Zăvelcă Marilena -Ionela [632215]

UNIVERSITATEA DIN CRAIOVA
FACULTATEA DE AUTOMATICĂ, CALCULATOARE ȘI
ELECTRONICĂ
DEPARTAMENTUL DE AUTOMATICĂ ȘI ELECTRONICĂ

PROIECT DE DIPLOMĂ

COORDONATOR ȘTIINȚIFIC :
Prof. dr. ing. Emil Petre

ABSOLVENT: [anonimizat] 2018

UNIVERSITATEA DIN CRAIOVA
FACULTATEA DE AUTOMATICĂ, CALCULATOARE ȘI
ELECTRONICĂ
DEPARTAMENTUL DE AUTOMATICĂ ȘI ELECTRONICĂ

PROIECT DE DIPLOMĂ
Comandarea unui sistem de la distanță c u ajutorul comunicației
wireless prin intermediul unei aplicații Android

COORDONATOR ȘTIINȚIFIC:
Prof. dr. ing. Emil Petre

ABSOLVENT: [anonimizat] 2018

DECLARAȚIE DE ORIGINALITATE

Subsemnata Zăvelcă Marilena -Ionela , student ă la specializarea Automatică și informatică aplicată din
cadrul Facultății de Automatică, Calculatoare și Electronică a Universității din Craiova, certific prin
prezenta că am luat la cunoștință de cele prezenta te mai jos și că îmi asum, în acest context, originalitatea
proiectului meu de licență:
 cu titlul Comandarea unui sistem de la dis tanță cu ajutorul comunicației w ireless prin intermediul
unei aplicații Android ,
 coordonată de , Prof. univ. dr. ing. Emil P etre
 prezentată în sesiunea Iulie 2018.
La elaborarea proiectului de licență, se consideră plagiat una dintre următoarele acțiuni:
 reproducerea exactă a cuvintelor unui alt autor, dintr -o altă lucrare, în limba română sau prin
traducere dintr -o altă limbă , dacă se omit ghilimele și referința precisă,
 redarea cu alte cuvinte, reformularea prin cuvinte proprii sau rezumarea ideilor din alte lucrări, dacă
nu se indică sursa bibliografică,
 prezentarea unor date experimentale obținute sau a unor aplicații rea lizate de alți autori fără
menționarea corectă a acestor surse,
 însușirea totală sau parțială a unei lucrări în care regulile de mai sus sunt respectate, dar care are alt
autor.
Pentru evitarea acestor situații neplăcute se recomandă:
 plasarea între ghilimele a citatelor directe și indicarea referinței într -o listă corespunzătoare la
sfărșitul lucrării,
 indicarea în text a reformulării unei idei, opinii sau teorii și corespunzător în lista de referințe a
sursei originale de la care s -a făcut preluarea,
 precizarea sursei de la care s -au preluat date experimentale, descrieri tehnice, figuri, imagin i,
statistici, tabele etc ,
 precizarea referințelor poate fi omisă dacă se folosesc informații sau teorii arhicunoscute, a căror
paternitate este unanim cunoscută și acceptată.

Data, Semnătura candidat: [anonimizat],

UNIVERSITATEA DIN CRAIOVA
Facultatea de Automatică, Calcul atoare și Electronică
Departamentul de Automatică și Electronică
Aprobat la data de
…………………
Director de
departament,
Prof. dr. ing.
Cosmin Ionete

PROIECTUL DE DIPLOMĂ

Numele și prenumele student: [anonimizat]:
Zăvelcă Marilena -Ionela

Enunțul temei:

Comandarea unui sistem de la distanță cu ajutorul com unicației
wireless prin intermediul unei aplicații Android

Datele de pornire:

Proiectul își propune realizarea unui sistem comandat de la
distanță, bazat pe o aplicație dezvoltată sub Android . Control ul
sistemul se bazează pe comunicația wireless și pe informațiile
primite de la senzor și camera wireless .

Conținutul proiectului:

 noțiuni teoretice privind comunicațiile wireless;
 placa de dezvoltare NodeMCU;
 proiectarea circuitului de comandă;
 realiz area experimentală;
 controlul sistemului;
 concluzii;
 bibliografie;
 anexe.

Material grafic obligatoriu:
Standardele comunicației wireless; scheme electronice ale
componentelor; diagrame ale semnalelor; diagrame bloc;
grafice de sensibilitate la temperatura și u miditate; scheme de
funcționare.

Consultații:
săptămâ nale
Conducătorul științific
(titlul, nume și prenume, semnătura): Prof. univ. dr. ing. Emil Petre

Data eliberării temei:
15.11.2017

Termenul estimat de predare a
proiectului:
22.06.2018

Data predării proiectului de către
student și semnătura acestuia:
21.06.2018

UNIVERSITATEA DIN CRAIOVA
Facultatea de Automatică, Calculatoare și Electronică
Departamentul de Automatică și Electronică

REFERATUL CONDUCĂTORULUI ȘTIINȚIFIC

Numele și prenumele
candidatului/ -ei: Zăvelcă Marilena -Ionela
Specializarea: Automatică și informatică aplicată
Titlul proiectului: Comandarea unui sistem de la dis tanță cu ajutorul
comunicației w ireless prin intermediul unei aplicații
Android
Locația în care s -a realizat practica
de documentare (se bifează una sau
mai multe din opțiunile din
dreapta): În facultate □
În producție □
În cercetare □
Altă locație: [se detaliază ]

În urma analizei lucrării candidatului au fost constatate următoarele:
Nivelul documentării Insuficient
□ Satisfăcător
□ Bine
□ Foarte bine
□
Tipul proiectului Cercetare
□ Proiectare
□ Realizare
practică □ Altul
[se
detaliază ]
Aparatul matematic utilizat Simplu
□ Mediu
□ Complex
□ Absent
□
Utilitate Contract de
cercetare □ Cercetare
internă □ Utilare
□ Altul
[se
detaliază ]
Redactarea lucrării Insuficient
□ Satisfăcător
□ Bine
□ Foarte bine
□
Partea grafică, desene Insuficientă
□ Satisfăcătoare
□ Bună
□ Foarte bună
□
Realizarea
practică Contribuția
autorului Insuficientă
□ Satisfăcătoare
□ Mare
□ Foarte mare
□
Complexitatea
temei Simplă
□ Medie
□ Mare
□ Complexă
□
Analiza cerințelor Insuficient
□ Satisfăcător
□ Bine
□ Foarte bine
□
Arhitectura Simplă
□ Medie
□ Mare
□ Complexă
□

Întocmirea
specificațiilor
funcționale Insuficientă
□ Satisfăcătoare
□ Bună
□ Foarte bună
□
Implementarea Insuficientă
□ Satisfăcătoare
□ Bună
□ Foarte bună
□
Testarea Insuficientă
□ Satisfăcătoare
□ Bună
□ Foarte bună
□
Funcționarea Da
□ Parțială
□ Nu
□
Rezultate experimentale Experiment propriu
□ Preluare din bibliografie
□
Bibliografie Cărți
Reviste
Articole
Referințe
web

Comentarii
și
observații

În concluzie, se propune:

ADMITEREA PROIECTULUI
□ RESPINGEREA PROIECTULUI
□

Data, Semnătura conducătorului
științific,

CUPRINS

Introducere ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………….. 1
Capitolul I Noțiuni t eoretice privind comunicațiile w ireless ………………………….. ………………………….. ….. 2
1.1. Comunicația w ireless ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………….. 3
1.2. Standardul IEEE 802.11 ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………. 7
Capitolul II Placa de dezvoltare NodeMCU ………………………….. ………………………….. ……………………… 13
2.1. Aspecte teoretice ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………………. 14
2.2. Schema electronică a plăcii NodeMCU ………………………….. ………………………….. ………………….. 20
Capitolul III Proiectarea circuitului de comandă ………………………….. ………………………….. ……………….. 23
3.1. Puntea H L298N ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………………. 24
3.2. Motoare de curent continuu ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……… 31
Capitolul IV Realizarea experimental ă ………………………….. ………………………….. ………………………….. … 39
4.1. Senzorul de gaz MQ -2 ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………. 40
4.1.1. Date tehnice ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………………. 41
4.1.2. Structura și configurarea senzorului ………………………….. ………………………….. …………………. 44
4.2. Camera wireless ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………………….. 47
Capitolul V Controlul sistemului ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……….. 49
5.1. Aplicația Android ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………….. 50
5.2. Prezentarea sistemului ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………….. 54
Concluzii ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………… 56
Bibliografie ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……….. 57
ANEXE ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………….. 58

1
Introducere

Proiectul își propune realizarea unui sistem comandat de la distanță. Comandarea unui
sistem de la distanță c u ajutorul comunicației wireless prin intermediul unei aplicații Android
presupune un ansamblu de componente, alcătuit corespunză tor, pentru a supraveghea o zonă de
posib ile incidente ( de exemplu, incendiu) sau pentru a detecta și indica prezenț a unor gaze (GPL,
Propan și Hidrogen, de asemenea, poate fi utilizat pentru metan ș i alți aburi de combustibil) în
zone greu accesibile pentru om.
Sistemul trebuie să as igure monitorizarea traseului pe care acesta trebuie să îl urmeze,
făcând posibilă evitarea obstacolelor . Aplicația realizată în Android are rolul de telecoman dă și în
același timp trebuie să primească informațiile de la senzorul de gaz, să le afișeze și să precizeze
printr -un indicator concentrația de gaz inflamabi l regăsită în aer.
Sistemul este ușor de c ontrolat fiind necesar doar un s martphone cu Android și instalarea
unei aplicații realizate special pentru respectivul sistem.
Acest sistem este alcătuit din urmă toarele componente:
1. Placa de dezvoltare NodeMCU ;
2. Puntea H L298N ;
3. Motoare de curent continuu ;
4. Senzorul de gaz MQ -2;
5. Camera Wireless.

2

Capitolul I
Noțiuni t eoretice privind comunicațiile w ireless

3
1.1. Comunicația w ireless
Nikola Tesla este un inventator și un om de știintă î n domeniul electricității. Mai multi biografi
contemporani îl consideră pe Tesla „omul ca re a inventat secolul 20". Patentel e și descoperirile teoretice
ale lui Tesla au format baza sistemelor de curent electric alternativ. În anul 1893 a demonstrat pentru pr ima
oară posibilitatea comunicaț iei fără fir (unde radio). E l este con siderat descoperitorul comunicaț iei fără fir .
Folosirea semnalelor radio pentru transmisia datelor în timpul celui de al -II-lea război mondial
către armata Statelor Unite a inspirat un grup de cercetători de la Universitatea din Hawaii să realizeze în
anul 1971 prima rețea de comunicații, bazată pe p rincipiul packet -based radio numită ALOHAnet, prima
rețea de conectare locală wireless (WLAN). Aceasta avea în componența sa șapte calculatoare care
comunicau într -o tipologie bidirecțională de tip stea.
Prima generație a tehnolo giei WLAN folosea o bandă ISM ( Industrie, Știință, Medicină ) cu
frecvența de 902 -928 MHz nelicențiată. Pentru a limita interferențele rezultate de la electrocasnice și
echipamente industriale, s -a folosit un spectru larg care funcționa la un randament al datelor de 500 -kbps.
Pe fon dul unei nevoi de mobilitate și conectivitate din ce în ce mai crescute, comunicaț ia fără fi r a
înregistrat o explozie fulminantă în ultimii ani. Răspâ ndirea dispozitivelor mobile (cal culatoare, notebook,
smartphone -uri) este cea care a condus în mare măsu ră la dezvol tarea tehnologiilor de comunicaț ie fără fir,
fără a fi însă singurul motor. Tendinț a de migrare spre digital pentru o gamă din ce în ce mai largă de
dispozitive generează de asemenea o nevoie de interconectare crescută. Pentr u acestea, perspect iva
comunicaț iei fără fir este foarte atrăgătoare. [1]
Motivele principale sunt mobilitatea crescută și reducerea costurilor pentru dezvoltarea
infrastructurii. Deș i în trecut securizarea unei reț ele wireless se dovedise a fi o provocare la care
organizaț iile de stand ardizare încă nu răspunseseră, î n prezent există mai multe protocoale standardizate
care pot oferi o securitate sporită.
Cu toate acestea, tehnologia wirel ess nu are rolul să o înlocuiască pe cea cu fir, ci mai degrabă să
o comple teze. Motivu l principal este lățimea de bandă: în timp ce Ethern et-ul a ajuns să ofere 10 Gbps,
tehnologiile wireless actuale nu depășesc 54 Mbps (6 00 Mbps în cazul tehnologiilor î n curs de
standardizare).
În plus, datorită utilizării switch -urilor, tehnolo gia Etherne t asigură o comunicaț ie full -duplex. Cu
alte cuvinte, dacă zece staț ii cu plăci Etherne t de 10 Mbps sunt conectate î n același switch și switch -ul are
o capacitate de comut are destul de mare, fiecare stație va putea avea garantată banda de 10Mbps în reț eaua
locală.

4
De partea cealaltă, standardul wi reless permite unei singure staț ii să transmită la un moment dat.
Aceasta este o limitare a mediului fizic și a proiectăr ii tehnologiei, deoarece, în reț ele wireless, un dispoz itiv
folosește aceeași frecvență a semnalului și pentru transmisie și pentru recepție. Este important de re ținut
faptul că în re țele wireless, banda maxi mă se împarte la numărul de staț ii.
Wi-Fi este numele comercial pentru tehnologiile construite pe baza standardelor de comunicație
din familia IEEE 802.11 utilizate pentru realizarea de rețele locale de comunicație (LAN ) fără fir
(wireless , WLAN ) la viteze echivalente cu cele ale rețelelor cu fir electric de tip Ethernet . Suportul pentru
Wi-Fi este furnizat de diferi te dispozitive hardware, și de aproape toate sistemele de operare moderne
pentru calculatoarele personale (PC), routere, telefoane mobile, console de jocuri și cele mai avansate
televizoare.
În anul 1990 grupul a aprobat IEEE 802.11 (I nstitutul Inginerilor Electrotehniști și Electroniști ) ca
primul standard WLAN internațional cu un randament al datelor de 1 sau 2 Mbps. Ca și telefoanele mobile,
lapto p-urile echipate cu tehnologia w ireless, cu o rază al unui punct de acces prestabilit, au capacitatea de
a comunica cu rețeaua. Un singur punct de acces poate comunica cu mai multe laptop -uri sau echipamente
wireless.
Multe sisteme permit trecerea de la un punct de acces la altul, în ciuda razei lor de acțiune limitate
(până la 100m) randamentul mai mic al datelor (în comparație cu 1Gbps oferit de rețelele cablate E thernet ),
rețelele WLAN au devenit metod a de acces la internet preferată pentru apli cațiile de e -mail și naviga rea
web, pentru multe spații de birouri, domicilii, mediul campusurilor, spații publice, iar mai nou comandarea
de la distanță a roboților.
În reț ele locale, standardul wireless a fost foarte bine primit de către piață, cunoscând o evoluț ie
constantă de -a lungul timpului.
Din păcate, lucrurile nu stau deloc astfel în WAN/MAN. În general se presupune ca nu există
implementări de wireless MAN, sau că acestea există, dar în număr foarte mic. De fapt există multe soluț ii
wireless MAN implementate, însă problem a este că 95% din acestea sunt proprietare. [2]

5
În Fig.1.1 sunt prezentate standardele conexiunilor wireless cu acoperire globală ce au fost stabilite
de către IEEE (I nstitutul Inginerilor Electrotehniști și Electroniști ).

Fig.1.1 . Standardele Wireless1

Wi-Fi este o tehnologie radio folosită deseori la implementarea rețelelor locale de calculatoare de
tip rețea locală fără fir (Wireless Local Area Network, WLAN ). Un WLAN este un sistem de comunicații
implementat ca extensie la, sau ca alternativă pentru o rețea locală (LAN) cablată, într -o clădire sau campus,
combinând conectivitatea la viteză mare cu mobilitatea utilizatorilor, într -o configurație mult simplificată.
Avantajele evidente, cum ar fi mobilitatea, flexibilitatea, simplitatea în instalare, costurile de întreținere
reduse și scalabilitatea, au impus Wi -Fi și WLAN ca o soluț ie tot mai mult utilizată. [3]
Comunicațiile fără fir (wireless) se bazează pe transferul de informații dintre două sau mai multe
dispozitive care nu sunt interconectate prin cabluri. Dator ită avantajelor pe care le oferă față de reț elele cu
fir, aceste te hnologii au câștigat mult în popularitate î n ultimii ani. Tehnologia wireless a evoluat foarte
mult de parcursul timpului, astfel î ncat, o asemenea tehnologie poate asigura vitez e de transfer comparabile
cu rețelele cu fir, iar comunicaț iile de acest tip sunt protejate, securitatea a cestora fiind de asemenea mult
îmbunătățită . Folosirea unei tehnologii de comunica ții wireless confer ă oricărei afaceri modalitatea de a

1 Sursa foto: http://www.rfidc.com/docs/introductiontowireless_standards.htm

6
transmite și primi informa ții într-un mod flexibil și economic. O ase menea infrastructură nu necesită
folosirea de c abluri, iar toți utilizatorii săi se pot muta dintr -un loc în altul fără î ntreruperea conexiunii.
Cele patru beneficii ale tehnologiei wireless sunt:
 eficiență mărită – tehnologiile avansate duc la un transfer mai rapid de informa ții în interiorul companiei
și în exterior, între parteneri/clien ți;
 disponibilitate maximă – nu necesită mutarea cablurilor sau adaptoarelor speciale p entru a accesa rețelele
interne;
 flexibilitate și mobilitate sporită pentru utilizatori – angaja ții care au munc ă de birou pot accesa re țeaua
fără a folosi un PC dedicat ;
 reducerea costurilor – comparativ cu re țelele pe cablu, instalarea și întreținerea re țelelelor wireless
implica, în majoritatea cazurilor, costuri mult mai reduse.
În general, pentru orice echipament wireless , fie acesta o stație bază, fie o stație client , antenele sunt
cele care oferă robustețe și flexibilitate. Chiar dacă sunt abia amintite în discuțiile pe marginea rețelelor
fără fir, antenele sunt cele care optimizează anumite aplicații, cum ar fi legătura între mai multe clădiri ș.a.
Întrucât mediul fără fir este unul foarte dinamic, prin folosirea unor antene direcționale se poate influența
modalitatea de propagar e a semnalului radio. Astfel, energia și caracteristica unui semnal pot fi direcționate
de-a lungul unui culoar îngust în loc să se lovească de pereți, ceea ce ar duce la o risipă de energie sau la
interferențe de semnal nedorite.
Antenele omnidirecționale emit undele radio în toate direcțiile (sferă), în timp ce antenele
unidirecționale concentrează semnalul pe o direcție preferențială dată de orientarea antenei. Cu cât unghiul
de emisie este mai mic, cu atât mai mare este distanța acoperită. Avantajul ant enelor omnidirecționale
constă în faptul că antena clientului nu trebuie să fie foarte precis orientată, fiind suficient să se afle în aria
de acoperire a antenei stației bază. Dezavantajele sunt numeroase: risipă de putere de emisie, securitate
scăzută da torită riscului ridicat de interceptare a undelor radio.
Antenele unidirecționale se situează pe o poziție mai bună în ceea ce privește folosirea mai eficientă
a puterii de emisie dar și a riscului mai scăzut de interceptare a transmisiei. Dezavantajul lor constă în faptul
că acordarea antenelor bază -client trebuie făcută foarte precis și dimensiunea este semnificativă. În practică,
antenele unidirecționale se folosesc numai pentru legături fixe de tipul punct -la-punct, cum ar fi cazul
unui bridge sau al un ui router de tip wireless . [4]

7
1.2. Standardul IEEE 802.11
Nevoia de comunicare a oamenilor a presupus o permanentă dezvoltare a mediilor de transmitere
a informațiilor, pornind de la cabluri și fire până la undele radio. O rețea wireless (Wi -Fi) WLAN este o
rețea fără fir, locală, extinsă pe arii limitate, în fun cție de echipamentele folosite și de puterea acestora, prin
care se poate face transfer de date și internet folosind undele radio. Wi -Fi – reprezintă o categorie de produse
compatibile cu standardele WLAN bazate pe protocoale IEEE 802.11.
Noile standarde care au precedat specificațiile 802.11, cum ar fi 802.16 (WiMAX), fac parte din
rețelele actuale și oferă multe îmbunătățiri, de la arii mari de acoperire până la viteze mari de transfer.
Diferențele între o rețea terestră și o rețea wireless radio:
1. Spre deosebire de alte sisteme radio, Wi -Fi folosește un spectru de frecvențe radio care nu au
nevoie de licență, deci nu necesită aprobare pentru utilizare.
2. Se permite dezvoltarea variată a unei rețele locale WLAN fără utilizarea cablurilor, reducând
costurile necesare dezvoltării rețelei și evitând diferite obstacole în implementarea rețelei (locuri
inaccesibile, care nu pot fi cablate).
3. Multe rețele Wi -Fi suportă roaming, permițând unui client să se mute dintr -un punct de acces în
altul în aceeași clădire sau zonă geografică.
4. Wi -Fi este un standard global, clienții WiFi putând lucra în diferite țări de pe glob.
5. Posibilități variate de conectare a utilizatorului final, prin intermediul plăcilor Wi -Fi PCMCIA,
PCI, USB sau a variatelor sisteme WiFi 802.11b sau 802.11g integrate în majoritatea notebook -urilor
moderne. [5]
O infrastructură wireless poate fi realizată astăzi cu cheltuieli mult mai mici decât una tradițională
pe cablu. În acest fel, apar premizele realizării accesului ieftin și ușor la internet membrilor comunităților
locale, cu toate beneficiile ce rezultă de aici. Accesul la informația globală constituie o sursă de bogăție la
scară locală, prin creșterea productivității muncii bazate pe accesul la cvasitotalitatea informațiilor
disponibile în lume în legătură cu activitatea prestată. Totodată, rețeaua devine mai valoroasă pe măsură ce
tot mai mulți oameni se leagă la ea.
Comunitățile legate la internet au acces la piața mondială unde au loc tot mai multe tranzacții cu
viteza rețele i. În același timp, accesul la internet le dă oamenilor posibilitatea de a discuta despre problemele
lor, desp re politică și orice altceva ce î i interesează în modalități pe care telefonul sau televizorul nu le
puteau pune la dispoziție.

8
Chiar și fără accesul la internet, comunitățile legate la rețele wireless se bucură de avantaje:
 Pot colabora la diferite proiecte cu întindere geografică mare folosind comunicații vocale;
 E-mail-uri;
 Transmisii de date cu costuri foarte mici.
În ultimă instanță, oamenii înțeleg că aceste rețele sunt realizate pentru a intra mai ușor în legătură
unii cu alții. Wireless LAN, cunoscut și sub denumirile de WLAN, 802.11 sau WiFi, deși este cea mai
recentă metodă de conectare, a cunoscut în ultimii ani o creștere fără precedent a popularității. Această
popularitate se datorează chiar principalei sale caracteristici: lipsa cablurilor. Calculatorul se află în rețea
fără să aibă nevoie de cabluri sau conectori. Este un vis devenit realitate pentru cei care folosesc PC -uri
mobile (laptop -uri sau PDA -uri) și care obțin o libertate totală de mișcare în interiorul ariei acoperite de
rețeaua wireless. Rețeaua wireless are drept componentă principală un echipament care se numește Punct
de Acces. El este un releu care emite și receptează unde radio către dispozitive, respectiv de la dispozitivele
din raza sa de acțiune. Există însă și dezavantaje în cazul rețelelor wireless.
 Pe lângă cea mai ușoară utilizare și cea mai mare flexibilitate, o rețea wireless este t otodată și cea
mai expusă din punct de vedere al vulnerabilității la interceptări neautorizate.
 La nivelul fizic, oricine poate să acceseze o rețea wireless.
 Datele (informațiile) pot trece prin ferestre, la fel de bine cum pot trece și prin pereții subțiri în
birourile obișnuite.
 Din fericire, nu este suficient în general, să ai acces la nivelul fizic pentru a obține și accesul
efectiv la rețea, deoarece producătorii echipamentelor de comunicații au conceput modalități de criptare a
informațiilor care să le facă inaccesibile intrușilor.
 Securitatea rețelelor wireless este un punct de discuție foarte aprins, deoarece, din motive de
necunoștință a utilizatorilor sau de neprofesionalism al administratorilor, ori pentru a permite conectarea
ușoară, aceste caracteristici de protecție nu sunt întotdeauna activate. [5]
Standardul IEEE 802.11 a fost inițiat în anul 1990 și finalizat în anul 1997 pentru a acoperi rețelele
care asigură conexiuni wireless între stații fixe, portabile și în mișcare pe arie l ocală. În loc de un singur
standard (IEEE 802.11b), există un întreg alfabet de variante wireless din care utilizatorii pot alege:
802.11a, 802.11b, 802.11g și 802.11h concurează pentru preferința userului, ca tehnologii de bază, cu
802.11n ,802.11c, 802.1 1d, 802.11e, 802.11f și 802.11i.

9
802.11a 54 Mbps WLAN în banda de 5 GHz
802.11b 11 Mbps WLAN în banda de 2,4 GHz
802.11c Wireless bridging
802.11d „World Mode”, adaptare la cerințele regionale
802.11e QoS și extensii streaming pentru 802.11a/g/h
802.11f Roaming pentru 802.11 a/g/h (Inter Access Point protocol IAPP)
802.11g 54 Mbps WLAN în banda de 2,4 GHz
802.11h 802.11a cu DFS și TPC, „11a Europe”
802.11i Autentificare și criptare (AES, 802.1x)
802.11j 802.11a cu canale adiționale peste 4,9 GHz, „11a Japan”
802.11k Schimb de informații de capabilitate între client și Access Point
802.11l Autentificare și criptare (AES, 802.1x)
802.11m Actualizare – publicarea actualizărilor standardului
802.11n „Next Generation WLAN” cu cel puțin 100 Mbps

Rețelele wireless se împart în două clase importante, factorul decisiv fiind lățimea de bandă
utilizată. Tehnologiile moștenite folosesc banda de 2,4 GHz, în timp ce variantele ulterioare folosesc
banda mai lată, de 5 GHz.
1. Prima clasă include standardul IEEE 802.11b (11 Mbps) și succesorul său, 802.11g (54 Mbps).
Această primă clasă (banda 2 , 4 GHz) este, în prezent, cea mai frecventă opțiune.
2. Pe de altă parte, 802.11a și 802.11h, ambele putând să obțină o rată nominală de 54 Mbps,
operează în banda de 5 GHz.

10
IEEE 802.11b
 A fost ratificat de IEEE în 16 septembrie 1999 și este, probabil, cel mai popular protocol de rețea wireless
utilizat în prezent;
 Utilizează tipul de modulație DSSS;
 Operează în banda de frecvențe ISM; nu sunt necesare licențe atât timp cât se utilizează aparatură
standardizată;
Limitările sunt:
 Puterea la ieșire de până la 1 watt;
 Modulațiile numai de tipul celor care au dispersia spectrului cuprinsă intre 2,412 GHz și 2,484 GHz;
 Are o viteză maximă de 11 Mbps cu viteze utilizate în prezent de aproximativ 5 Mbps.

IEEE 802.11g
 A fost ratificat în iunie 2003;
 În ciuda startului întârziat, acest protocol este în prezent protocolul standard în rețelele wireless, deoarece
este implementat practic pe toate laptopurile care au placă wireless și pe majoritatea celorlalte dispozitive
portabile;
 Folosește aceeași subb andă de frecvențe din banda ISM ca și 802.11b, dar folosește tipul de modulație
OFDM;
 Viteza maximă de transfer a datelor este de 54 Mbps, cu implementări practice la 25 Mbps;
 Viteza poate coborî până la 11 Mbps sau chiar la valori mai mici, trecând la tipul de modulatie DSSS,
pentru a se realiza compatibilitatea cu mult mai popularul protocol 802.11b.
IEEE 802.11a
 A fost ratificat de IEEE în 16 septembrie 1999;
 Utilizează tipul de modulație OFDM;
 Are o viteză maximă de 54 Mbps cu implementări practice de până la 27 Mbps;
 Operează în banda ISM între 5,745 GHz și 5,805 GHz și în banda UNII între 5,170 și 5,320 GHz;
 Aceasta îl face incompatibil cu 802.11b sau 802.11g;

11
 Frecvenței utilizate mai mari îi corespunde o bătaie mai mică la aceeași putere de iesire și, cu toate că în
subgamele utilizate spectrul de frecvențe este mai liber în comparație cu cel din jurul frecvenței de 2,4 GHz,
în unele zone din lume, folosirea acestor frec vențe nu este legală;
 De aceea, echipamentele cu protocolul 802.11a, cu toate că sunt ieftine, nu sunt nici pe departe la fel de
populare ca cele cu 802.11b/g.
IEEE 802.11h
 Este numită în SUA o „problemă de compatibilitate în Europa”, este varianta e uropeană a standardului
American;
 Cele mai importante funcționalități ale acesteia sunt selectarea dinamică a frecvenței și puterea variabilă
a transmițătorului, pe care ETSI o mandatează pentru piața europeană pentru a se asigura că sistemele au o
puter e a transmițătorului rezonabilă.
IEEE 802.11c
 Specifică metodei de wireless bridging, adică metode de conectare a unor tipuri diferite de rețele prin
mijloace wireless.
IEEE 802.11d
 Este numit și „World Mode”: acest lucru se referă la diferențele reg ionale din tehnologii, de exemplu cât
de multe și care canale sunt disponibile pentru utilizare și în care regiuni ale lumii;
 Userul trebuie doar să numească țara în care dorește să folosească placa WLAN și driverul se ocupă de
restul.
IEEE 802.11e
 Definește Quality -of-Service și extensiile streaming pentru 802.11a/h și g;
 Scopul este de a îmbunătăți rețelele de 54 Mbps pentru aplicații multimedia și Voice over IP, adică,
telefonie prin rețele IP și internet;
 Pentru a fi utilizate cu multimedia și voce, rețeaua trebuie să suporte ratele garantate pentru fiecare
serviciu, cu întârzieri minime de propagare.
IEEE 802.11f
 Descrie metodele de schimbare a standardului („Roaming”) între access point -uri, iar IAPP se ocupă de
detalii.

12
IEEE 802.11i
 A fost conceput pentru a soluționa problemele de securitate existente în domeniu până în momentul acela.
Integrează tot ce poate oferi lumea securității;
 Printre principalele funcționalități ale 802.11i se numără autentificarea IEEE 802.1x, cu EAP, RAD IUS
și Kerberos, precum și criptare bazată pe algoritmul Rijndael AES.
IEEE 802.11n -2009
 Folosește frecvența de 2,4 GHz sau 5GHz;
 Îmbunătățește semnificativ transferul de date de la (802.11a, 802.11g) – 54 Mbit/s până la 600 Mbit/s =>
amenințare pentru FastEthernet și o platformă posibilă pentru telefonie și semnale video;
 Compatibil cu standardele anterioare.
IEEE 802.11ad – WiGig
 Standard anunțat din anul 2009;
 2011 – versiunea 1.1;
 Folosește banda de 2,4, 5, 50 GHz;
 Rata de transfer de până la 7Gbit/s (de 10 ori mai rapid decât rata maximă 802.11n);
 Menține compatibilitatea cu standardele existente. [6] [7]
Evoluția standardelo r care stau la baza rețelelor wireless este în plină concordanță cu dezvoltarea
tehnologiei și a echipamentelor necesare realizării de rețele wireless. Fiecare nou standard aduce
îmbunătățiri, una dintre cele mai importante fiind creșterea ratei de transmi tere a informației, ceea ce
presupune acces rapid la informații și nu numai.
În mediul militar, folosirea rețelelor wireless are mare importanță la nivel tactic, ținând cont de
faptul că la acest nivel este nevoie de o cunoaștere cât mai detaliată a situa ției tactice în timp real și a cît
mai multor informații care să sprijine luptătorul în îndeplinirea misiunii. În concluzie, tehnologia,
standardele și tot ce implică acestea țin pasul cu nevoia omului de comunicare și îl sprijină în desfășurarea
activităț ilor de zi cu zi . [5]

13

Capitolul II
Placa de dezvoltare NodeMCU

14
2.1. Aspecte teoretice

Espressif Systems’ Smart Connectivity Platform (ESCP) a proiectat o placă de dezvoltare de mare
performanță în care a integrat și chip -ul wireless ESP8266, ceea ce o face cea mai mică unitate wireless,
care vine în ajutorul proiectanților de platforme mob ile unde este nevoie de un spațiu foarte restrâns și
performanțe ridicate. Aceasta este o platformă cu sursă deschisă (open -source) ceea ce îi permite o
aplicabilitate pe o mulțime de domenii, datorită implicării dezvoltatorilor. [8]
Fig. 2.1. Placa de dezvoltare NodeMCU2

Caracteristicile acestei plăci de dezvoltare:
• Standarde wireless: 802.11 b/g/n;
• Protocoale: TCP/IP integrat ;
• PLL integrate, regulatoare și unități de gestionare a energiei;

2 Sursa foto: http://www.handsontec.com/pdf_learn/esp8266 -V10.pdf

15
• WiFi 2.4 GHz, WPA/WPA2;
• Moduri de operare: STA/AP/ STA+AP;
• Suportă funcția Smart Link pentru dispozitive Android și iOS;
• Deconectare la un curent de: 5uA;
• Pornire și transmitere pachete în: 2ms;
• Consumul de energie în standby: 1.0mW;
• +20 dBm putere de ieșire în modul 802.11b;
• Temperatura de funcț ionare: -40C ~ 125C;
• Certificate: FCC, CE, TELEC, WiFi Alliance.
Parametrii WIFI:
 Interval de frecvență: 2.4Ghz -2.5Ghz (2400Mhz -2483.5Mhz);
 Tx Power: 802.11 b: +20 dBm; 802.11 g: +17 dBm; 802.11 n: +14 dBm;
 Sensibilitate Rx: 802.11 b: -91 dbm (11 M bps); 802.11 g: -75 dbm (54 Mbps); 802.11 n:
-72 dbm;
 Tipuri de antene: Traseu PCB, Conector extern IPEX, Chip ceramic.

Parametrii Hardware:
 Tensiunea de operare: 3.0~3.6V;
 Curentul de funcționare: 80mA;
 Comunicarea periferică: UART / SDIO / SPI / I2C / I2S / IR.

Parametrii Software:
 WiFi mode: stație / softAP / softAP + stație;
 Securitate: WPA/WPA2;
 Criptarea: WEP/TKIP/AES;
 Dezvoltare de software: Sprijină dezvoltarea Cloud Server/ SDK (Software Development
Kit) pentru dezvoltarea personalizată a firmwa re-ului. [8]

16
ESP8266 este dezvoltat cu microcontrolerul (MCU) Tensilica L106 pe o arhitectură 32 biți, care
are un consum redus de energie pe o arhitectură RSIC ( reduced instruction set computer ) de 16 biți. Viteza
de ceas a procesorului este de 80MHz ca re poate de asemenea atinge o valoare maximă de 160MHz.
WiFi ESP8266 este un modul de tip SoC ( system on chip ) și este încorporat cu un controler de
memorie, inclusiv SRAM și ROM. MCU poate accesa unitățile de memorie prin interfețele iBus, dBus și
AHB. Toate unitățile de memorie pot fi accesate la cerere, în timp ce un arbitru de memorie va decide
secvența de rulare, în funcție de momentul în care aceste cereri sunt primite de către procesor. Conform
versiunii curente a SDK ( Software Development Kit ) furnizat, spațiul SRAM disponibil utilizatorilor este
alocat după cum urmează:
• Dimensiunea RAM de 36kB, atunci când ESP8266 funcționează în modul de stație și este
conectat la router, spațiul programabil accesibil pentru utilizator, în secțiunea zonei d e lucru și date este de
aproximativ 36kB.
• Nu există ROM programabil în SoC (system on chip ), prin urmare, programul de utilizator trebuie
să fie stocat într -un flash SPI (Serial Peripheral Interface) extern.
O memorie flash externă SPI (Serial Periphera l Interface) este utilizată împreună cu ESP8266
pentru a stoca programele utilizatorilor. Din punct de vedere teoretic, poate fi suportată o capacitate de
memorie de până la 16 Mbyte. Recomandare capacitate de memorie flash SPI:
• OTA este dezactivată: mem oria flash minimă care poate fi acceptată este de 512 kByte;
• OTA este activată: memoria flash minimă care poate fi acceptată este de 1 Mbyte.
Mai multe moduri SPI pot fi acceptate, inclusiv SPI SPI, DIO SPI, DIO SPI, QIO SPI și Quad SPI.
Prin urmare, se alege modul corect SPI atunci când se descarcă în bliț, altfel firmware -urile / programele
care se descarcă pot să nu funcționeze în mod corect. Real Time Operation System (RTOS) este activat
pentru a men ține conexiunea stabilă. În prezent, doar 20% din me moria procesorului au fost ocupate de
stiva WiFi, restul fiind toată folosită pentru programarea și dezvoltarea aplicațiilor utilizatorilor.
Următoarele interfețe sunt utilizate pentru conectarea la microcontrolerul MCU încorporat în ESP8266:
– Interfe țele RAM / ROM (iBus) sunt programabile și pot fi conectate cu controlerul de memorie
și pot fi de asemenea utilizate pentru vizitarea memoriei flash externă;
– Interfața de date RAM (dBus), care poate face legătura cu controler -ul de memorie;
– Interfața AHB, poate fi utilizată pentru a accesa registrul.

17
Placa de dezvoltare NodeMC U, pentru a putea controla intră rile și ieșirile are nevoie de scrierea
unui cod sursă. A fost nevoie de o introducere a acestei plăci în programul dedicat pentru plăcile de
dezvoltare Arduino și anume “Arduino IDE” de către un grup de dezvoltatori. Aceștia au creat o bibliotecă
specială cu toate funcțiile pe care le poate îndeplini placa NodeMCU. Instalarea plăcii în programul
ArduinoIDE se face efectuând următoare etape:
1. Se descarcă biblioteca “ http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json “
accesând link -ul de mai sus și se copiază în rubrica specială “Additional boards Manag er” din
program. (vezi la [ 10])

Fig. 2.2. Instalarea librăriei NodeMCU în Arduino IDE3

3 Sursa foto: Arduino IDE

18
2. Placa de dezvoltare pentru a fi recunoscută de program, trebuie selectată din lista predefinită a
programului, Fig. 2.3. Accesând opțiunea “TOOLS ” (unelte), se alege numele plăcii de dezvoltare
care se dorește a fi programată ulterior, în acest caz, placa selectată este “NodeMCU 1.0 (ESP -12E
Module )”.

Fig. 2.3. Selectarea plăcii NodeMCU4

4 Sursa foto: Arduino IDE

19
3. Ultima etapă, Fig. 2.4, cuprinde confirmarea programului cu privire la instalarea completă a plăcii
de bază în program, unde ulterior se poate face un update la versiune sau eventualele îmbunătățiri.

Fig. 2.4. Instalarea completă5

5 Sursa foto: Arduino IDE

20
2.2. Schema electronică a plăcii NodeMCU
Schema electronică a plăcii de dezvoltare este alcătuită din blocuri funcționale :
1. Blocul de alimentare;
2. Blocul de intrare -ieșire;
3. Blocul de comunicație serială;
4. Blocul de conversie analog -digitală;
5. Blocul de comunicație wireless;
6. Blocul de butoane. [11]

Fig. 2.5. Schema electronică a plăcii NodeMCU6

6 Sursa foto: https://github.com/nodemcu/nodemcu -devkit

21
1. Blocul de alimentare
Blocul de alimentare cuprinde sursa de alimentare cu energie electrică a plăcii de dezvoltare cu
elemente de reglare și stabilizare a tensiunii și curentului necesare funcționării optime a componentelor
electronice care alcătuiesc placa.
2. Blocul de intrare -ieșire
Blocul de intrare -ieșire este alcătuit din registre de intrare și ieșire care asigură transferul de date, între
echipamentul periferic la care este conectată interfața și magistrala de sistem. Numărul de biț i de date pe
care se face transferul depinde de viteza perifericului. În mod uzual se utilizează registre de 8 sau 16 biți.
3. Blocul de comunicație serială
USB to UART este o interfață rapidă, bidirecțională cr eată ca un standard industrial, o extensie a
arhitecturii PC orientată spre amortizarea cu standardele de comunicație din telefonie, această comunicare
permite scrierea identității furnizorului în chip, dar și datele despre acesta.
Memoria EEPROM este programată cu ajutorul portului de comunicare ser ială USB facilitând astfel o
bună comunicare cu utilizatorul pentru scrierea programului în microcontroler și testarea acestuia.
Programatorul de sistem are acces și control asupra oricăror dintre registrele UART , aceste registre, care
controlează operațiile UART, primesc și transmit date, sunt disponibile la adresele pe 32 de biți în harta de
memorie a dispozitivului.
4. Blocul de conversie analog -digitală
Conversia analog -digitală se realizează cu ajutorul convertoarelor analog -numerice (CAN) ce
reprezintă blocul principal în cadrul sistemului de conversie analog -numerică. Ele realizează conversia
eșantioanelor prelevate din mărimea analogică de intrare într -o mărime numerică cu un număr finit de
valori. Această operație reprezintă de fapt o cuanti zare în nivel a semnalelor de int rare. Mărimea numerică
de la ieșire este reprezentată printr -o secvență binară de n biti, caracteristica static ă de transfer a unui CAN
(convertor analogic numeric) este reprezentată de o funcție tip scară. Un circuit de eș antionare -memorare
(CEM) realizează prelevarea unor eșantioane din semnalul analogic aplicat la intrarea sa și memorarea
acestora pe durata conversiei analog -numerice.
Funcțional un CEM reprezintă un bloc care sub acțiunea unui semnal de comandă realizează cele două
operații de eșantionare și de memorare. Sub acțiunea semnalului de comandă u c (E/M) care prin nivelul
logic “1”, impune starea de eșantionare E, CEM funcționează ca un repetor, oferind la ieșire același semnal
ca la intrarea sa. În momentul tre cerii semnalului de comandă la valoarea corespunzătoare nivelului logic

22
“0”, CEM memorează valoarea semnalului de intrare la acest moment, pe care îl transmite la ieșire. Această
valoare se menține pe toată durata stării de memorare (M) im pusă de semnalul de comandă.
Fig. 2.6. Circuit de eșantionare -memorare7
a-reprezentare simbolică b -diagrama semnalelor
5. Blocul de comunicație wireless
Comunicația wireless pe această plăcuță se face cu ajutorul modulului wireless ESP8266, acest
modul cuprinde toate elementele de rețea Wi -Fi, ceea ce îl face autonom și independent față de plăcile de
dezvoltare.
ESP8266 poate efectua operații, fie ca o aplicație independentă, fie ca subordonat pentru un MCU
gazdă, în cazul sistemului din proiect este subordonat plăcii de dezvoltare NodeMCU.

6. Blocul de butoane
Blocul de butoane reprezintă partea fizică prin care utilizatorul poate reseta fizic procesele care
ruleaz ă cu întreruperi sau blochează rularea programului. Pentru această operație placa este echipată cu
butonul “RESET”, pe lângă acest buton, există și butonul ‘FLASH’ care introduce placa în modul de
progr amare a memoriei EEPROM.

7 Sursa foto: http://www.scrigroup.com/tehnologie/tehnica -mecanica/Circuitul -de-esantionarememora73394.php

23

Capitolul III
Proiectarea circuitului de co mandă

24
3.1. Puntea H L298N
L298N este un circuit monolitic integrat într -o rețea de 15 conectori în capsule de tip Multiwatt și
PowerSO20. Este un driver full -bridge dublu de înaltă tensiune și curenți mari, proiectat să accepte nivele
logice TTL (tranzistor tranzistor logic) și să conducă sarcini inductive cum ar fi: relee, solenoizi, curent
continuu și motoare pas cu pas.
Două intrări de activare sunt puse la dispoziție pent ru a activa sau dezactiva dispozitivul,
independent față de semnalele de intrare. Emitorii tranzistorilor inferiori ai fiecărei punți sunt conectați
între ei și cel ce este răspunzător de terminalul extern poate fi folosit pentru conectarea unui rezistor e xtern
de detectare. [12]
Specificații tehnice:
– Tensiune motoare: 5 V – 35 V;
– Tensiune circuite logice: 5 V;
– Curent motoare: 2 A (MAX);
– Curent logică: 36 mA;
– Frecvență maximă pwm: 40 kHz ;
– Tensiunea de saturație redusă;
– Protecție la temperaturi ridicate;
– Imun ă la zgomote ridicate;
– Dimensiuni: 43 x 43 x 27 mm. [13]
Driver -ul conține și un limitator de tensiune liniar, astfel că atunci când tensiunea de alimentare a
motoarelor este >7 V, nu este nevoie să alimentăm separat partea de logică. Driver -ul este unul dual, putând
să controleze două motoare. El poate fi folosit și pentru motoare pas cu pas.
Utilizarea împreună cu NodeMCU prezintă următoarele conexiuni:
• Out 1: terminal motor A;
• Out 2: terminal motor A;
• Out 3: terminal motor B;
• Out 4: terminal motor B;
• 5 V: 5 V input;
• EnA: PWM pentru motorul A – controlul turației;
• In1: direcție motor A;
• In2: direcție motor A;

25
• EnB: PWM pentru motorul B – controlul turației, pini pentru controlul turației și al sen sului:
• In3: direcție motor B;
• In4: direcție motor B.
Pentru a controla sensul motoarelor: pe In1 scriem HIGH, iar pe In2 scriem LOW și motorul va
merge înainte, iar pentru a inversa sensul scriem LOW, respectiv HIGH pe In1, In2.
În mod similar se procedează pentru motorul B. Pentru a funcționa, GND -ul driv er-ului trebuie
conectat cu GND -ul plăcuței NodeMCU.

Fig. 3.1. Puntea H L298N8
1. Conectare motor DC 1 „+“;
2. Conectare motor DC 1 „ -“ ;
3. Jumper de 12 V – se elimină acesta, dacă se utilizează o tensiune de alimentare mai mare de 12 V
DC;

8 Sursa foto: http://fritzing.org/projects/working -with-l298n -dc-motor -driver

26
4. Conectarea tensiunii de alimentare a motorului, maxim 35 V DC;
5. GND;
6. Ieșire 5 V;
7. Comanda PWM pentru control de viteză al motorului 1;
8. In1;
9. In2;
10. In3;
11. In4;
12. Comanda PWM pentru control de viteză al motorului 2;
13. Conectare motor DC 2 „+“;
14. Conectare motor DC 2 „-“. [14]
O punte H (eng. H Bridge) reprezintă un circuit electronic ce acceptă aplicarea unei tensiuni pe o
sarcină în orice sens dorit. Astfel de circuite sunt des utilizate în robotică și alte aplicații pentru a permite
motoarelor de curent continuu să realizeze deplasa rea roboților înainte și înapoi.
Punțile H sunt regăsite ca circuite integrate sau pot fi alcătuite din elemente discrete, tranzistoare
bipolare sau tranzistoare MOS.
Domeniul de utilizare al punții H este multiplu: începând de la motoare de curent continuu până la
comandarea motoarelor pas cu pas bipolare, aici fiind necesare două punți H, câte una pentru fiecare bobină,
dar și surse în comutație de tip coborâtoare (buck converter), tip ridicătoare (boost con verter) , invertoare
de tensiune.
Puntea H realizează cele 3 funcții necesare controlării unui motor: rotire stânga/ dreapta, frânare,
eliberare (freewheeling).

27
Punțile H sunt de mai multe feluri:
– punte H cu tranzistori bipolari;
– punte H cu tranzistori MOSFET;
– punte H cu tranzistori IGBT;
– punte H de tip circuit integrat; [15]

Modul de funcționare:

Fig. 3.2. Modul de funcționare a punții H9

În momentul când întrerupătoarele S1 și S4 sunt închise și S2 și S3 sunt deschise o tensiune pozitivă
va fi aplicată asupra motorului. Prin deschiderea întrerupătoarelor S1 și S4 și închiderea întrerupătoarelor
S2 și S3, această tensiune este inversată, astfel se realizează funcționarea inversă a motorului.
Întrerupătoarele S1 și S2 nu trebuie să fie închise în același timp, deoarece ace st lucr u duce la provocarea
unui scurt circuit la sursa de tensiune (V in). Același lucru este valabil și în cazul întrerupătoarelor S3 și S4.

9 Sursa foto: http://www.electronicstefan.ro/2012/01/ce -este-puntea -h/

28

Fig. 3.3. Schema sensului de rotație a motoarelor10
Fig. 3.4. Schemă electronica a sensului de rotație a motoarelor11

10 Sursa foto: http://www.electronicstefan.ro/2012/01/ce -este-puntea -h/
11 Sursa foto: http://www.electronicst efan.ro/2012/01/ce -este-puntea -h/

29

Fig. 3.5. Diagrama bloc a pun ții H L298N12

Etapa de ieșire a puterii:
Puntea H L298N integrează două etape de ieșire a puterii (A; B). Etapa de ieșire a puterii este o
configurație a punții, iar ieșirile acesteia pot conduce o sarcină inductivă în mod obișnuit sau diferențial, în
funcție de starea intrărilor.
Curentul care trece prin sarcină iese din punte la ieșirea senzorului: un rezistor extern (R SA; R SB)
permite detectarea intensității acestui curent.

Etapa de intrare a puterii:
Fiecare punte este condusă prin patru porți de intrare care sunt: I n1; In2; EnA și I n3; In4; EnB.
Intrările ‘In’ stabilesc starea punții.

12 Sursa foto: https://www.sparkfun.com/datasheets/Robotics/L298_H_Bridge.pdf

30
Atunci când valoarea de intrare a lui ‘En’ este maximă, o valoare minimă a acesteia blochează
puntea. Toate intrările sunt compatibile TTL ( tranzistor tranzistor logic). Un condensator nepolarizat, de
obicei de 100 nF, trebuie să fie prevăzut între Vs și GND, respectiv Vss și GND. [15]

Atunci când condensatorul sursei de alimentare este prea departe de circuitul integrat, trebuie
prevăzut un al doilea condensator la intrările punții H L298N.
Rezistorul trebuie legat la masă lângă polul negativ al Vs, care trebuie să fie în apropierea GND –
ului al circuitului integrat. Fiecare intrare trebuie conectată la sursa semnalelor de conducere prin
intermediul unei căi foarte scurte. Pornirea și oprirea: înainte de a activa tensiunea de alimentare și înainte
de a o dezactiva, intrarea Enable trebuie să fie condusă în starea Low.

Configurația pinilor punții din codul sursă este următoarea:

PinMode (16, OUTPUT); // GPIO pin16=D0 of NodeMCU ›Connected to motordriver In1
PinMode (5, OUTPUT) ; // GPIO pin5=D1 of NodeMCU ›Connected to motordriver In2
PinMode (4, OUTPUT) ; // GPIO pin4=D2 of NodeMCU ›Connected to motordriver In3
PinMode (0, OUTPUT) ; // GPIO p in0=D3 of NodeMCU ›Connected to motordriver In4

31
3.2. Motoare de curent continuu

Un motor electric (sau electromotor ) este un dispozitiv electromecanic ce transformă energia
electrică în energie mecanică. Transformarea în sens invers, a energiei mecanice în energie electrică, este
realizată de un generator electric . Nu există diferențe de principiu semnificative între cele două tipuri
de mașini electrice , același dispozitiv putând îndeplini ambele roluri în situații diferite. Fiind construite într –
o gamă extinsă de puteri, motoarele electrice sunt folosite la foa rte multe aplicații: de la motoare pentru
componente electronice ( hard dis k, imprimantă ) până la acționări electrice de puteri foarte mari (pompe,
locomotive, macarale).
Motoarele electrice pot fi clasifica te după tipul curentului electric ce le parcurge :
• Motoare de curent continuu;
• Motoare de curent alternativ;
În funcție de numărul fazelor curentului cu care funcționează, motoarele electrice pot fi motoare
monofazate sau motoare polifazate (cu mai multe faze).
Motoare de curent continuu
Funcționează pe baza unui curent ce nu -și schimbă sensul, curent ul continuu.
Motoare de curent alternativ
 Motoare sincrone;
 Motoare asincrone:
› Motoare cu inele de contact (rotorul bobinat);
› Motoare cu rotorul în scurtcircuit.

Mașina de curent continuu este mașina electrică la care schimbul principal de energie cu o rețea se
face în curent continuu . Mașinile de curent continuu se caracterizează prin faptul că în circuitul exterior
trece curent continuu, iar tensiunile electromotoare se induc numai prin mi șcare. Ele pot fi cu colector
(redresor mecanic) sau cu inele (mașini unipolare ). Mașina de curent continuu este utilizată atât în regim
de moto r, în regim de generator cât și în regimul de frân ă. [16]

32
Motorul de curent continuu a fost inventat în anul 1873 de Zénobe Gramme prin conectarea unui
generator de curent continuu la un generator asemănător. Astfel, a putut observa că mașina se rotește,
realizând conversia energiei electri ce absorbite de la generator. Astfel el a constatat, că generatorul "inițial"
era de fapt o mașină electrică reversibilă, care putea lucra ca un convertizor de energie bidirecțional.

Fig. 3.6. Elementele componente ale motorului de curent continuu13

Motorul de cur ent continuu are pe stator poli magnetici și bobine polare concentrate care creează
câmpul magnetic de excitație. Pe axul motorului este situat un colector ce schimbă sensul curentului prin
înfășurarea rotorică astfel încâ t câmpul magnetic de excitație să exercite în permanență o forță față de rotor.
Mașina de curent continuu se comp une din două părți principale:
– Statorul ;
– Rotorul .
Statorul este partea fixă a motorului și reprezintă inductorul. Rotorul este partea mobilă și reprezintă
indusul mașinii.
Statorul, cu rolul de inductor, este compus din:
● Carcasă – din o țel turnat sau sudat, constituie jugul inductor prin care se închide fluxul magnetic principal;
● Poli principali (de excitație) – din tole feromagnetice de 1 -2 mm grosime;

13 Sursa foto: http://www.creeaza.com/tehnologie/auto/Notele -tehnice -scheme -electric393.php

33
● Poli auxiliari (de comutație) – constitui ți dintr -un m iez de fier masiv sau din tole ș i au de regul ă o form ă
paralelipipedic ă. Sunt situați în axa neutr ă a ma șinii – mijlocul distan ței dintre polii principali ;
● Înfășurarea de excita ție – din conductor de cupru izolat, sub forma unor bobine concentrate montate pe
miezul polilor principali. Bobinele de excita ție se leag ă în serie sau în paralel, astfel încât să se ob țină un
inductor heteropolar . Înfășurarea de excita ție se alimenteaz ă în curent continuu ;
● Înfășurarea de compensare – este dispus ă în crest ături închise practicate în talpa polilor principali, în zona
situat ă spre întrefier. Aceast ă înfășurare se conecteaz ă în serie cu înfășurarea indusului ș i are rolul de a
anihila sau diminua efectele fenomenului de reac ție a indusului;
● Înfășurarea de comuta ție (înfășurarea polilor auxiliari) – din conductor de cupru sub form ă de bobine
concentrate, montate pe miezul polilor auxiliari. Bobinele se conecteaz ă în serie cu înfășurarea indusului;
● Sistemul de perii și portperii (periile calc ă pe colector și asigur ă legătura circuitului indus al rotorului,
care este mobil, cu circuitul exterior, fix);
● Piese de strângere; [17]

Fig. 3.7. Secțiune transversal ă a ma șinii de curent continuu14

14 Sursa foto: http://www.creeaza.com/tehnologie/electronica -electricitate/MASINA -DE-CURENT -CONTINUU –
MCC953.php

34
Rotorul, cu rolul de indus, armătură interioar ă, rotativ ă, de form ă cilindric ă, este compus din
următoarele elemente principale:
● Miez feromagnetic – din tole de o țel electrotehnic, laminate la rece, de 0,5 mm grosime, izolate între
ele (pentru a mic șora pierderile prin curen ți turbionari). La periferia exterioar ă (spre întrefier) a tolelor
rotorice sunt practicate crest ături deschise în care se a șează înfășurarea indus ă. Indusul poate fi prev ăzut cu
canale axiale sau/ și canale radiale (la lungimi mai mari de 30 cm) de r ăcire. Tolele rotorice sunt împachetate
pe ax sau butuc ;
● Arbore (ax);
● Înfășurarea indusă – se execut ă din conductor de cupru izolat; este o înfășurare repartizat ă; capetele
secțiilor sunt legate la lamelele colectoare;
● Colector – este un redresor mecanic (transform ă mărimile electrice alternative în curent continuu ).
Se execut ă din lamele trapezoidale de cupru, izolate între ele.

Fig. 3.8. Schema de principiu a motorului de curent continuu15 [17]

15 Sursa foto: http://www.rasfoiesc.com/inginerie/electronica/Motorul -de-curent -continuu44.php

35
Principiul de func ționare al colectorului :
Colectorul joac ă rolul unui redresor mecanic, el fiind intercalat între indusul propr iu-zis și circuitul
exterior . Se consider ă:
– o spir ă care se învârte cu viteza unghiular ă W într-un c âmp magnetic omogen, în jurul unui ax
perpendicular pe direc ția câmpului ;
– capetele spirei sunt legate la dou ă segmente de inele, izola te între ele și fixate pe axul rotoric. A ceste
segmente reprezint ă cel mai simplu colec tor (cu dou ă lamele colectoare) ;
– legătura cu circuitul exterior se face prin dou ă perii fixe care calc ă succesiv pe cele dou ă segmente.

Fig. 3.9. Principiul de func ționare al colectorului16 [17]

16 Sursa foto: http://www.creeaza.com/tehnologie/elec tronica -electricitate/MASINA -DE-CURENT -CONTINUU –
MCC953.php

36
În funcție de modul de conectare a înfășurării de excitație motoarele de curent continuu pot fi clasificate în:
1. motor cu excitație independentă – unde înfășurarea statorică și înfășurarea rotorică sunt conectate
la două surse separate de tensiune ;
2. motor cu excitație paralelă – unde înfășurarea statorică și înfășurarea rotorică sunt legate în paralel
la ace eași sursă de tensiune ;
3. motor cu excitație serie – unde înfășurarea statorică și înfășurarea rotorică sunt legate în serie la
aceeași sursă de tensiune ;
4. motor cu excitație mixtă – unde înfășurarea statorică este divizată în două înfășurări, una conectată
în paralel și una conectată în serie.
Înfășurarea rotorică parcursă de curent va avea una sau mai multe perechi de poli magnetici echivalenți.
Rotorul se deplasează în câmpul magnetic de excitație până când polii rotorici se aliniază în dreptul polilor
statorici opuși.
În același moment, cole ctorul schimbă sensul curenților rotorici astfel încât polaritatea rotorului se
inversează și rotorul va continua deplasarea până la următoarea aliniere a polilor magnetici. Pentru acționări
electrice de puteri mici și medii, sau pentru acționări ce nu nec esită câmp magnetic de excitație variabil, în
locul înfășurărilor statorice se folosesc magneți permanenți.
Turația motorului este proporțională cu tensiunea aplicată înfășurării rotorice și invers proporțională
cu câmpul magnetic de excitație. Turația se reglează prin varierea tensiunii aplicată motorului până la
valoarea nominală a tensiunii, iar turații mai mari se obțin prin slăbirea câmpului de excitație.
Ambele metode vizează o tensiune variabilă ce poate fi obținută folosind un generator de cur ent
continuu , prin înserierea unor rezistoare în circuit sau cu ajutorul electronicii de putere (redresoare
comandate ).
Cuplul dezvoltat de motor este direct proporțional cu curentul electric prin rotor și cu câmpul magnetic
de excitație. Reglarea turației prin slăbire de câmp se face, așadar, cu diminuare a cuplului dezvoltat de
motor. La motoarele serie același curent str ăbate înfășurarea de excitație și înfășurarea rotorică.
Din această considerație se pot deduce două caracteristici ale motoarelor serie: pentru încărcări reduse
ale motorului, cuplul acestuia depinde de pătratul curentului electric absorbit; motorul nu tr ebuie lăsat să
funcționeze în gol pentru că în acest caz valoarea intensității curentului electric absorbit este foarte redusă
și implicit câmpul de excitație este redus, ceea ce duce la ambalarea mașinii până la autodistrugere.
Motoarele de curent continu u cu excitație serie se folosesc în tracțiunea electrică urbană și feroviară
(tramvaie, locomotive). [16]

37
Schimbarea sensului de rotație se face fie prin schimbarea polarității tensiunii de alimentare, fie prin
schimbarea sensului câmpului magnetic de exci tație. La motorul serie, prin schimbarea polarității tensiunii
de alimentare se realizează schimbarea sensului ambelor mărimi și sensul de rotație rămâne neschimbat.
Așadar, motorul serie poate fi folosit și la tensiune alternativă, unde polaritatea tensiu nii se inversează o
dată în decursul unei perioade . Un astfel de motor se numește motor universal și se folosește în aplicații
casnice de puteri mici și viteze mari de rotație (aspirator, mixer).
Mașina de curent continuu poate avea următoarele regimuri de funcționare:
● Regim de motor ;
● Regim de generator;
● Regim de frână.

În regim de motor , mașina este excitată pentru a produce un câmp magnetic, iar înfășurarea
rotorică este alimentată din exterior cu o tensiune continuă, inversată în tensiune alternativă de colector,
rezultând în fiecare spiră rotorică un curent alternativ.
Regimul de gene rator se obține când rotorul mașinii în curent continuu este antrenat și se creează
în interiorul mașinii câmpul magnetic inductor.
În regim de frână , mașina primește atât putere mecanică cât și putere electrică, transformându -le în
căldură și dezvoltând t otodată la arbore un cuplu electromagnetic rezistent necesar frânării mecanismului
sau instalației antrenate.
Datele nominale și caracteristicile tehnice sunt:
1. Puterea nominal ă – Pn [W], [kW]
• Este puterea util ă a ma șinii ;
2. Tensiunea nominal ă – Un [V], [kV]
• Este tensiunea la bornele indusului ;
• Corespunde regimului nominal pentru care a fost proiectat ă mașina;
• Valorile normalizate ale tensiunii pentru ma șinile de c.c. de uz general sunt:
o 110 V, 220 V, 440 V pentru motoare ;

38
o 115 V, 230 V, 460 V pentru generatoare ;
o 250 V, 660 V, 825 V, 1330 V, 1650 V, 2640 V, 3300 V pentru motoarele utilizate în
tracțiune ;
3. Curentul nominal – In [A], [kA]
• Este curentul care parcurge înfășurarea indus ă ;
• Corespunde puterii nominale;
• Este transmis re țelei de alimentare în regim de generator ;
• Este absorbit de la re țea în regim de motor .
4. Turaț ia nominal ă– nn [rot/min]
• Corespunde regimului nominal ;
5. Tensiunea de excita ție – Uex [V]
• Este tensiunea nominal ă a înfășurării de excitaț ie pentru M .C.C cu excitaț ie separată ;
6. Curentul de excitaț ie –Iex [A]
• Este curentul nominal al î nfășurării de excitaț ie pentru M .C.C cu excitaț ie separată ; [17]

39

Capitolul IV
Realizarea experimental ă

40
4.1. Senzorul de gaz MQ -2

Materialul sensibil al senzorului de gaz MQ -2 este SnO 2 (dioxid de staniu), care are o conduc tivitate
redusă în aerul curat. Valoarea concentrației dorite se ajustează cu ajutorul unui potențiometru aflat în
schemă electr onică a senzorului de gaz MQ -2.
Senzorul de gaz MQ -2 are o sensibilitate ridicată la GPL, Propan și Hidrogen, de asemenea, poate fi
utilizat pentru metan și alți aburi de combustibil. [18]
Fig. 4.1. Senzor gaz MQ -2

Se poate folosi ca:
 Detector de scurgeri de gaze interne;
 Detector industrial de gaze de la diverse combustibile;
 Detector de gaz portabil.
Senzorul de gaz prezintă următoarele caracteristici:
 Sensibilitate bună la gazele combustibile în gamă largă;
 Durată lungă de viață;
 Circuit simplu de antrenare. [18]

41
4.1.1 . Date tehnice
Modulul este folosit pentru a detecta scurgerile de gaze în încăperi mici sau mari și reprezintă o metodă
de precauție pentru incendii sau pentru intoxicații. Senzorul are o sensibilitate ridicată și principalele gaze
pe care le vizează sunt GPL -ul, izobutan, propan, metan, alcool, hidrogen și fum. Senzorul dispune de un
comparator, astfel că se pot citi date analogice în timp real sau se poate afla dacă concentrația de gaz a
depășit o anumita limită. [18]
Numărul modelului MQ-2
Tipul senzor ului Semiconductor
Standard de încapsulare Bachelită (bachelită neagră)
Detectare gaz Gaze combustibile sau fum
Concentrație 300-10000 ppm(gaze combustibile)

Circuit Tensiunea circuitului VC ≤24 V CC
Tensiunea încălzitorului VH 5.0 V+/ – 0.2 V ACorCC
Rezistența de sarcină RL Ajustabilă

Caracter Rezistența încălzitorului RH 31Ω+/ -3Ω(temperatura camerei)
Puterea încălzitorului PH ≤900mW
Rezistența de detectare RS 2KΩ -20KΩ(în 2000ppm C 3H8)
Sensibilitate S RS(în aer)R S(1000ppm izobutan)≥5
Diferență de nivel α ≤0.6(R 5000ppm /R3000ppm CH 4)

Condiții Temperatura de umiditate 20 ◦C+/-2◦C: 65%+/ -5% RH
Circuit de testare standard VC: 5.0 V+/ -0.1 V
VH: 5.0 V+/ -0.1 V
Timp de preîncălzire Peste 48 h

Aceste date tehnice se împart în trei categorii:
a. Condiții standard de funcționare;
b. Condițiile mediului înconjurător;
c. Caracteristici senzitive; [19]

42
A. Condiții standard de funcționare

Simbol Nume parametru Stare tehnică Observații
VC Tensiunea circuitului 5 V+/ – 0.1 V AC or CC
VH Tensiunea încălzitorului 5 V+/ – 0.1 V AC or CC
RL Rezistența de sarcină Ajustabilă
RH Rezistența încălzitorului 33 Ω+/ – 5% Temperatura camerei
PH Puterea încălzitorului < 800 mw

B. Condițiile mediului înconjurător

Simbol Nume parametru Stare tehnică Observații
Tao Temperatura utilizată -20 ◦C- 50 ◦C
Tas Temperatura de depozitare -20 ◦C- 70 ◦C
RH Umiditate relativă < 95% Rh
O2 Concentrația de oxigen 21%(condiție standard)
Concentrația de oxigen
poate afecta sensibilitatea Valoarea minimă
este peste 2%

43
C. Caracteristici senzitive

Valoarea de rezistență a MQ -2 este de diferite tipuri și de diferite gaze de concentrare. Deci,
atunci când se utilizează aceste componente, ajustarea sensibilității este foarte necesară. Este necesar să se
calibreze detectorul pentru 1000 ppm concentrație de gaz petrolier lichefiat GPL sau 1000 ppm izobutan
C4H10 în aer.
Valoarea de utilizare a rezistenței de sarcină R L de aproximativ 20 KΩ (5KΩ până la 47 KΩ).
Atunci când se măsoară cu precizie, punctul de alarmă a decvat pentru detectorul de gaz trebuie determinat
având în vedere influența temperaturii și umidității. (Fig. 4.5.) [18]

Simbol Nume parametru Stare tehnică Observații

RS

Rezistența de detectare

3KΩ -30KΩ
(1000ppm
izobutan) Detectarea
domeniului de
concentrare: 200ppm –
5000ppm GPL și
propan; 300ppm –
5000ppm butan;
5000ppm -20000ppm
metan; 300ppm –
5000ppm hidrogen;
100ppm -2000ppm
alcool

α (3000/1000)
izobutan Concentrația diferenței de nivel ≤0.6
Condițiile standard
de detectare Temperatura: 20 ◦C+/- 2 ◦C V C: 5
V+/-0.1
Umiditate: 65%+/ – 5% V H: 5 V+/ -0.1
Timp de preîncălzire Peste 24 h

44
4.1.2 . Structura și co nfigurarea senzorului

Fig. 4.2. Structura și configurarea senzorului de gaz MQ -217

Structura și configurația senzorului de gaz MQ -2 este prezentată în Fig. 4.2., acesta este compus din
următoarele elemente:
– tubul ceramic micro AL2O3;
– stratul sensibil la dioxidului de staniu (SnO2);
– electrodul de măsurare;
– încălzitorul. [19]

17 Sursa foto: https://www.pololu.com/file/0J309/MQ2.pdf

45
Toate acest e elemente sunt fixate într -o capsulă ce este realizată din plasă de oțel inoxidabil.
Încălzitorul asigură condițiile de lucru necesare pentru buna funcționare a componentelor sensibile. Capsula
MQ-2 are 6 pini, 4 dintre ei sunt folosiți pentru semnale și alți 2 sunt utilizați pentru furnizarea curentului
de încălzire.

În figura de mai jos (Fig. 4.4.) , este prezentat circuitul de testare al senzorului MQ -2, senzorul
trebuie să fie alimentat la două tensiuni:
● Tensiunea încălzitorului (VH); ● Tensiunea de testare (VC).
VH a folosit senzorul pentru temperatura de lucru certificată, în timp ce VC a fost utilizat pentru
detectarea tensiunii (VRL) la rezistența la sarcină (RL), care este în serie cu senzorul. Senzorul are polaritate
de lumină, iar Vc are nevoie de curent con tinuu. VC și VH ar putea utiliza același circuit de alimentare cu
condiția necesară pentru a asigura performanța senzorului. Pentru a face senzorul cu performanțe mai bune,
este necesară o valoare RL adecvată: puterea corpului de sensibilitate (P S). [18]
Fig. 4.4. Schema de testare a senzorului MQ -218

18 Sursa foto: https://www.pololu.com/file/0J309/MQ2.pdf
Fig. 4.3. Modulul de gaz MQ -2

46

Fig. 4.5. Dependența senzorului MQ -2 de temperatură și umiditate19
● Ro: senzo r de rezistență la 1000 ppm de H 2 în aer la 33% RH și 20 ◦C;
● Rs: rezistența de detectare la 1000 ppm de H 2 la diferite temperaturi și umidități.
Figura următoare prezintă caracteristicile tipice de sensibilitate ale MQ-2 pentru mai multe gaze.

Temp eratură : 20 ◦C; Concentrația de O 2 21%;
Umiditate: 65%; RL = 5kΩ ;
Ro: rezistența senzorului la 1000 ppm H 2 în aerul curat;
Rs: rezistență de detectare la diferite concentrații de gaze;

Fig. 4.6. Caracteristicile de sensibilitate20 [19]

19 Sursa foto: https://www.pololu.com/file/0J309/MQ2.pdf
20 Sursa foto: https://www.pol olu.com/file/0J309/MQ2.pdf

47
4.2. Camera w ireless
Pentru a putea direcționa sistemul realizat fără ca acesta să întâlnească posibile obstacole,
a fost nevoie de o camera video cu transmisie wireless. Camera folosită este Denver ACT -8030W.
Rolul acesteia este de a transmite imagini în timp real la dispozitivul conectat pentru a se putea
realiza deplasarea sistemului.

Fig. 4.7. Camera Wireless Denver ACT -8030W21

Repere și detalii:
● Camera de acțiune Full HD ;
● Funcția WI -FI;
● Rezoluția imaginii de 16 MP .

Caracteristici :
● Baterie de litiu încorpora tă: 1200mAh ;
● Microfon î ncorporat ;

21 Sursa foto: https://camera -video -digitala -sport.compari.ro/denver/act -8030w -p327547861/

48
● Impermeabil la 55 de metri atunci când este în carcasă impermeabilă ;
● Senzor CMOS 8mpixel cu unghi fix de 170 de grade ;
● Funcția de mișcare lentă și temporizare. [20]
Date tehnice :
Categorie Cameră de acțiune
Caracteristici Full HD, Wi -Fi, rezistent la șocuri și praf , impermeabil
Rezoluția video 1920 x 1080 pixeli
Interfețe (intrare) Micro USB
Interfețe (ieșire) Mini HDMI , microSD
Dimensiune diagonală a ecranului (cm) 5,08 cm
Dimensiune ecran diagonal (inci) 2 "
Tip senzor CMOS
Sursă de alimentare Acumulator reîncărcabil Li -ion
Carduri de memorie acceptate microSD
Rezistent la apă Da
Lățime 59 mm
Înălțime 44 mm
Greutate 57 g
Culoare Negru

49

Capitolul V
Controlul sistemului

50
5.1. Aplicația Android
Pentru a se asigura deplasarea sistemul ui și de asemenea, informațiile culese de către senzorul de
gaz să fie afișate și să se precizeze printr -un indicator concentrația de gaz inflamabil regăsită în aer, este
nevoie de o aplicație în Android realizată cu rolul de telecomandă . Aplicația a fost reali zată în programul
Blynk Android . (vezi la [21 ]). În figurile 5.1 și 5.2 sunt prezentate etapele instalării programului Blynk
Android.

Fig. 5.1. Panoul de control 22

Fig. 5.2. Instalarea aplicației23

22 Sursa foto: https://www.blynk.cc/
23 Sursa foto: https://www.blynk.cc/

51
Aplicația presupune existența a patru butoane (înainte, înapoi, stânga, dreapta) pentru deplasarea
sistemului și a unui indicator de concentrație a gazului. Pentru fiecare buton, s -a alocat pinul specific
fiecărei acțiuni . Acțiunile celor patru butoane corespunzătoare teleghidării sistemului sunt precizate în
figurile 5.3, 5.5, 5.6. Î n figurile 5.5 și 5.6 variabilele D0, D1, D2 ș i D3 reprezintă pinii de ieșire ai plăcii de
dezvoltare care transmit informații către puntea H (ei corespund nivelelor logice „0” – 0 V, respectiv „1” – 5
V). Figurile 5.3 și 5.4 prezintă modul de reprezentare a valorii concentrației gazului din incinta
monitorizată. În figura 5.4, A0 reprezintă pi nul de intrare în placa de dezvoltare pe care se primesc
informațiile oferit e de senzorul de gaz.

Fig. 5.3. Aplicația Android Fig. 5.4. Defini rea pinului pentru indicatorul de gaz

52

Fig. 5.5. Definirea pinilor pentru direcțiile dreapta/stânga

53

Fig. 5.6. Definirea pinilor pentru înainte/înapoi

54
5.2. Prezentarea sistemului
În imaginea de mai jos, este prezentată ansamblarea tuturor componentelor descrise ant erior,
rezultând sistemul comandat de la distanță cu ajutorul comunicației wireless prin intermediul unei aplicații
Android.

Pentru ca sistemul să funcționeze este necesară alimentarea lui la 5 V c.c, sursa de alimentare fiind
reprezentată de doi aculumatori externi (Fig. 5.7.), unul pentru puntea H (comanda motoarelor), iar celălalt
pentru placa de dezvoltare.
Fig. 5.7 . Prezentarea sistemului

55
Ghidarea sistemului este posibilă conectând camera wireless la un dispozitiv smartphone , aceasta
transmițând imagini în timp r eal la respectivul dispozitiv, făcând posibilă orientarea sistemului fără a
întâmpina pe traseu obstacole.
Deplasarea sistemului s e realizează cu ajutorul celor două motoare de c.c., motorul din față
realizând funcția de direcție (stânga/dreapta), iar motorul din spate deplasează sistemul înainte/înapoi.

Fig. 5.8 . Finalizarea sistemului

56
Concluzii

În această lucrare s-a realizat un dispozitiv acț ionat de la distanță prin comandă w ireless cu ajutorul
unui telefon mobil. Comandarea unui sistem de la distanță cu ajutorul comunicației wireless prin
intermediul unei aplicații Android a presupus un ansamblu de componente, alcătuit corespunzător, pentru
a supraveghea o zonă de posibile i ncidente sau pentru a detecta și indica prezența unor gaze (GPL, Propan
și Hidrogen, metan și alți aburi de combustibil) în zone greu accesibile pentru om.
Sistemul asigură monitorizarea tr aseului pe care ace sta trebuie să îl urmeze și face posibilă evitarea
obstacolelor. Aplicația realizată în A ndroid reprezintă o telecomandă și în același timp primește
informațiile de la senzorul de gaz , le afiș ează și precizează printr -un indicator concentrația de gaz inflamabil
regăsită în aer.
Capitolul I prezintă aspecte t eoretice privind comunicațiile w ireless.
Capitolul II descrie placa de dezvoltare NodeMCU, modul de instalare în programul Arduino IDE,
dar și schema electr onică a acestei.
În capitolul III este prezentat circuitul de comandă al motoarelor cu care este realizat sistemul. S –
a folosit o punte H L298N pentru motoarele de curent continuu de 5 V.
Capitolul IV este dedicat prezentării sen zorului de gaz MQ -2 și camerei w ireless, care fac part e
din activitatea sistemului .
Capitolul V cuprinde partea de prezentare a sistemului, realizarea aplicației Android pentru
comanda rea dispozitivului și ansamblarea tuturor componentelor .
Sistemul reprezintă un prototip care poate venii în ajutorul omului pentru a -i permite să fie în
siguranță fără să se expună unui risc și fără să consume foarte multe resurse, sistemul fiind unul destul de
accesibil din punct de vedere economic.

57
Bibliografie
[1] https://ro.wikipedia.org/wiki/Re%C8%9Bea_f%C4%83r%C4%83_fir
[2] http://www.runceanu.ro/adrian/wp -content/cursuri/retele2013/RC_C10_2013.pdf
[3] http://www.rfidc.com/docs/introductiontowireless_standards.htm
[4] Rețele locale, Răzvan Rughiniș, Andrei Ciorba, Răzvan Deaconescu, Bogdan Doinea
[5] http://www.cissb.ro/Revista_informaticii_2015/30.pdf
[6] https://www.air802.com/files/802 -11-WiFi -Wireless -Standards -and-Facts.pdf
[7] Curs – Tehnologii wireless și rețele mobile – Conf. Dr. Ing. Dan Mancaș
[8] https://www.electroschematics.com/wp -content/uploads/2015/02/esp8266 -datasheet.pdf
[9] http://www.handsontec.com/pdf_learn/esp8266 -V10.pdf
[10] https://www.arduino.cc/
[11] https://github.com/nodemcu/nodemcu -devkit
[12] https://www.sparkfun.com/datasheets/Robotics/L298_H_Bridge.pdf
[13] http://www.arduconce.cl/i ndex.php?route=product/product&product_id=66
[14] http://fritzing.org/projects/working -with-l298n -dc-motor -driver
[15] http://punt e-h.blogspot.com/
[16] https://ro.wikipedia.org/wiki/Motor_electric#Principiul_de_func%C8%9Bionare
[17]http://www.creeaza.com/tehnologie/electronica -electricitate/MASINA -DE-CURENT -CONTINUU –
MCC953.php
[18] https://www.pololu.com/file/0J309/MQ2.pdf
[19] http://www.mouser.com/ds/2/321/605 -00008 -MQ-2-Datasheet -370464.pdf
[20]https://www.conrad.com/ce/en/product/1313903/Action -camera -Denver -ACT -8030W -Full-HD-Wi-
Fi-Shockproof -Dustproof -Waterproof
[21] https://www.blynk.cc/

58
ANEXE
Anexă 1
Codul pentru funcționarea întregului sistemul este următorul:
#include <ESP8266WiFi.h>
#include <BlynkSimpleEsp8266.h>
#include <SPI.h>
#include <Ethernet.h>
#include <MQ2.h>

char auth[] = "991c6f6a2b0c436a870bb58fcb3ad130"; //
int buttonStatePrev;
int sensorValue;
int isSmokepin = D5;
int isSmoke = HIGH;
bool smoke1 = 0;
bool smoke2 = 0;
void smokeDetect() {

isSmoke = digitalRead(isSmokepin);
if (isSmoke == LOW) {
smoke1 = 1;
delay(300);
Serial.println("Atentie GAZ");
} else {
smoke1 = 0;
delay(300);
Serial.println("OK!");
}

59
}
void setup()
{
Serial.begin(9600);
Blynk.begin(auth, "Mari", "nuaivoietu");
while (Blynk.connect() == false) {
// Wait until connected
}
Blynk.virtualWrite(5,sensorValue ); //virtual pin
pinMode(D5, INPUT);
buttonStatePrev = HIGH;
}
void loop()
{
Blynk.run();
int buttonStateCurr = digitalRead(D5);
if (buttonStateCurr == LOW && buttonStatePrev == HIGH) {
Serial.println("stop");
buttonStatePrev = buttonStateCurr;
delay(50);

}
if (buttonStateCurr == HIGH && buttonStatePrev == LOW) {
Serial.println("GAZ");
Blynk.notify ("GAZ");
buttonStatePrev = buttonStateCurr;
delay(50);
}
}

60
Anexă 2
Codul pentru deplasarea sistemului în Arduino IDE este următorul:
#include <ESP8266WiFi.h>
String i;
WiFiServer server(80);
void setup()
{
i = "";
Serial.begin(115200);
Serial.println("AT+CWMODE=1");
pinMode( 16, OUTPUT); // GPIO pin16=D0 of NodeMCU 12E or in place of '16' you can write'D0'
directly || –>Connected to motordriver
pinMode(5, OUTPUT); // GPIO pin5=D1 of NodeMCU 12E or in place of '16' you can write 'D0' directly
|| –>Connected to motordriver
pinMode(4, OUTPUT); // GPIO pin4=D2 of NodeMCU 12E or in place of '16' you can write 'D0' directly
|| –>Connected to motordriver
pinMode(0, OUTPUT); // GPIO pin0=D3 of NodeMCU 12E or in place of '16' you can write 'D0' directly
|| –>Connected to m otordriver
WiFi.disconnect();
delay(2000);
Serial.println("Connecting to WIFI");
WiFi.begin("Mari","nuaivoietu");
while ((!(WiFi.status() == WL_CONNECTED))) {
delay(300);
Serial.print("..");

61
}Serial.println("sunt_conectat");
Serial .println("Adresa Ip este : ");
Serial.print((WiFi.localIP()));
server.begin();
}
int sensorValue;
int isSmokepin = D5;
int isSmoke = HIGH;
bool smoke1 = 0;
bool smoke2 = 0;
void smokeDetect() {
isSmoke = digitalRead(isSmokepin);
if (isSmoke == LOW) {
smoke1 = 1;
delay(300);
Serial.println("Atentie GAZ");
} else {
smoke1 = 0;
delay(300);
Serial.println("OK,OK,OK");
}
}
void smokeRead() {
sensorValue = analogRead(A0);

62
Serial.println(sensorValue);
if (sensorValue > 380) {
smoke2 = 1;
delay(300);
Serial.println("Atentie GAZ");
} else {
smoke2 = 0;
delay(300);
Serial.println("OK,OK,OK");
}
}
void loop()
{
smokeRead();
smokeDetect();
WiFiClient client = server.available();
if (!client) { return; }
while(!client.available()){ delay(1); }
i = (client.readStringUntil(' \r'));
i.remove(0, 5);
i.remove(i.length() -9,9);
if (i == "forward") {
digitalWrite(16,HIGH);
digitalWrit e(5,LOW);

63
digitalWrite(4,LOW);
digitalWrite(0,LOW);
client.println("HTTP/1.1 200 OK");
client.println("Content -Type: text/html");
client.println("");
client.println("<!DOCTYPE HTML>");
client.println("<html>");
client.println("forward");
client.println("</html>");
client.stop();
delay(1);
}
if (i == "reverse") {
digitalWrite(16,LOW);
digitalWrite(5,HIGH);
digitalWrite(4,LOW);
digitalWrite(0,LOW);
client.p rintln("HTTP/1.1 200 OK");
client.println("Content -Type: text/html");
client.println("");
client.println("<!DOCTYPE HTML>");
client.println("<html>");
client.println("reverse");
client.println("</html>");

64
client.stop();
delay(1);
}
if (i == "right") {
digitalWrite(16,LOW);
digitalWrite(5,LOW);
digitalWrite(4,HIGH);
digitalWrite(0,LOW);
client.println("HTTP/1.1 200 OK");
client.println("Content -Type: text/htm l");
client.println("");
client.println("<!DOCTYPE HTML>");
client.println("<html>");
client.println("right");
client.println("</html>");
client.stop();
delay(1);
}
if (i == "left") {
digitalWrite(16, LOW);
digitalWrite(5,LOW);
digitalWrite(4,LOW);
digitalWrite(0,HIGH);
client.println("HTTP/1.1 200 OK");

65
client.println("Content -Type: text/html");
client.println("");
client.println("<!DOCTYPE HTML>");
client.println("<html>");
client.println("left");
client.println("</html>");
client.stop();
delay(1);
} if (i == "stop") {
digitalWrite(16,LOW);
digitalWrite(5,LOW);
digitalWrite(4,LOW);
digitalWrite(0,LO W);
client.println("HTTP/1.1 200 OK");
client.println("Content -Type: text/html");
client.println("");
client.println("<!DOCTYPE HTML>");
client.println("<html>");
client.println("stop");
client.println("</html>");
client.stop();
delay(1);
}
}