului senzorii optici pot fi: retroreflexivi, difuzi sau în opoziție.
Senzorii retroreflexivi au plasați atât receptorul cât și emițătorul în aceeași carcasă, î n opoziție
fiind plasat un reflector. Lumina emisă de emițător este reflectată la receptor cu ajutorul
reflectorului. Detecția se realizează atunci când un obiect trece prin fața reflectorului și întrerupe
fascicolul de lumină, ca în Figura 2.4.1.1 .
Figura 2.4.1.1. Senzori retroreflexivi
EMIȚĂTOR
RECEPTOR
ObiectReflector
EMIȚĂTOR
RECEPTOR
Reflector
18
Senzor ii difuzi, ca senzorii retrorefle xivi, au emițătorul și receptorul în ac eeași carcasă. La
acești senzori se elimină nevoia unei suprafețe reflectoare deoarece un obiect este detectat dacă
reflectă o cantitate suficientă de lumină înapoi la receptor (vezi Figura 2.4.1.2). Distanța de detecție
depinde de factorul de reflexie al obiectului.
Figura 2.4.1.2. Senzori difuzi
Senzorii în opoziție a u emițătorul și recepto rul plasați separat, mon tați față în față, astfel încât
radiația lumi noasă transmisă de emițător să cadă direct pe receptor. Detecția unui obiect se
realizează prin întrer uperea fascicu lului de lumină de la emițător la receptor (vezi Figura 2.4.1.3) .
Acest tip de senzor este ideal pentru detecția obiectelor opace.
Figura 2.4.1.3. Senzori în opoziție
În Tabelul 2.4.1.1 sunt prezentate o serie de avantaje și dezavantaje ale celor trei tipuri de
senzori.
Tabelul 2.4.1.1. Avantaje și dezavantaje
Tipul de senzor Avantaje Dezavantaje
Retroreflexivi Distanța de detecție este mai
mare decât la cei difuzi
Aproape la fel de preciși ca
senzorii în opoziție Trebuie instalați în două
puncte: emițătorul și
receptorul într -o parte și
reflectorul în cealaltă
Distanța de detecție este mai
mică decât la cei în opoziție
Difuzi Modul de instalare este doar
într-un singur punct
Au cel mai mic preț Au precizia cea mai scăzută
Timpul de instalare este mai
mare
În opoziție Sunt cei mai preciși
Au cea mai mare dis tanță de
detecție Trebuie instalați în două
puncte: emițătorul într -o
parte și receptorul în cealaltă
parte
Au un cost un pic mai ridicat
În realizarea acestui proiect au fost aleș i senzorii optici de difuzi deoarece au nevoie de un
singur punct de instalare, nefiind nevoie de o precizie foarte ridicată. Emițătorul este un LED cu
infraroșu iar receptorul este o fotodiodă . Pentru a se realiza detecția unei persoane, aceasta trebuie
să treacă prin fața senzorului, făcând ca lumina emisă de LED să fie recepționată de fotodiodă.
EMIȚĂTOR
RECEPTOR
Obiect
EMIȚĂTOR
RECEPTOR
Obiect
EMIȚĂTOR
RECEPTOR
EMIȚĂTOR
RECEPTOR
19
2.4.2 Senzori de temperatură
Măsu rarea temperaturii constituie una dintre cele mai uzuale procese, senzorii de temperatură
având la bază mai multe principii de funcționare precum: variația rezistenței electrice cu
temperatura, generarea unei tensiuni termoelectromotoare, variația tensiuni i de polarizare a unei
joncțiuni semiconductoare cu temperatura, emisia de radiație electormagnetică (în domeniul
infraroșu de exemplu), modificarea dimensiunilor geometrice ale corpurilor cu temperatura [9].
Clasificarea senzorilor de temperatură [20]:
Senzori neelectrici:
o Temperatura se determină prin dilatarea lichidelor, solidelor sau a gazelor
La lichide temperatura crește o dată cu expansiunea lichidului (mercur,
alcool)
La solide (metale) sunt termometrele cu tijă
Gazele își măresc volumul o dată cu creșterea temperaturii, făcând ca
acul indicator să se miște (manometre)
Senzori electrici:
o Termocupluri, termorezistoare, termistoare, senzori integrați
Termocuplul este un senzor de temperatură neliniar, format din două fire din materiale diferite,
conectate în două puncte. Prin variația tensiunii termoelectromotoare care apare la contactul între
cele două materiale cu c oncentrații diferite ale purtăto rilor de sarcin ă, se poate calcula temperatura
aceasta fiind proporțională cu variația tensiunii. Acești senzori au o precizie scăzută, de la 0.50C
până la 50C, însă operează în cel mai lar g interval de temperatură, de la -2000C până la 17500C
[21].
Termorezist orul sau RTD (Resistance Temperature Detector), este un senzor a cărui rezistență
se modifică în funcție de temperatură. În mod uzual acest tip de senzor este format dintr -un fir de
platină înfășurat în jurul unui suport izolator din ceramică. Platina poate fi înlocuită cu nichel sau
cupru, însă stabilitatea scade . Termorezistoarele au ieșirea liniară, cu precizie ridicată, de la 0.10C
până la 10C, cu un interval de temperatură de la -2000C până la 6000C [21].
Termistorul este un senzor cu semiconductor, a căru i rezistență variază semnificativ cu
temperatura. Aceștia sunt de două tipuri în funcție de coeficientul de variație cu temperatura,
termistori NTC, dacă au un coeficient negativ și termistor PTC, dac ă au un coeficient pozitiv. Fiind
senzori cu semiconduct ori, domeniul temperaturilor de utilizare a aces tora este cupr ins între 1000C
și 2000C [9].
Pentru realizarea proiectului au fost aleși senzorii integrați de temperatură cu ieșirea analogică ,
fiind ușor de folosit iar proprietățile lor îndeplinesc cerințele cerute.
Senzorii integrați sunt de mai multe tipuri, având ieșiri diferite: ieșire în tensiun e, în curent, în
domeniul timp sau cu ieșirea digitală. Acești senzori au la bază un semiconduct or, de exemplu
dioda, și prin polarizare directă a joncțiunii p -n, se produce o variație a tensiunii cu temperatura,
aceasta fiind în jur de -2.2mV/0K. În multe cazuri se mai folosește și joncțiunea bază -emitor a unui
tranzistor bipolar care are colectorul legat la bază [9].
În dezvoltarea proiectului sunt folosiți senzorii cu ieșire în tensiune deoarece au o precizie
destul de ridicată, sunt liniari, operează în in tervalul de temperatură -550C până la 1500C, însă cel
mai important ava ntaj îl reprezintă ieșirea în tensiune care este calibrată în grade Celsius. Acești
senzori au o variație cu temperatura de 10mV/0C, deci la 250C la ieșire vor fi 250mV, fă când
conversia mult mai ușoară.
2.4.3 Senzori fotorezistivi
Senzorul fotorezistiv sau LDR (Light Dependent Resistor) , este un senzor a cărui rezistență
variază în funcție de intensitatea luminoasă. Acest senzor este realizat dintr -un material
fotoconductiv, deci în momentul în care intensi tatea luminoasă crește, rezistența materialului scade,
20
și când intensi tatea luminoasă scade, rezistența materialului crește. Materialele din care sunt
realizați acești senzori sunt: sulfura de cadmiu, sulfura de plumb sau antimoniul de indiu.
La întuneric, rezistența unui fotorezistor crește foarte mult, acesta atingând valo ri de sute de
kiloo hmi chiar câțiva megaohmi, iar la lumină rezistența scade până la câteva sute de ohmi. Relația
dintre intensi tatea luminoasă și rezistența materialului este reprezentată în Figura 2.4.3.1 [22].
Principiul de funcționare este următorul: dacă lumina incidentă depășește o anumi tă frecvență,
fotonii absorbi ți de semiconductor dau electronilor destulă ener gie să sară în banda de conducție.
Electronii liberi rezultați împreună cu golurile încep să co nducă , în acest fel rezistența se
micșorează. Valori le rezistenței și a sensibilității diferă de la un fotorezi stor la altul, în plus, p entru
fiecare material semiconductor răspu nsul spectral este diferit, în F igura 2.4.3. 2 fiind reprezent at
răspunsul spectral al sulfuri i de cadmiu [22].
Figura 2.4.3.1. Rezistența în funcție de gradul de iluminare [22]
Figura 2.4.3.2. Răspunsul spectral al sulfuri i de cadmiu [22]
Un fotorezi stor poate fi de două tipuri: intrinsec sau extrinsec. Un semiconductor intrinsec are
proprii lui purtători de sarcină, singurii electroni di sponibili în acești semicondu ctori fiind cei din
banda de valență. Pentru a se realiza conducția, fotonul trebuie să aibă destulă energie pentru a
excita electronii să treacă din banda de valență în ba nda de condu cție, peste banda interzisă.
Semiconductorii extrinseci sunt realizați dintr -un material cu i mpurități (dopat cu impurități) pentru
o eficiență crescută, în acest caz fiind nevoie de mai puțină energie ca sarcinile să fie transferate
între impurități și ba nda de valență sau de conducție [23] .
Senzorii fotorezistivi s unt folosiți în multe aplicații precum: controlul luminii stradale,
măsu rarea gradului de iluminare la aparatele de fotografiat , sisteme de alarmare (detector de
lumină), ceasuri exterioare etc.
21
2.5 Afișajul LCD
LCD -urile ( Lquid Crystal Disp lay) sunt dispozitive de ieșire folosite pentru prezentarea
informației într -o formă vizuală, fiind printre cele mai folosite moduri de a afișa informațiile unui
sistem construit în jurul unui microcontroler. Aceste afișaje se diferențiază prin tipul de ecran
folosit, mărimea ecranului și capacitatea de afișare a informațiilor. Cele mai folosite LCD -uri
pentru aplicațiile mici, sunt cu două sau patru rânduri, pe fiecare rând având la dispoziție de la 8
până la 40 de caractere.
LCD -ul este con struit dintr -o mat rice de cristale lichide c are sub acțiunea unui potențial își
schimba polarizarea, rezultând modificarea cantității de lumină. Lumina nu este produsă de cristale
ci de o sursă de lumină din spatele ecranului. Există dou ă metode de producere a imaginilor: m etoda
segmentelor (afișează caracterele folosind electrozi de forme specifice) și metoda matric ei (afișează
caract erele și imaginile folosind electr ozi în formă de puncte) (vezi Figura 2.5.1 ) [24].
Figura 2.5.1. Metoda seg mentelor și metoda matric ei
Există doi regiștri de 8 biți prin intermediul cărora se realizează scrierea pe LCD, registrul de
instrucț iuni, IR (Instruction Register) și registrul de date, DR (Data Register). Registrul de
instrucțiuni este folosit pentru a trimit e comenzi către LCD (inițializare, ștergere caracter, mutare
cursor, etc.), iar registrul de date se ocupă de salvarea date lor în cod ASCII, care vor fi afișate pe
LCD. Semnificația fiecărui pin este prezentată în Tabelul 2.5.1 [25].
Tabel 2.5.1. Semnificația pinilor
Numărul pinului Denumire Semnificație
1 VSS Masă
2 VCC Alimentare
3 VEE Ajustarea contrastului
4 RS Registru de selectare (comandă/
instrucțiune)
5 RW Registrul de scriere/ citire
6 E Validare
7-14 DB0 -DB7 Magistrala de date
15 LED+ Alimentare LED
16 LED – Alimen tare LED
Există două moduri de comun icație: pe 8 biți și pe 4 biți. A vantajul folosir ii comunicației pe 8
biți este acela că viteza de tran smisie este mai mare, însă la co municația pe 4 biți se folose sc mai
puțini pini. În cazul comunicației pe 4 biți se folosesc pinii de date de la DB4 la DB7. Tipul de
comunicație se alege în funcție de aplicație ș i de disponibilitatea pinilor microcontrolerului.
Pentru a transmite o comandă, pe pinul RS al LCD -ului trebuie trimisă comanda „0” , iar pe
pinul E trebuie aplicat un impul s de la „high” la „low” (de la „1” la „0”) . În cazul transmiterii
datelor , sigura difer ență este că pe pinul RS trebuie trimisă comanda „1” .
Deoarece în majorita tea cazurilor se scrie pe LCD și nu se citește de pe el, pinul RW poate fi
legat direct la masă pentru a indica sel ectarea instrucțiunii de citire.
22
2.6 Stabilizatoare de tensiune
Orice aparat electronic necesită o tensiune de alimentare constantă pentru a funcționa corect.
Din aces t motiv s-a intro dus s tabilizatorul de tensiune care are rolul de a menține tensiunea de ieșire
în limite foarte strânse (ideal constantă), indiferent de variațiile tensiunii de intrare, a curentului de
sarcină sau a te mperaturii. Indiferent de struc tura unui stabilizator, acesta poate fi simbolizat ca un
diport la care mărimea de ieșire depinde de mai mulți factori precum: tensiunea de intrare, rez istența
de sarcină, temperatura și de alte măr imi mai puțin importante [26].
Din structura unei surse de alimen tare care este formată din transformator, blocul redresor și
blocul de filtraj, fac e parte și stabilizatorul de tensiune, care poate fi realizat în două moduri [26]:
Primul mod de realizare se bazează pe capacitatea unor componente electronice de a
menține tensiunea c onstantă la bornele sale, indife rent de variația curentului (de
exemplu diodele Zener)
A doua metodă, care este și cea mai utilizată, se bazează pe fenomenul de reacție. Se
compară un eșa ntion din tensiunea de ieșire cu o tensiune de referință, prin interm ediul
unui comparator, și în funcție de rezultat, tensiunea de eroare rezultată acționează
asupra unui element de execuție cu rolul de a mări sau crește tensiunea de ieșire
Sunt o multitudine de tipuri de stabilizatoare , însă cele mai uzuale pentru aplicațiile mai simple
sunt stabilizatoarele integrate cu tensiune fixă (vezi Figura 2.6.1).
Stabilizator de tensiune
Tensiunea de
intrareTensiunea de
ieșireCondensator Condensator
Figura 2.6.1. Schema tipică a unui stabilizator de tensiune fixă
Aceste stabilizatoare au o serie de caracteristici [26]:
Tensiunea de ieșire este fixată intern și se garantează o precizie ridicată
În aplicațiile de bază nu necesită componente externe
Dispun de circuite de protecție la supra sarcină
Conțin circuite de menținere a funcționării tranzistoarelor serie în aria de siguranță
Asigură protecție la scurtcircuitarea ieșirii la masă pe o durată nedeterminată
23
3 Implemen tarea soluției adoptate
3.1 Introducere
În cadrul lucrării de licență am ales să implementez un sistem de control automat al ambientului
cu numărare bidirecțională a persoanelor. Consider că utilitatea acestui proiect este relevată de
cerinț a actuală a pieței, unde se dorește ca toate dispozitivele să fie controlate automat pentru un
confort cres cut și pentru un timp de răspuns scăzut . Sistemul aduce o serie de avantaje precum: este
complet automat, după instalare nu mai este nevoie de intervenție u mană, are un cost scăzut , fiind
util pentru economisirea de energie. Acesta poate fi implementat în birouri, diferite încăperi publice
sau în săli le de curs ale unei instituți i de învățământ.
Schema bloc a cir cuitului este reprezentată în Figura 3.1.1, circuitul fiind implementat în
programul Proteus 8 Professional pentru realizarea simul ărilor. P entru proiectarea cablajului
imprimat s -a folosit programul Or Cad 9.2, iar implementarea codului s -a realizat în programul
Atmel Studio.
Figura 3.1.1. Schema bloc a circuitului
După cum a fost specificat în capitolul anterior, microco ntrolerul folosit în implementarea
proiectului este Atmega328P de la Microchip. Circuitul se împarte în trei blocuri funcționale:
Numărătorul bidirecțional este implementat cu ajutorul a doi senzori IR, care au rolul
de a număra persoanele la intrarea lor în încăpere
Controlul temperaturii se realizează cu un senzor de temperatură și un ventilator
controlat de un driver, viteza ventilatorului fiind dependentă de temperatura ambientală
măsurată de senzor
Gradul de iluminare din încăpere este mă surat cu un senzor fotorezistiv și controlat prin
intermediul unui releu la care este conectat o sursă de lumină ( lampă ).
Microcontrolerul
Atmega 328P
Senzor de
temperatură
Senzor de
lumină
fotorezistiv
Senzor IR
intrare
Senzor IR
ieșire
Alimentare
5V/12V
LCD 20×4
Driver L 293D
Ventilator
Releu
Lampă
Modul
Bluetooth
Interfață PC
24
Toate informațiile legate de numărul de persoa ne, temperatura curentă sau gra dul de iluminare
sunt afișate pe un LCD, iar cu ajutorul modulului Bluetooth toate aceste informații sunt disponibile
și pe un calculator/laptop , afișate prin intermediul unei aplicații grafice. Schema completă a
circuitului este prezentată în Anexa 1.
3.2 Convertorul analog -numeric intern
Microcontrolerul Atmega328P dispune de 6 convertoare analog -numerice pe 10 biți, fiind
convertoare cu RAS. Modul de funcționare al acestor convertoare a fost explicat în capitolul
anterior, însă trebuie făcute completări privind funcționarea lor în cadrul acestui proiect.
Pentru tensiunea de referință a convertoarelor se folosește pinul AVCC (pinul 20), care necesită
conexiune externă către tensiunea de alimentare a microcontrolerului. Pentru a elimina zgomotul
care poate afecta conversia, la pin ul amintit se conectează o bobină de valoare 10µH și un
conde nsator de 100nF , iar pinul AREF (pinul 21) se leagă la masă cu un condensator extern de
100nF , conform Figurii 3. 2.1.
Figura 3.2 .1. Conectarea alimentării pentru CAN
Pentru inițializarea convertorului se folosește registrul ADMUX (registrul selectării
multiplexoare a convertoarelor) , structura lu i este prezentată în Tabelul 3.2 .1. [17].
Tabel 3.2 .1. Registrul ADMUX
Bit 7 6 5 4 3 2 1 0
Nume REFS1 REFS0 ADLAR – MUX3 MUX2 MUX1 MUX0
Valoare
inițială 0 0 0 0 0 0 0 0
Biții REFS1 și REFS0 se folose sc pentru a selecta tensiunea de referință a CA N-ului, conform
Tabelului 3.2 .2 [17]. Dacă acești biți se schimbă în timpul unei conversii, schimbarea va avea efect
după terminarea acesteia.
Tabel 3.2 .2. Selectarea tensiunilor de referință pentru CAN
REFS1 REFS0 Tensiunea de referință selectată
0 0 AREF, tensiunea Vref internă este oprită
0 1 AVCC cu un condensator extern la pinul
AREF
1 0 Rezervat
1 1 Tensiune de referință internă de 1.1V cu
un conde nsator extern la pinul AREF
L1
10uH
GNDGND
C1
100nF
C2
100nFVCC AREF
AVCC
25
După cum a fost specificat, se utilizează tensiunea de referință AVCC cu un condensator extern
la AREF, deci valoarea biților REFS1 și REFS0 trebuie să fie 0 și 1.
Bitul ADLAR influ ențează modul de scriere al rezultatului conversiei în registrul de date al
convertorului. Dacă se selectează 1 se a ranjează la stânga, iar dacă rămâne 0 rezultatul se aranjează
la dreapta. Dacă bitul se schimbă în timpul conversiei, datele vor fi rearanjate imediat în registrul
de date, indiferent dacă se execută o conversie sau nu. În cazul proiectului s-a decis ca da tele să fie
aranjate la dreapta , deci valoarea bitului ADLAR este 0.
Biții de la 3 la 0 se folose sc pentru selectarea convertorului folosit. De exemplu , dacă se citesc
datele de la ADC 0 (pinul 23) , atunci pe biții MUX3… 0 se va pune valoarea 0000. Configura ția
finală a registrului ADMUX va fi 01000000 câ nd se citește de la ADC0 (aici este conectat senzorul
de temperatură) și 01000001 când se citește de la ADC1 (la acest pin este conectat senzorul de
lumină).
Un alt registru folosit la inițializarea CAN -ului este registrul ADCSRA (registrul A de stare și
control al convertoarelor) , structura lui fiind prezentată în Tabelul 3.2 .3 [17].
Tabel 3.2 .3. Structura registrului ADCSRA
Bit 7 6 5 4 3 2 1 0
Nume ADEN ADSC ADATE ADIF ADIE ADPS2 ADPS1 ADPS0
Valoare
inițială 0 0 0 0 0 0 0 0
Bitul ADEN reprezintă bitul de pornire al convertoarelor. Dacă se selectează valoarea 1 at unci
se activează convertoarele iar dacă se selectează valoarea 0, convertoarele se dezactivează fără a
aștepta sfârșitul conversiei.
Pornirea conversiei se face prin punerea valorii 1 pe bitul ADSC. Acesta este reini țializat
automat cu valoarea 0 după fiecare conversie , fiind bitul folosit la verificarea finalizării conversiei
în implementarea codului programului . Puner ea valorii 0 pe a cest bit nu are niciun efect.
Frecvența cu care lucrează convertoarele trebuie să fie cuprinsă între 50 kHz și 200k Hz, aceasta
fiind obținută prin împă rțirea frecvenței oscilatorului la un factor de prescalare, obținut prin
selectarea biților ADPS2…0 (confo rm Tabelului 3.2.4) [17].
Tabel 3.2 .4. Selectarea factorului de prescalare
ADPS2 ADPS1 ADPS0 Factor de divizare
0 0 0 2
0 0 1 2
0 1 0 4
0 1 1 8
1 0 0 16
1 0 1 32
1 1 0 64
1 1 1 128
Frecvența oscilatorului fiind de 16MHz, factor ul de divizare trebuie ales 128 pentru ca
frecvența convertoarelor să fie în intervalul dorit, o bținându -se o frecvență de 125kHz. Deci
configurația finală a registrului ADCSRA, înainte de fiecare conversie, este 11000111.
3.3 Numărătorul bidirecțional
Scopul acestui circuit este de a realiza o numărătoare precisă a persoanelor dintr -o încăpere ,
fiind util pentru a ține evidența locurilor disponibile într-un birou sau a prezenței într-o sală de curs.
La intrarea unei persoane în încăpere contorul este incrementat , iar la ieșirea acesteia contorul este
26
decremen tat (de aici și denumirea de numără tor bidirecțional) , numărul persoane lor prezente fiind
afișat pe LCD. Schema electrică a numărătorului es te prezentată în Figura 3.3 .1.
Figura 3.3 .1. Schema elec trică a numărătorului bidirecțio nal
În circuit exi stă două perechi de senzori op tici difuzi, deci detecția unei persoane se realizează
în momentul când aceasta trece prin fața senzorilor. Fiecare pereche de senzor este formată dintr –
un led cu i nfraroșu (D4 și D6) cu rol de transmitere a rad iației luminoase (transmițător) și o
fotodiodă (D5 și D7) cu rol în captarea luminii transmise (receptor). Ieș irea celor doi senzori se
leagă la microcontroler (etichetele IR1 și IR2 din schemă) , fiind posibile două nivele logice, „low”
sau „high”. Când senzorul nu detectează niciun obstacol , lumina transmisă de led nu cade pe
fotodiodă, deci ieșirea senzorului o să fie pe un nivel logic „low”, iar în cazul unei întreruperi, adică
senzorul detectează un obstacol (persoană), fotodioda receptează lumina transmisă , astfel la ieșirea
senzorului o să fie un semnal pe nivel logic „high”.
Prin intermediul potențiometrelor (POT2 și POT3) se reglează sensibilitatea senzorilor, adică
distanța maximă la care un obi ect poate fi detectat. Comparatorul LM358 compară intrarea
neinversoare (unde este legat ă fotodioda ) cu intrarea inversoare (unde este legat potențiometrul ).
Când senzorul detectează o persoană, intrarea V+ o să fie mai mare decât intrarea V – deoarece
fotodioda captează lumina transmisă, iar ieșirea comparatorului o să fie egală cu tensiunea de
alimentare pozitivă (+5V). Când radiația luminoasă transmisă de ledul IR nu mai este captată de
fotodiodă, intrarea V+ o să fie mai mică decât intrarea V-, ieșirea comparatorului fiind egală cu
tensiunea de alimentare negativă (0V). Rezistența de 10kΩ în serie cu fotodioda are rolul de a limita
curentul prin aceasta . Ledurile D8 și D9 de la ieșirile comparatorului au rolul de indicatoare în
momentul în c are se realizează detecția.
Pentru ca microcontrolerul să nu facă o verificare continuă a ieșirii senzorilor, în acest fel
ocupându -se resursele, la partea de implementare a codului sunt folosite întreruperile pe pini și
anume întreruperile de schimbare a stării pinului. Această întrerupere se activează în momentul în
care starea unui pin se schimbă, adică în momentul detectării unei persoane.
Ieșirile celor doi senzori sunt legat e la pinii 4 și 5 ai portului C și conform foii de catalog, pe
acești pini se află întreruperile PCINT12 și PCINT13. Cei doi pini fac parte din regist rul PCMSK1,
conform Tabelului 3.3 .1 [17].
POT2
10kR10
10kD8
LEDVCC
D4
IR TRANSMITTERD6
IR TRANSMITTER
R9
100IR1
-+U5B
LM358/TO5
678 4
POT3
10kD9
LED R11
100IR2
R14
330-+U5A
LM358/TO3
218 4D7
IR RECIEVERD5
IR RECIEVER
GroundR13
330R12
10k
27
Tabel 3. 3.1. Structura registrului PCMSK1
Bit 7 6 5 4 3 2 1 0
Nume – PCINT14 PCINT13 PCINT12 PCINT11 PCINT10 PCINT9 PCINT8
Valoare
inițială 0 0 0 0 0 0 0 0
Pentru a selecta activarea unei între ruperi, trebuie pusă valoarea 1 pe unul din acești biți. În
foaia de catalog se mai specifică faptul că dacă se lucrează cu unul biții PCINT14…8, atunci bitul
PCIE1 din registrul PCICR (registrul de control al întreruperii pe pini) , trebuie și el activat (vezi
Tabel 3.3 .2 [17]).
Tabel 3.3 .2. Structura registrului PCICR
Bit 7 6 5 4 3 2 1 0
Nume – – – – – PCIE2 PCIE1 PCIE0
Valoare
inițială 0 0 0 0 0 0 0 0
Bitul PCIE2 trebuie activat în cazul în care se lucrează cu registrul PCMSK2, care conține biții
de între rupere de la PCINT23…16, bitul PCIE1 trebuie activat în cazul în care se lucrează cu
PCMSK1, care conține biții de întrerupere PCINT14…8, iar bitu l PCIE0 trebuie activat dacă se
lucrează cu PCMSK0, care conține biții de întrerupere PCINT7…0.
Pentru a detecta sensul de intrare al persoanelor, se evaluează care din cei doi senzori se
activează prima dată. Dacă senzorul legat la pinul 4 al portulu i C se activează primul, contorul este
incrementat (persoana a intrat în încăpere), iar în cazul în care primul care se activează este senzorul
legat la pinul 5 al portului C, atunci contorul este decrementat (persoana a ieșit din încăpere). Pentru
eliminarea cazului în care se realizează o detecție greșită, ambii senzori trebuie să se a ctiveze la
trecerea unei persoane pentru ca aceasta să fie contorizată .
3.4 Controlul temperaturii
Rolul acestui circuit este de a regla temperatura din încăpere prin controlul vitezei de rotație a
unui ventilator, în funcție de temperatura ambientală , afișată pe LCD. Senzorul citește temperatura
și o transmite microcontrolerului, iar acesta transmite un semnal PWM (pulse width modulation) ,
către un driver conectat la ventilator. Ventilatorul funcționează doar dacă sunt persoane în încăpere.
Schema circuitul ui este prezentată în Figura 3.4 .1.
Figura 3.4 .1. Schema electrică a circuitului pentru control ul temperaturii
U3
LM35/TO1 23VCC VOUTGND
C8
100nF
FAN2U4
L293D1
2
3
4
5
6
7
8 9101112131415161,2EN
1A
1Y
GND
GND
2Y
2A
Vcc2 3,4EN3A3YGNDGND4Y4AVcc1
+12ValiJ4
FAN1
2VCC
GNDTEMP
FAN1
28
Circu itul este împărțit în două blocuri funcționale : senzorul de temperatură și driver -ul ce
comandă ventilatorul. Senzorul de temperatură LM35, este un senzor integrat cu ieșire în tensiune,
despre care s-a vorbit în capitolul anterior. D e reami ntit ar fi că este un senzor liniar, cu ieșirea
calibrată în grade Celsius, având o variație a tensiunii de ieșire cu temperatura de 10mV/0C.
Driverul L293D este un driver în punte H duală, utilizat pentru controlul direcției și vitezei de
rotație a ventilatorului. Acesta are, conform foii de catalog, două punți H cu intrări separate de
comandă, diode interne de supresare pentru sarcini inductive, poate fi alimentat de la tensiuni
cuprinse între 4.5V și 36V și este folosit în comanda de motoare de curent continuu, motoare pas
cu pas sau pentru coma nda releelor. Pentru a contro la ventilatoru l, acesta fiind conectat la porțile
1Y și 2Y, pinul 1 al driver -ului (1,2EN) trebuie conectat la alimentarea de +5V. La pinul Vcc1 se
conectează alimentarea de +5V pentru circuitele interne ale driver -ului iar la pinul Vcc2 se
conectează alimentarea ventilatorului , care în cazul acesta este +12V. În funcție de semn alele
trimise pe pinii 1A și 2A, putem control a direcția de ro tație a ventilatorului. Pentru rot ația în sensul
acelor de ceasornic, pe pinul 1A trebuie trimis un semnal de comandă iar pe pinul 2A se trimit e
valoarea 0, iar pentru direcți a de rotație trigonometrică , pe pinul 1A se trimite valoarea 0, iar pe
pinul 2A un semnal de comandă.
Senzorul de temperatură se conectează la unul din tre convertoarele analog -numerice ale
microcontrolerului, iar cu ajut orul ecuației 3.1 se calculează codul ret urnat de CAN.
𝐶𝑜𝑑𝑢𝑙 𝐶𝐴𝑁 =𝑉𝐼𝑁
𝑉𝑅𝐸𝐹∗2𝑛 (3.1)
unde, Codul CAN reprezintă valoarea returnată de convertorul analog -numeric, VIN reprezintă
tensiunea de ieșire a sen zorului, VREF este tensiunea de refer ință (5V), iar n numărul de biți al
convertorului (10 biți).
Din ecuația 3.1 putem să obținem tensiunea de la ieșirea senzorului ( formula 3.2), aceasta fiind
folosită pentru a obține temperatura în grade Celsius. Știind că variația tensiunii cu temperatura
este 10mV/0C (deci la 100C tensiunea de ieșire o să fie 10 0mV), înseamnă că dacă tensiune a
rezultată din ecuația 3.2 este înlocuită în relația 3.3, se obține temperatura în grade Celsius.
𝑉𝐼𝑁=𝐶𝑜𝑑𝑢𝑙 𝐶𝐴𝑁 ∗𝑉𝑅𝐸𝐹
2𝑛 (3.2)
𝑇𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 (℃)=𝑉𝐼𝑁∗100 (3.3)
De exemplu pentru o tensiune rezultată în urma conversiei de 0.25mV, se obține 250C, valoare
adevărată conform variației tensiunii cu temperatura.
Pinul folosit pentru generarea semnalului PWM este pinul 1 al portului B, acest pin fiind legat
la intrarea 1A. Semnalul PWM este un semnal dreptunghiular, și în funcție de factorul de umplere ,
este controlată viteza ventilatorului. Cu cât factorul de umplere este mai mare (semnalul stă mai
mult în 1 decât în 0), cu atât viteza ventilatoru lui este mai mare. În Figura 3.4 .2 sunt reprezentate
câteva exemple de semnale PWM cu factorul de umplere diferit.
Figura 3.4 .2. Exemple de semnale PWM
PWM 50%
PWM 75%
PWM 25%
12341234123412341
0
1
0
1
0
29
Factorul de umplere reprezintă raportul între timpul cât semnalul este „on” împărțit la perioada
semnalului (timp „on” + timp „of f”), iar pentru a obține în pro cente, rezultatul trebuie înmulțit cu
100.
Pinul 4 al portului B aparține timerului 1, care este pe 16 biți, deci conform foii de catalog în
registrul OCR1A trebuie pusă o valoarea pe 16 biți c are corespunde cu factorul de umplere al
PWM -ului, valoare calculată cu formula 3 .4.
𝑂𝐶𝑅 1𝐴=𝑉𝑎𝑙𝑜𝑎𝑟𝑒 𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑢𝑚𝑝𝑙𝑒𝑟𝑒
100∗65536 (3.4)
De exemplu, pentru un factor de umplere de 50%, obținem valoarea 32768, care convertită în
hexazecimal este 8000.
Funcționarea ventilatorului este următoarea:
Dacă temperatura este mai mică de 180C, ventilatorul este oprit
Între 180C și 200C, factorul de umplere este de 35 % (viteză mică), deci valoarea în
registrul OCR1A este 6000
Între 200C și 250C, factorul de umplere este de 50% (viteză medie), deci valoarea în
registrul OCR1A este 8000
Între 250C și 300C, factorul de umplere este 75% (viteză mare), de ci valoarea în
registrul OCR1A este BFFF
Dacă temperatura este mai mare de 300C, factorul de umplere este 100% (viteză
maximă , semnal continuu ), valoarea în regi strul OCR1A este FFFF
3.5 Controlul luminii
Scopul acestui circuit este de a controla sursele de lumin ă dintr -o încăpere, în funcție de gradul
de iluminare care este afișat pe LCD . Cu ajutorul unui senzor fotore zistiv, LDR (light dependent
resistor), se măsoară gradul de iluminare, iar dacă acesta este sub un anumit prag , atunci
microcontrolerul trimite un semnal de comandă releului pentru a aprinde lampa . Contr olul lămpii
se realizează dacă există persoane în încăpere . Schema circuitul ui este prezentată în Figura 3.5 .1.
Figura 3.5 .1. Schema electrică a circuitului pentru control ul luminii
+12Vali
VCC
D3
1N4148LDR
L2
LDR1 2LS1
RELAY SPDT35
4
1
2
RELEU
GNDR7
100
+CAP_POL3
10uBEC1
12VDC1
2
Q2
BC548CR8
47kR6
10k
30
După cum a fost specificat în capitolul anterior, când gradul de iluminare este mare , rezistența
senzorului este foarte mică, iar când gradul de iluminare este scăzut, rezistența este foarte mare.
Din acest motiv senzorul a fost conectat în configurație de divizor de tensiune (ecuația 3.5 ) și astfel ,
tensiunea transmisă la CAN -ul micr ocontrolerului este mare când reziste nța senzorului are valoare
mare, deci este întuneric, iar ten siunea este mică atunci când rezistența senzorului are valoare mică,
deci este lumină.
𝑉𝑜𝑢𝑡=𝑅𝐿𝐷𝑅
𝑅𝐿𝐷𝑅 +𝑅6∗𝑉𝐶𝐶 (3.5)
unde, Vout reprezi ntă tensiunea transmisă microcontrolerului, RLDR rezistența senzorul ui, R6 este
rezistența de 10kΩ ce intră în configurația divizorului, iar VCC reprezintă tensiunea de alimentare
de +5V.
Valorile returnate de CAN în urma conversiei tensiunii vor f i între 0 și 1024 (fiind un convertor
pe 10 biți), 0 când este lumină puternică iar 1024 când este întuneric. Senzorul LDR e ste un senzor
cu toleranță mare și din acest motiv nu se poate afișa valoarea exactă a conversie i pe LCD, deci
trebuie făcute aproxi mări, valori le fiind afișate în procente (de exemplu , dacă rezultatul conversiei
este între 300 și 450 atunci gradul de iluminare este de 50% , conform Tabelului 3.5.1 ).
Tabel 3.5.1. Gradele de iluminare în funcție de rezultatul conversiei
Rezultat CAN Grad iluminare
mai mic de 65 100%
între 65-150 75%
între 150-300 65%
între 300-450 50%
între 450-550 35%
între 550-670 25%
între 670 -820 15%
mai mare de 820 0%
Condiția necesară ca lampa (sau sursa de lumină) să se aprindă este ca gradul de iluminare să
fie sub 50% . În acel moment microcontrole rul trimite un semnal de comandă releului pentru a
aprinde lampa . Curentul de ieșire pe fiecare pin este prea mic pentru a controla releul, deci este
nevoie de un circu it de amplificare în curent, re alizat cu o rezistență ( R8) și un tra nzistor bipolar
NPN ( Q2). Rezi stența bobinei releului, conform foii de catalog, este 240Ω, cu ajutorul ei fiind
calculat curentul de coman dă necesar, conform relației 3.6 .
𝐼𝐶=𝑉𝑎𝑙𝑖
𝑅𝑐𝑜𝑖𝑙 (3.6)
unde, IC este curentul de comandă, Vali este tensiunea de alimentarea a releului, în acest caz +12V,
iar Rcoil rezistența bobinei de 240Ω. În urma calculelor rezultă curentul de comandă ca fiind 50mA .
Pentru a calcula valoarea rezistenței R8, trebuie calculat curentul de bază al tranzistorului, cu
ajutorul e cuației 3.7 .
𝐼𝐵=𝐼𝐶
𝛽 (3.7)
unde, IB reprezintă curentul d in bază, IC curentul din colector care este și curentul de comandă
calculat, iar β este factorul de amplificare al tranzistorului, care pentru tranzistorul BC548C ,
conform foii de catalog, este aproximativ 500. În urma calculelor rezu ltă curentul de bază ca fiind
0.1mA.
31
Rezistența R8 se calculea ză conform e cuației 3.8 .
𝑅8=𝑈−𝑈𝐵𝐸
𝐼𝐵 (3.8)
unde, rezistența R8 este rezistența din baza tranzistorului, U este tensiunea de ieșire de la pinul
microcontrolerului care este aproximativ 5V, UBE este tensiunea bază -emitor a tranzistorului
(0.6V), iar IB este curentul de bază calculat. În urma calculelor rezultă o rezist ență de 44kΩ, cea
mai apropiată valo are standardizată fiind de 47kΩ.
Dioda D3, denumită și diodă de fugă, are rol de protecț ie la tensiunea inversă în momen tul în
care releul se deschide și lampa se stinge.
3.6 Microîntrerupătoarele
În acest circuit sunt conectate două microîntrerupătoare tact de tipul SPST -NO (vezi Figura
3.6.1), adică au două poziții, doar una fiind stabilă (poziția deschis). În acest circuit, butoanele au
rolul de a opri forțat ventilatorul sau lampa la apăsarea lor, la o a doua ap ăsare funcționalitatea
circuitelor revenind la normal. Schema de con ectare în circuit a celor două butoa ne este prezentată
în Figura 3.6 .2.
Figura 3.6 .1. Modul SPST -NO
Figura 3.6 .2. Modul de conectare în cirucit
La fel ca în cazul numărătorului, pentru a nu ocupa resursele microcontrolerului, pentru pinii
la care s -au conectat butoanele s -a activat întreruperea de schimbare a stării pinului. Conform foii
de catalog, portul B are rezistențe interne de pull-up, deci starea pinilor, dacă se activează
rezistențele interne , va fi în 1. Pentru a activa între ruperea starea pinului trebuie să treacă în 0, din
acest motiv butoanele sunt legate la masă. Butonul pentru oprirea ventilatorului este legat la pinul
4 iar butonul pentru s tingerea lămpii la pinul 5 și conform foii de catalog , acești pini aparțin
întrerupe rilor externe PCINT4 respectiv PCINT5, întreruperi care fac parte din registrul PCMSK0.
Pentru a selecta activarea unei între ruperi, trebuie pusă valoarea 1 pe cei doi biți. În foaia de
catalog se mai specifică faptul că dacă se lucrează cu unul biții PCINT7…0, atunci bitul PCIE0 din
registrul PCICR (registrul de control al întreruperii pe pini), trebuie și el activat.
La apăsarea unuia dintre cele două butoan e, pe LCD va apărea mesajul corespunzător butonului
apăsat, „Fan OFF” sau „Lamp OFF”, iar la a doua apăsare a acelui ași buton, mesajul este șters,
circuitul revenind la funcționalitatea lui normală.
3.7 Modulul Bluetooth
Pentru a ușura acce sul la datele citite de senzori și la controlul ventilatorului și al lămpi i, a fost
implementat în programul Visual Studio, o interfață de comunicație serială, în limbajul de
programare C#. Comenzile trimise prin intermediul programului de comunicație serială sunt
recepționate de modulu l Bluetooth și transmise microcontrolerului, prin intermediul comunicației
UART, iar acesta transmite înapoi modulului datele ceru te. Modul serial de comunicație UART a
Poziție stabilă Poziție cât timp se ține
apăsat
OFF2 OFF1SW2
FAN OFF1 4
2 3SW3
LAMP OFF1 4
2 3
32
fost explicat în capitolul anterior, iar schema de conectare a modului cu microcontrolerul este
prezentată în Figura 3.7 .1.
Figura 3.7 .1. Schema de conectare a modulului B luetooth cu microcontrolerul
Fiind folosită comunicația UART, pinul TXD (transmițătorul) de la microcontroler trebuie
conectat la pinul RXD (receptorul) de la modul, iar pinul RXD (re ceptorul) de la microcontroler
trebuie conectat la pinul TXD (transmițătorul) de la modulul B luetooth. Pinul RXD de la modul
este conectat print r-un divizor de tensiune la pinul TXD deoarece, conform foii de catalog a
acestuia, pe pinul RXD trebuie să fie o tensiune maximă de 3.3V, în timp ce pinul TXD de la
microcontroler oferă la ieșire 5V, prin divizarea tensiunii obținându -se nivelul dorit.
Modul de transmitere (sincron sau asincron), numărul de biți de date, biții de stop și tipul de
paritate se inițializează prin intermediul registrului UCSRnC (registrul de status și control n C) ,
structura acestuia fiind prezentată în Tabelul 3.7 .1 [17].
Tabel 3. 7.1. Registrul UCSRnC
Bit 7 6 5 4 3 2 1 0
Nume UMSELn1 UMSELn0 UPMn1 UPMn0 USBSn UCSZn1 UCSZn0 UCPOLn
Valoare
inițială 0 0 0 0 0 1 1 0
Prin intermediul bi ților UMSELn1 și UMSELn0 se alege modul de comunicare UART,
microcontrolerul Atmega328P având posibili tatea de a realiza și o comunicație sincronă, conform
Tabelului 3.7.2 [17].
Tabel 3.7 .2. Selectarea modului de comunicație
UMSELn1 UMSELn0 MODUL
0 0 USART asincron
0 1 USART sincron
1 0 Rezervat
1 1 Master SPI
Pentru a elimina necesitatea folosi rii unui ceas de sincronizare, a fost ales utilizarea modului
asincron, deci biții UMSELn1 și UMSELn0 vor rămâne selectați în 0.
Biții UPMn1 și UMPn0 se folosesc pentru a dezactiva sau a selecta tipului de paritate (vezi
Tabel 3.7 .3 [17]). Dacă tipul de paritate este selectat , transmițătorul va genera în mod automat și
va trimi te paritatea datelor transmise iar receptorul va genera paritatea datelor primite , și în cazul
nepotrivirii celor doi biți, se va activa bitul UPEn din registrul UCS RnA.
STATE
RXD
TXD
GND
VCC
ENR1
1k
R2
2kRXD
TXD
Microcontroler
GND+5V
33
Tabel 3.7 .3. Selectarea parității
UPMn1 UPMn0 Paritatea
0 0 Dezactivată
0 1 Rezervat
1 0 Activată, paritate pară
1 1 Activată, paritate impară
Pentru a selecta un bit de stop, trebuie pusă valoarea 0 pe bitul USBSn, iar pentru doi biți de
stop se sele ctează valoare a 1.
Prin inter mediul biților UCSZn1 și UCSZn0 se selectază dimensiunea pachetului de date
trimisă, valoarea implicită fiind de 8 biți (UCSZn1=1 și UCSZn0=1). Structura finală a biților din
registrul UCSRnC este 00000110, fiind aleasă o comunicație asincronă, fară biți de paritate, cu un
bit de stop, pachetul de date având dimensiunea de 8 biți.
Un alt registru folosit pentru comu nicația UART este registrul UCSRnB (registrul de status și
control n B), prin intermediul căruia se activează emițătorul, receptorul, întreruperile la recepție și
transmisie, structura acestuia fiind prezentată în Tabelul 3.7 .4 [17].
Tabel 3.7 .4. Registr ul UCSRnB
Bit 7 6 5 4 3 2 1 0
Nume RXCIEn TXCIEn UDRIEn RXENn TXENn UCSZn2 RXB8n TXB8n
Valoare
inițială 0 0 0 0 0 0 0 0
Biții RXCIEn și TXCIEn sunt folosiți pentru activarea întreruperilor la recepție respectiv la
transmisie. Pentru a activa aceste întreruperi trebuie scrisă valoarea 1 pe cei doi biți. Pentru recepția
comenzilor de la programul de interfață serială, bitul RXCIEn de recepție trebuie activat.
Trebuie activați și biții RXENn și TXENn pentru a putea realiza transmisia și recepția datelor
prin intermediul pinilor TXD și RXD.
În cei doi biți RXB8n și TXB8n se salvează cel de -al nouălea bit din pachetul de date în cazul
în care se selectează ca dimen siunea pachetului de date să fie de 9 biți, la recepție fiind salvat în
bitul RXB8n și la transmisie în TXB8n.
Structura finală a biților din registrul UCSRnB este 10011000, fiind activată întreruperea la
recepție și pinii de transmisie și de recepționare a datelor.
Pentru a putea selecta rata de transmis ie dorită (B aud rate ), trebuie calculată valoarea care
trebuie scrisă în registrul UBR Rn, cu f ormula 3.9 .
𝑈𝐵𝑅𝑅𝑛 =𝐹𝑜𝑠𝑐
16−𝐵𝑎𝑢𝑑 𝑟𝑎𝑡𝑒−1 (3.9)
unde, Fosc este frecvența oscilatorului (cristalului de cuarț) și Baud rate este rata de transfer aleasă
pentru transmisie.
Dacă frecvența oscilatorului este de 16MHz și rata de transfer este de 960 0 atunci se obține
valoarea 103 care trebuie pusă în registrul UBRRn, acesta fiind un registrul pe 16 biți, însă doar 11
biți sunt rezervați pentru valoarea calculată . Cei mai semnificativi 4 biți vor fi scriși în UBRRnH
și restul de 8 biți vor fi scriși în UBRRnL. Datele trimise și recepționa te vor fi stocate în registrul
pe 8 biți UDR0 , în el fiind recepționate comenzile trimise prin inte rfața serială la microcontroler și
datele trimise de m icrocontroler interfeței.
În Figura 3.7 .2 este prezentat ă interfața programului de comunicație serială. În cadrul blocului
de opțiuni „COM Port P roperties ” se aleg aceleași date configurate în regiștrii microcontrolerului,
rata de transfer, numărul de biți de date, numărul biților de stop și tipul de paritate, iar opțiunea
„COM Port” reprezintă portul serial al calculatorului la care se conectează modulul Bluetooth.
34
Figura 3.7 .2. Programul de comunicație serială
La apăsarea unuia din butoanele „Get Counter”, „Get Temperature” sau „Get Illumination”,
sunt preluate datele trimise de la microcontroler cu numărul de persoane, temperatura curentă sau
gradul de iluminare, fiind aceleași date afișate și pe LCD.
Dacă se a pasă butonul „Stop Fan”, ventilatorul se oprește și apare mesajul „Fan OFF”, atât în
caseta de text corespunzătoare cât și pe LCD (la fel și la apăsarea butonului „Stop Lamp” ).
Butoanele „Fan State” și „Lamp State” sunt folosite pentru a verifica dacă cele două au fost opri te
forțat, prin intermediul but oanelor de pe placă . Dacă au fost oprite , vor fi transmise mesajele de pe
LCD „Fan OFF” respec tiv „Lamp OFF”, însă, în cazul în care nu au fost apăsate butoanele, se vor
șterge mesajele existente în casetele text.
Pentru conectarea la modulul B luetooth de pe placă se apasă b utonul „Connect” iar la
deconec tare se ap asă butonul „Disconnect”.
3.8 Afișajul LCD
Numărul de persoane din încăpere, temperatura curentă și gradul de iluminare, sunt af ișate pe
un LCD (Lquid Crystal Display) cu 4 rânduri și 20 de caractere. Modul de funcționare al unui LCD
a fost explicat în capito lul anterior. Comunicația cu microcontrolerul se realizează pe 4 biți ,
avantajul fiind utiliz area un număr mai mic de pini, dar cu o viteză de comunicație mai mică.
Schema de conectare a LCD -ului în circu it este prezentată în Figura 3.8 .1.
Figura 3.8 .1. Conectarea LCD -ului în circuit
Pentru a putea comunica pe 4 biți, datele și comenzile trimise de la microcontroler la LCD
trebuie împărțite în două jum ătăți, întâi se trimit cei mai semn ificativi 4 biți și după , următorii 4
biți.
1
R1
10k
R2
220Ω +5V
+5VLCDPB3
PB0
PD4
PD5
PD6
PD7
Microcontroler
35
Conform foii de catalog, sunt câteva comenzi care trebuie trimise pentru a inițializa LCD -ul.
Pentru inițializarea comunicației pe 4 biți trebuie trimisă comanda 02h, comanda 28h inițializează
cele 2 linii ale LCD -ului, prima linie se continuă cu a treia , și a doua cu a patra, pentru a aprinde
display -ul fără cursor se transmite comanda 0Ch și pentru a goli ecranul se trimite comanda 01h.
Prima linie are adresele caracterelor cuprinse între 80h și 93h, a doua linie între C0h și D3h, a
treia linie este în co ntinuarea primei linii deci primul caracter începe de la adresa 94h până la adresa
A7h, iar a patra linie este în continuarea celei de -a doua linii, deci primul caracter începe de la
adresa D4h până la adresa E7h.
Pentru trimiterea unei comenzi , bitul RS este în 0 pe bitul E fiind transmis un imp uls de la
„high” la „low”, iar pentru transmit erea unui caracter , bitul RS es te 1 pe bitul E fiind transmis
același impuls. Comunicația pe 4 biți diferă de cea pe 8 biți prin faptul că aceste comenzi treb uie
realizate pentru fiecare pachet de câte 4 biți, deci trecerea bitului E din „high” în „low” se realizează
de două ori.
3.9 Circuitul de alimentare
Circuitele electron ice au nevoie de tensiuni continue la intrare, acestea fiind obținute cu
ajutorul circuite lor de conversie a tensiunii alternative de la rețeaua electrică în tensiune continuă.
Pentru conversie se folosește un transformator, un bloc de redresare, un bloc de filtrare și un
stabi lizator. A fost eliminat ă nevoia proiectării circuitului de conversi e pentru proiect , fiind folosi t
un alime ntator de 12V, ca în Figura 3.9 .1 [27].
Figura 3.9 .1. Alimentator de 12V
Alimentatorul are o tensiune de 12V, cu un curent maxim furnizat de 1A, utilizat pentru
alimentarea întregului circuit, conectarea acestuia fiind real izată prin inter mediul unui con ector de
alimentare (Figura 3.9 .2 [27]).
Figura 3.9 .2. Conectorul de alimentare
Tensiunea de 12V este folosită pentru alimentarea driver -ului care controlează ventilatorul și a
releului care controlează lampa. Pentru restul componentelor este nevoie de o tensiune de 5V.
Pentru a obține această tensiune se folosește un stabilizator de tensiune ce realizează conversia
tensiunii de la 12V la 5V. Schema completă a circuitului de alimentare este reprezentată în Figura
3.9.3.
36
Figura 3.9 .3. Schema circui tului de alimentare
J1 reprezintă conectorul de alimentare prezentat anterior. Sw1 este un microîntrerupător de tip
DPDT, având două poziții stabile, poziția „off” în care circuitul de alimentare este oprit și poziția
„on”, când se alimentează tot circuitul.
Tranzistorul Q1 este un MOSFET cu canal P, cu rol de protecție în cazul în care circuitul se
alimentează cu o tensiune negativă. Pentru funcționarea corectă a tranzistorului, trebuie verificați
o serie de parametri din foaia de catalog , precum tensiunea grila -sursă ( VGS) specificată trebuie să
fie mai mare decât tensiunea de alimentare a circuitului , rezistența drenă -sursă ( rDS(on) ) să fie cât
mai mică, iar ten siunea de alimentare să fie mai mare decât tensiune de prag grilă sursă ( VGS(th)).
Pentru tranzistorul IRF4905, tensiunea VGS maximă este 20V, rDS(on) este 0.02Ω iar VGS(th) este -4V,
toate acestea fiind potrivite pentru tensiunea de alimentare de 12V.
Condensatoarele au rolul de stabilizare și de filtrare pentru stabili zatorul LM7805. Este un
stabilizator integrat despre care s-a vorbit în capitolul anterior. Dioda D2 legată la terminalele
stabiliz atorului are rol de protecție pentru tensiune inversă.
Aprinderea ledului indică funcționarea circuitului , rezistența plasată în serie cu ledul are rol de
limitare a curentului.
3.10 Oscilatorul extern
Oscilatorul joacă un rol foarte important în circuit, deoarece cu ajutorul acestuia se generează
viteza cu care se execută instrucțiunile, se stabilește rata de transmisie a comunicaț iei seriale, indică
timpul necesar pentru executarea unei conversii analog -numerice. Microcontrolerul Atmega328P
are un oscilator intern de 8MHz, însă pentru o stabilitate mai mare se recomandă folosirea unui
oscilator extern. Conform foii de catalog, pini i la care se leagă cristalul de cuarț sunt XTAL1 (pinul
9) și XTAL2 (pinul 10), fiind nevoie și de dou ă condensatoare (vezi Figura 3.10 .1), pentru o mai
bună stabilitate și pentru filtrarea zgomotului. În cadrul acestui proiect a fost folosit un cristal de
cuarț cu frecvența de 16MHz și două condensatoare ceramice de 22pF.
Figura 3.10 .1. Conectarea oscilatorului extern
C2
100uC1
100nC3
100uC4
100nR1
1k
LED
GNDGND+12V+5V
J1
Q1D2
1N4001
Sw1
C1
C2Y1
GNDXTAL 1 (PB6)
XTAL 2 (PB7)
GND
37
3.11 Proiectare a PCB -ului
Placheta electronică a fost proiectat ă în programul OrC ad 9.2, pe două straturi electrice cu
grosimea de 35µm, fiind despărțite de un dielectric (strat izolator) FR-4, fiind material pe bază de
fibră de sticlă și rășini epoxidice cu proprietăți ignifuge . Grosimea totală a plăcii este de 1.6mm,
lungimea fiind de 165mm iar lățimea de 110mm. Toate componentele au fost plasate pe stratul
TOP, rutarea fiind făcută pe ambele fețe.
Toate componentele sunt cu inserție prin placă (THD – through -hole device), pentru a simplifica
procesul de lipire și pen tru o eventuală depanare ulterioară . Diametr ul găurilor diferă de la o
componentă la alta, fiind calc ulat cu ajutorul ecuației 3.10 [28].
𝐷𝐻=(𝐷𝐿+2𝑇𝑃)∗𝑘 (3.10)
unde, DH reprezintă diametrul total al găurii, DL este diametrul pinului componentei obținut prin
măsurare sau din foaia de catalog, TP reprezintă grosimea stratului de metal din interiorul gă urii
(dacă grosimea nu se cunoaște se utilizează 0.0254mm), iar k este un factor de toleranță cuprins
între 1.05 și 3 (este recomandat să se folosească valoarea 1.5).
După calcularea dimensiunii gă urii, trebuie calculată dimensiunea pad -ului. Diferența dintr e
diame trul pad -ului și diametrul gău rii poartă denumirea de „annular ring”. Aceasta reprezintă
suprafaț a de lipire a pinului. C u cât diametrul pad -ului este mai mare cu atât suprafața este mai
mare. Dacă pad -ul este prea mare atunci necesită o temperatură de lipire mai ridicată , iar dacă este
prea mic poate cauza o lipire slabă și poate fi foarte ușor deteriorat de căldură sau de s tres mecanic,
existând riscul să fie ridicat de pe placă. Diametrul recomandat la p ad-ului se calculează folosind
ecuația 3.11 [28].
𝐷𝑃=𝑎+2𝑏+𝑐 (3.11 )
unde, DP reprezintă diametrul pad -ului, a reprezintă dimensiunea gă urii finale ( a=DH-2TP), b este
valoarea minimă cerută pentru „annular ring” conform Tabelului 3.11.1 [28], iar c reprezintă
toleranțele standard de fabricație, conform Tabelului 3.11.2 [28].
Tabel 3.11.1. Valorile minime pentru „annular ring”
Interior Exterior
Mils 1 1
Milimetri 0.025 0.05
Tabel 3.11.2. Toleranțele standard de fabricație
Nivelul A Nivelul B Nivelul C
Mils 16 10 8
Milimetri 0.40 0.25 0.20
Toate circu itele explicate în cadrul acestui capit ol au fost plasate pe blocuri funcționale pentru
o mai bună organizare a PCB -ului. Rutarea traseelor s -a realizat respectând to ate regulile pentru
compatibili tate electromagnetică. Stratul electric TOP a fost folosit pentru rutarea traseelor de
semnal, iar stratul BOT pentru traseul de alimentare și planul de masă. Pentru a evita fol osirea
găurilor de tip via, trei trasee de semnal au fost rutate pe BOT și un traseu de alimentare pe TOP.
Cele două straturi se pot observa în Figura 3.11.1.
38
Figura 3.11.1. Straturile electrice TOP respectiv BOTTOM
Dimensiunea traseelor de semnal este de 0.4mm, în timp ce traseul de alimentare este de 1mm,
putând să suporte un curent de 1A. Grosimea mai mare pentru traseul de alimentare ajută la
reducerea inductanței. Spațierea g lobală între trasee, între un traseu și o gaură via, între un traseu
și un pad, între două găuri via, între o gaură via și un pad și între două pad -uri es te de 0.65mm atât
pe TOP cât și pe BOT. Dimensiunea celei mai mai gă uri este de 3.2mm, în timp ce cea mai mică
este de 0.7mm pentru gaura de tip via.
Condensatorul pentru filtrare a tensiunii de 5V a fost amplas at cât mai aproape de pinul de
alimentare al microcontrolerului. Pe același principiu s -au amplasat și bobina și condensatorul de
la alimentarea convertoarelor interne. Cristalu l de cuarț a fost plasat cât mai aproape de
microcontroler, condensatoarele fiind plasate între cele două componente pentru o mai bună filtrare .
În figura 3.11.2. este prezentat PCB -ul cu blocurile funcționale, putând fi asemănat cu schema
bloc a circuitului reprezentată la începutul capitolului.
Figura 3.11.2. Împărțirea PCB -ului în blocuri funcționale
AlimentareaLCD
Numărătorul
bidirecționalConrolul
temperaturii
Controlul
luminiiMicrocontrolerul
Butoanele
Modulul
Bluetooth
39
4 Rezultate experimentale
Simularea funcționalității circuitului este realizată în programul Proteus, acesta fiind util pentru
circuitele cu microcontrolere. Programul nu oferă posibilitatea simulării circuitelor cu senzori
optici, deci pentru implementarea numărătorului bidirecțio nal au fost folosite două butoane de tip
logic state. Acestea simulează impulsul primit de microcontroler la detectarea unei persoane,
același impuls fiind primit de la comparator în cazul circuitului practic . Schema circuitului de
simulare este prezentată în Figura 4.1.
Figura 4.1. Simularea schemei propuse pentru implementarea practică
După cum se poate observa , din parametrii afișați în figura de mai sus, numărul persoanelor
din încăpere este diferit de 0 , deci circuitele de control (driver -ul și releul) primesc semnale le de
comandă de la microcontroler. Temperatura indicată de senzor este de 280C care este aceeași cu
temper atura citită de microcontroler, deci conversia analog numerică se realizează corect,
ventilatorul fi ind comandat de un semnal PWM cu factorul de umplere de 75%. Verificarea
corectitudinii generării semnalului PWM se realizează prin conectarea unui osciloscop la pinul 1 al
portului B , ca în Figura 4.2.
Figura 4.2. Conectarea osciloscopului
40
Pentru a verifica dacă circuitul practic funcționează la fel ca și cel simulat, au fost preluate
formele de undă ale semnalul ui PWM cu ajutorul osciloscopului Tektronix 2024B , prin intermediul
programului NI LabView SignalExpress Tekt ronix Edition. F ormele de undă , atât cele simul ate cât
și cele practice, ale semnalului PWM cu factorul de umplere de 35 % obținut pentru temperaturi
cupri nse între 18 și 20 de grade Celsius, sunt reprezentate în Figurile 4.3 și 4.4.
Figura 4.3. Semnalul PWM simulat cu factorul de u mplere 35 % – aferent gamei de
temperaturi între 180C și 200C
Figura 4.4. Semnalul PWM măsurat cu factorul de u mplere 35 %
În simulare nu s-a putut obțin e aceeași tensiune de ieșire ma ximă de 12V ca la semnalul
măsurat, nici aceeași perioadă, programul având valori standard. Știin d că factorul de umplere se
calculează folosind formula (4.1) , se poate verifica dacă semnal ele au fost generate cor ect.
𝐷𝐹=𝑇𝑜𝑛
𝑇𝑜𝑛+𝑇𝑜𝑓𝑓∗100 (4.1)
unde, DF reprezintă factorul de umplere, Ton reprezintă perioada cât semnalul este pe 12V, iar Toff
cât timp semnalul este pe 0, suma lor reprezentând perioada semnalului.
Factorul de umplere al semna lului PWM simulat , știind că perioada semnalului este 135ms:
𝐷𝐹=50𝑚𝑠
135 𝑚𝑠∗100 =37.03%
Factorul de ump lere al semnalului PWM măsurat , știind că perioada semnalului este 8.1ms:
𝐷𝐹=2.9𝑚𝑠
8.1𝑚𝑠∗100 =35.80%
Se observă că în cazul simulării valoarea obținută este mai mare cu două procente decât
valoarea dorită spre deosebire de circuitul real, unde s -a obținut exact valoarea propusă.
Când temperatura este cuprinsă între 20 și 25 de grade Celsius, atunci viteza este medie,
factorul de umplere al semnalului PWM fiind de 50%. În Figura 4.5 este reprezentat ă forma de
undă a semnalului PWM în urma simulării, iar în Figura 4.6 este forma sem nalului PWM măsurat.
Voltage (V)
Time (s)5V
0V
50ms
41
Figura 4.5. Semnalul PWM simulat cu factorul de umplere 50% – aferent gamei de
temperaturi între 200C și 250C
Figura 4.6. Semnalul PWM măsurat cu factorul de umplere 50%
Factorul de umplere al semnalului PWM simulat, știind că perioada semnalului este 135ms:
𝐷𝐹=67𝑚𝑠
135 𝑚𝑠∗100 =49.62%
Factorul de umplere al semnalului PWM măsurat, știind că perioada semnalului este 8.1ms:
𝐷𝐹=4𝑚𝑠
8.1𝑚𝑠∗100 =49.38%
În acest caz ambele valori , atât cea simulată cât și cea măsurată, sunt foa rte apropiate de
valoarea factorului de umplere propus.
Dacă temperatura este cuprinsă între 25 și 30 grade Celsius, atunci factorul de umplere al
semnalului PWM este 75%. În F igura 4.7 este reprezent at semnalul PWM simulat iar în F igura 4.8
este reprezentat semnalul PWM măsurat.
Figura 4.7. Semnalul PWM simulat cu factorul de umplere 75% – aferent gamei de
temperaturi între 250C și 300C
Factorul de umplere al semnalului PWM simulat, știind că perioada semnalului este 135ms:
𝐷𝐹=98𝑚𝑠
135 𝑚𝑠∗100 =72.59%
Voltage (V)
Time (s)5V
0V
50ms
Voltage (V)
Time (s)5V
0V
50ms
42
Figura 4.8. Semnalul PWM măsurat cu factorul de umplere 75%
Factorul de umplere al semnalului PWM măsurat, știind că perioada semnalului este 8.1ms:
𝐷𝐹=6𝑚𝑠
8.1𝑚𝑠∗100 =74.07%
Valorile obținute în acest caz diferă de valoarea dorită a factorului de umplere atât pentru
circuitul simulat , cu trei procente , cât și pentru circuitul real , cu un procent.
La o temperatură mai mare de 300C viteza ventilatorului este maximă, deci factoru l de umplere
al semnalului PWM o să fie 100% ceea ce înseamnă că se obține o tensiune continuă. În F igurile
4.9 și 4.10 este reprezentată trecerea de la factorul de umplere de 100% la 75% pentru o mai bună
analiză.
Figura 4.9. Trecerea de la 100% la 75% a factorului de umplere
pentru semnalul simulat – pentru temperaturi mai mari de 300C
Figura 4.10. Trecerea de la 100% la 75% a factorului de umplere
pentru semnalul măsurat
Gradul de iluminare este mai mic de pragul de 50%, deci microcontrolerul trimite un semnal
de comandă că tre releu pentru a aprinde lampa . În Figura 4.11 este reprezentat semnalul de
coman dă simulat, prin legarea osciloscopului din Figura 4.2 la pinul micr ocontrolerului legat în
baza tranzistorului, iar în Figura 4.12 este semnalul de comandă obținut cu osciloscopul
Tektronix2024B , măsurat pe placă.
Voltage (V)
Time (s)5V
0V
50ms
43
Figura 4.11. Semnalul de comandă simulat pentru releul ce controlează lampa
Figura 4.12. Semnalul de comandă măsurat pentru releul ce controlează lampa
După cum se poate observa în ambele cazuri , când lampa este stins ă tensiunea pe pinul
microcontroler ului este 0, iar în momentul în care gradul de iluminare scade, lampa se aprinde prin
trimiterea de către microcontroler, a unui semnal continuu de 5V .
La circuitul de numărare, după cum a fost explicat în capitolul anterior, în momentul în care se
face detecția unei persoane , ieșirea comparatorului o să fie egală c u tensiunea de alimentare pozitivă
pentru o scurtă perioadă de t imp. În Figura 4.13 este reprezentată forma de undă a circuitului
simulat prin butonul de tip logic s tate, pentru a putea face com parația cu forma de undă de la ieșirea
compa ratorului (Figura 4.14) din circuitul real.
Figura 4.13. Semnalul simulat al numărătorului
Figura 4.1 4. Semnalul de la ieșirea comparatorului
Voltage (V)
Time (s)5V
0V
50ms
Voltage (V)
Time (s)5V
0V
50ms
44
Se observă că la ieșirea comparatorului este o tensiune maximă de 3.5V și nu de 5V ca în cazul
simulării, deoarece amplificatorul operațional LM358 nu este de tipul rail -to-rail, adică tensiunea
maximă de la ieșire nu este egală cu tensiunea de alimentare a acestuia.
La apăsarea unuia din cele două butoane de control , pe LC D apar mesajele „Lamp OFF”
respectiv „Fan OFF”, făcând ca atât ventilat orul cât și lampa să se oprească , conform Figurii 4.1 5.
Figura 4.1 5. Funcționarea circuitului la apăsarea butoanelor
S-au păstrat aceeași parametri ca în Figura 4.1, dar pentru că au fost apăsate butoanele nici
ventilatorul nici lampa nu funcționează. Același lucru se întâmpla și în cazul în care contorul
persoanelor este 0.
Pinii la care sunt con ectați butoanele au o rezistență internă de pull -up de valoar e minimă 20kΩ
și maximă de 50kΩ , deci pentru a activa întreruperea de stare , pinul trebuie adus în 0. În Figura
4.16 este reprezentată semnalul simulat de la pinul la care este legat butonul, iar în Figura 4.1 7 este
reprezentat semnalul din circuitul fizic.
Figura 4.1 6. Semnalul de comandă al microîntrerupătorului în circuitul simulat
Voltage (V)
Time (s)5V
0V
50ms
45
Figura 4.1 7. Semnalul de comandă al microîntrerupătorului în circuitul fizic
Se observă că în ambele cazuri semnalul este pe 5V, iar în momentul apăsării butonului
semnalul trece pe 0V, fiind activată întreruperea de schimbare a stării. Perioada cât timp semnalul
stă pe 0V depinde de timpul cât se ține apăsat butonul .
Verificarea funcționali tății circuitului practic a fost realizată inițial pe o placă de test iar
prototipul final a fost imp lementat pe o plachetă electronică proiectată și realizată practic. În Figura
4.18a este prezentată plachet a electronică iar în Figura 4.18 b placa de test.
(a) (b)
Figura 4.1 8. Circuitul practic:
a) pe placheta electronică; b) pe placa de test
Placa de test a fost implementată cu ajutorul unei plăci Arduino, dar a fost programată tot în
mediul de programare Atmel Studio , fiind folosită doar pentru a facilita ac cesul la pinii
microcont roler ului.
Se poate observa că în ambele cazuri ventilatorul este pornit, contorul fiind mai mare decât 0,
iar lampa este oprită deoarece gradul de iluminare nu este sub 50%. Diferența citirii t emperaturii
între cele două imp lementări este de unu, două grade Celsius, circuitul de pe pla cheta electronică
realizând o citire mai exactă.
46
Dacă gradul de ilu minare scade sub 50%, atunci lampa pornește, ventilatorul având aceeași
funcționalitate ca în cazul anterior. Acest luc ru se poate observa în Figura 4.1 9a pentru placheta
electronică și în Figura 4.1 9b pentru placa de test.
(a) (b)
Figura 4.1 9. Aprinderea lămpii:
a) pe placheta electronică; b) pe placa de test
(a) (b)
Figura 4. 20. Contorul indică valoarea zero:
a) pe placheta electronică; b) pe placa de test
47
În Figura 4. 20 este reprezentat cazul când contorul indică valoarea 0, adică nu e xistă nicio
persoană în încăpere, deci atât ventilatoa rele cât și lămpile sunt oprite până la intrarea unei persoane
în încăpere, în acel moment funcționarea revenind la normal.
În Figura 4 .21 este reprezentat cazul în care au fost apăsate butoanele de oprire forțată.
Circuitele au același comportament ca în cazul simulării din Figura 4. 15. În momentul în care este
apăsat unul din butoane, apare mesajul corespunzător pe LCD, iar la o a doua apăsare a aceluiași
buton, mesajul se șterge și circuitele revin la funcționarea normală.
(a) (b)
Figura 4. 21. Funcționarea circuitului la apăsarea butoanelor:
a) pe placheta electronică; b) pe placa de test
În Figura 4. 22 este reprezentată aplicația cu interfața serială, aceasta preluând datele citite de
la senzor și le afișează în blocul „Data Acquisition”. Ventila torul și lampa au fost op rite din aplicație
și din acest motiv apar mesajele corespunzătoare î n casetele text. Se pot control a ambele plăci prin
deschiderea a două interfețe și conectarea la porturile seriale corespunzătoare fiecă rei plăci.
Figura 4. 22. Inte rfața serială
48
5 Concluzii
În cadrul acestei lucrări a fost implementat un sistem de con trol al ambientului cu numărare
bidirecțională a persoanelor. Sistemul are la bază principiul economisirii energiei și se dorește
creșterea confo rtului utilizatorilor.
Față de sistemele implementate deja, acesta aduce în plus p artea de numărare a persoanelor ,
fiind utilă pentru a ț ine evidența numărului de locuri rămase disponibile într -o sală de birouri sau
pentru a ști numărul exact de studenți care participă la cursuri în sc opul efectuării unor statistici ,
parametrii de confort fiind menținuți în limite rezonabile chiar și atunci când sala de curs/biro urile
sunt pline .
Un alt avantaj pe care îl aduce sistemul este comunicarea prin modulu l Bluetooth cu o interfață
PC, toate informațiile citite de senzori fiind mai ușor de accesat. Prin intermediul interfeței se poate
verifica mai ușor disponibilitatea unor săli de conferință din cadrul unor firme, sau a unor săli de
curs din cadrul unei instituții de învățământ.
Acest proiec t poate sta la baza dezvoltării unor sisteme mai comp lexe de control care pot
îmbunătăți modul de economisire al energiei. Un exemplu în acest sens, ar fi plasarea unui număr
mai mare de senzori de temperatură în sălile mari și a unui număr mai m are de ven tilatoare, viteza
fiecărui ventilator fiind dependentă de temperatura citită de fiecare senzor, în acest mod
temperatura ambientală fiind controlată mai eficient. În completarea acestuia, se poat e implementa
un sistem de încăl zire, nu doar de răcire, fiind foarte util pentru asigurarea confortului maxim pe
toată perioada anului.
O viitoare implementare pentru partea de numărare a persoanelor și control ul luminii ar fi
aprinderea surselor de lumină, în fu ncție nu doar de gradul de ilumi nare cât și de număru l de
persoane. De exemplu , cu cât sunt mai multe persoane cu atât se aprind un număr mai mare de
surse de iluminare , în acest fel fiind maximi zată eficienț a consumului de energie.
În concluzie , sistemul dezvoltat în cadrul acestei lucrări de licență poate sta la baza dezvoltării
unui a nsamblu de control inteligent al dispozitivelor, fiind în concordanță cu cerințele actuale ale
pieței.
49
Bibliografie
[1] Team, 2017e, Insights Team, „Why collaboration is essential for succesful IoT
implementation”, Forbes Insights, 2017.
[2] Team, 2017c, Insights Team, „The Internet of Things: Form theory to reality”, Forbes Insights,
2017.
[3] Team, 2017d, Insights Team, „4 ways to overcome the complexity of IoT implementation”,
Forbes Insights, 2017.
[4] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0957417419303331
[5] https://internetofthingsagenda.techta rget.com/definition/Internet -of-Things -IoT
[6] Schancang Li and Li Da Xu, „Securing the Internet of Thing”, 1st Edition, Syngress, pp. 4,
January 2017.
[7] D.P. Acharjya and M. Kalaiselvi Gee tha, „Internet of Things: Novel Advances and Envisioned
Applications”, Springer, pp.149 -150, 2017.
[8] https://gizmodo.com/how -to-choose -the-right -platform -to-run-your-smart -home -1834808865
[9] ISA, Instrument Society of America, „E lectrical Transducer Nomenclature and Te rminology ”,
Research Triangle Park, North Carolina: Instrument Society of America, 1975.
[10] I. Ciascai, Senzori: Noțiuni introductive și aplicații, Ed. U.T.Press, Cluj -Napoca, 2018 .
[11] Gunther Gridling, Bettina Weiss, „Introduction to Microcontrollers”, Viena University of
Technology, Institute of Computer Engineering, February, 2007.
[12] https://electronics.howstuffworks.com/microcontrolle r1.htm
[13] Dorin Petreuș, „Introducere în microcontrolere”, ETTI curs, 2015 .
[14] Mircea Dăbăcan, Bazele sistemelor de achiziție de date , Ed. Casa Cărții de știință, Cluj -Napoca,
2004 .
[15] https://www.maximintegrated.com/en/app -notes/index.mvp/id/1080
[16] http://maxembedded.com/2013/09/serial -communication -introduction/#UARTnUSART
[17] „ATmega48A/PA/88A/ PA/168A/PA/328/P data sheet”, Microchip, N ovember 2018 .
[18] https://learn.sparkfun.com/tutorials/serial -communication
[19] Ligia Rodrigues, Manuel Mota, Bioinspired Material for Medical Appli cations, 1st Edition,
Woodhead Publishing, October 2016.
[20] https://quizlet.com/113461810/temperature -measurement -non-electrical -methods -flash -cards/
[21] Ionel Baciu , prezentări PowerPoint materiale de curs, ETTI , 2018.
[22] „P-510 data sheet”, Sunrom Technol ogies, July 2008
[23] Robert Diffenderfes, „Electronic Devices: System and Applications”, Delmar Cengace
Learning, pp.480, 2005.
[24] Bogdan Orza, prezentări PowerPoint materiale de curs, ETTI, 2018.
[25] „Systrinix 20×4 LCD data sheet”, DataVision, July 2000 .
[26] Dorin Petreuș, Electronica surselor de alimentare, Ed. Medmira, Cluj -Napoca, 2002.
[27] https://www. tme.eu/ro/
[28] Kraig Mizner , Complete PCB Design Using OrCad Capture and Layout, Elsevier, 2011.
50
Anexe
Schema electrică a circuitului
D1
AlimentareD4
J3
Conector Alimentare1
2
3
+12ValiJ2
Modul Bluetooth1
2
3
4
5
6STATE
RXD
TXD
GND
VCC
EN
SW4
MicrointrerupatorR1
10k
IR2
Q1
IRF4905PBF/TO220D5
FAN1C3
22pF
HB1
Senzorii IR
VCC GroundIR1
IR2Y1
16MHz
VCCD4
TEMPU1
ATmega328P1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14 1516171819202122232425262728PC6(RESET)
PD0(RXD)
PD1(TXD)
PD2(INT0)
PD3(INT1)
PD4(PCINT20)
VCC
GND
PB6(XTAL1)
PB7(XTAL2)
PD5(PCINT21)
PD6(PCINT22)
PD7(PCINT23)
PB0(PCINT0) PB1(OC1A)PB2(OC1B)PB3(PCINT3)PB4(PCINT4)PB5(PCINT5)AVCCAREFGNDPC0(ADC0)PC1(ADC1)PC2(ADC2)PC3(ADC3)PC4(ADC4)PC5(ADC5)
R3
1kLDR
VCCFAN1TXD
C5
100nFHB2
Control lumina
+12Vali
VCC GNDLDR
RELEU
+12ValiPOT1
10k
C4
100nFD6
FAN2+12ValiC2
100nF
BI
ALIMENTARE+12Vali
GroundVCCIR2
RELEUVCCL1
10uH TEMP
HB3
Control temperatura
VCC+12Vali
GNDTEMP
FAN1
FAN2VCC
LDR
VCC
IR1D6
R5
1kE
RELEUOFF1D7
OFF2R2
220VCC
FAN2SW1
RESET1 4
2 3
RXD
D7OFF2RS
VCC
VCCR4
2kEVCCC1
22pF
SW3
LAMP OFF1 4
2 3TXDOFF1
RSIR1
SW2
FAN OFF1 4
2 3VCC
VCC
RXD
<Doc> 1Sistem de control al ambientului cu numarare bidirectionala a persoanelor
A4
1 5 Friday , May 17, 2019Title
Size Document Number Rev
Date: Sheet ofD5J1 LCD1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16GND
VCC
V0
RS
RW
E
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
A
KVCC
51
Schema electrică a numărătorului bidirecțional
Schema electrică a circuitului de control al temperaturii
D7
IR RECIEVER
POT3
10k
GroundPOT2
10k
R13
330R10
10kD9
LED
R14
330D6 IR TRANSMITTER
R12
10kIR1
-+U5A
LM358/TO3
218 4
<Doc> <Rev Code>Numaratorul bidirectional
A
5 5 Friday , May 17, 2019Title
Size Document Number Rev
Date: Sheet ofR9
100IR2
-+U5B
LM358/TO5
678 4D8
LEDD5
IR RECIEVERD4
IR TRANSMITTERVCC
R11
100
FAN1
FAN2VCC
+12ValiU3
LM35/TO1 23VCC VOUTGND
GNDU4
L293D1
2
3
4
5
6
7
8 9101112131415161,2EN
1A
1Y
GND
GND
2Y
2A
Vcc2 3,4EN3A3YGNDGND4Y4AVcc1
J4
FAN1
2TEMP
C8
100nF
<Doc> <Rev Code>Controlul temperaturi
A
4 5 Friday , May 17, 2019Title
Size Document Number Rev
Date: Sheet of
52
Schema electrică a circuitului de control al luminii
Schema electrică a circuitului de alimentare
L2
LDR1 2
GND+CAP_POL3
10uR7
100BEC1
12VDC1
2
Q2
BC548C+12Vali
LS1
RELAY SPDT35
4
1
2R6
10k
R8
47kLDRVCC
D3
1N4148
RELEU
<Doc> <Rev Code>Controlul luminii
A
3 5 Friday , May 17, 2019Title
Size Document Number Rev
Date: Sheet of
C7
100nFVCC
+CAP_POL1
100uFC6
100nF+CAP_POL2
100uF+12ValiU2
KA7805/TO220
1
23VIN
GNDVOUT
<Doc> <Rev Code>Alimentare
A
2 5 Friday , May 17, 2019Title
Size Document Number Rev
Date: Sheet ofD2
1N4001
Ground
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: Planificarea activității … … … … 8 [607312] (ID: 607312)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.