RFID + senzor boja IoT projekt: 7 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:07

Ideja ovog projekta je nagraditi ljude koji piju iz šalica kave i pravilno ih zbrinuti. Uzmimo za primjer kompaniju poput Tima Hortonsa; u 2014. zabilježili su posluživanje 2 milijarde šoljica kafe godišnje. Iako se njihove čaše mogu reciklirati, trenutno nisu svugdje prihvaćene za recikliranje. Kao što je navedeno na njihovoj web stranici, „trenutno imamo programe u brojnim restoranima diljem Kanade gdje hvatamo našu papirnu čašu (i drugu ambalažu) za recikliranje ili kompostiranje. Broj lokacija na kojima nudimo recikliranje u trgovinama nastavlja rasti dok radimo s lokalnim kompanijama za gospodarenje otpadom na proširenju našeg programa …”

Stoga, kako se nastavljaju širiti i penjati u industriji kao korporacija koja se brine o okolišu, vjerujemo da mogu povećati i broj kupaca i podići svijest stvaranjem sistema nagrada za poticaje.

Ovaj projekat je pokušaj razvoja osnovnog sistema oko ove ideje.

Korak 1: Dijelovi

• Raspberry Pi 3
• Arduino Mega
• Mini ploča
• Ženske.muške žice kratkospojnika
• 2 x LED diode (crvena i zelena)
• 2 x 330 Ohm otpornici
• Senzor u boji TCS3200
• RC522 RFID čitač i oznake
• USB 2.0 kabel tipa A/B
• Računar i Internet
• Solja za kafu

Korak 2: Postavljanje hardvera

Spajanje TCS 3200 na Arduino

VCC 5V

GND GND

S0 4

S1 5

S2 6

S3 7

E0 GND

OUT 8

Povežite RFID/LED diode na Raspberry Pi

SDA 24

SCK 23

MOSI 19

MISO 21

GND 6

RST 22

3.3V 1

ZELENA LED 12 i 330 Ohma prema GND

CRVENA LED 11 i 330 Ohma prema GND

Korak 3: Programiranje senzora boje

TCS3200 oseća svetlost u boji kroz unutrašnji niz od 8 x 8 fotodioda. Pretvarač frekvencije struje koristi se za pretvaranje očitanja sa fotodiode u kvadratni val čija je frekvencija proporcionalna intenzitetu svjetlosti.

Fotodiode imaju tri različita filtera u boji. Postoji 16 crvenih filtera, 16 zelenih filtera, 16 plavih filtera i ostalih 16 fotodioda bez filtera.

Da bi fotodioda mogla očitati boju, moramo kontrolirati pinove S2 i S3.

Tabela boja:

Boja S2 S3

Crveno LOW LOW

Plava LOW HIGH

Zelena HIGH HIGH

Svaki senzor se može malo razlikovati u frekvenciji. Približite senzor čaši. Pomoću koda Colour_Tester.ino pronađite ispravne vrijednosti za svoju šalicu i zapamtite zadane vrijednosti u serijskom monitoru. Zatim napišite if izjave za izlaz "da" ili "ne" ako senzor detektira čašicu kao što je prikazano u Sensor_Data.ino.

Kad završite, povežite Arduino na Raspberry Pi putem USB kabela.

Korak 4: Postavljanje Raspbiana za RFID RC522

1. Omogućite SPI (serijsko periferno sučelje), otvorite terminal i pokrenite sljedeću naredbu.

sudo raspi-config

2. Pomoću tipki sa strelicama odaberite „5 Interfacing Options“(Opcije sučelja) i pritisnite Enter.

3. Pomoću tipki sa strelicama odaberite „P4 SPI“i pritisnite Enter.

4. Sada ćete biti upitani želite li omogućiti SPI sučelje, sa strelicama odaberite Da i pritisnite Enter za nastavak.

5. Nakon što je SPI sučelje uspješno omogućeno, trebali biste vidjeti sljedeći tekst na ekranu, „SPI sučelje je omogućeno“. Ponovo pokrenite Raspberry Pi pritiskom na Enter, a zatim na ESC. Upišite sljedeću naredbu u terminal na vašem Raspberry Pi da biste ponovo pokrenuli Raspberry Pi.

sudo reboot

6. Kada vaš Raspberry Pi završi ponovno pokretanje, provjerite je li zaista omogućen. Pokrenite sljedeću naredbu da vidite je li spi_bcm2835 naveden.

lsmod | grep spi

7. Instalirajte Python-dev i git naredbom.

sudo apt-get install python-dev git

8. Pokrenite Node-Red da kreirate fasciklu ~/.node u vašoj matičnoj fascikli. Pokrenite naredbu

node-red-start

Pristupite korisničkom sučelju pomoću preglednika, pokažite na adresu https://: 1880. Na primjer, moj Pi je na mreži moje kućne kancelarije na adresi 192.168.0.17, pa za pristup Node-RED-u pregledavam

Sada naredbom zaustavite Node-Red Server.

node-red-stop

9. Instalirajte Daemon čvor i Serijski čvor.

cd ~./node-red

npm i node-red-node-daemon npm i node-red-node-serialport

10. Instalirajte SPI-Py.

cd ~

git clone https://github.com.lthiery/SPI-Py.git cd SPI-Py/sudo python setup.py install

11. Izvucite ove datoteke iz zip datoteke u kućni direktorij vašeg korisnika - tj. /Home /pi.

12. Ponovo pokrenite pi i još jednom pokrenite Node-Red.

13. Testirajte čitač kartica pokretanjem skripte iz komandne linije

cd ~

python rfidreader.py

Kada mašete oznakom unutar ~ 1 cm od glavnog područja čitača kartica, skripta će ispisati jedinstveni UID kartice i njen tip. Postoje različite vrste kartica, najčešće se zovu MIFARE 1KB, ali postoje i druge. Ne koriste sve kartice isti RF komunikacijski protokol, stoga se nemojte iznenaditi ako slučajna kartica koju podignete nije prepoznata. Upamtite UID vaših oznaka za kasnije.

Korak 5: Kreirajte NOD-RED protok za čitanje vaše RFID oznake i senzora boje

Povežite se s Node-RED-om na svom Pi-u pomoću preglednika-bilo s drugog računara ili na samom Pi-u.

1. Kliknite na ikonu hamburgera pored crvenog dugmeta za implementaciju u gornjem desnom uglu.

2. Idite na Uvoz i kliknite na međuspremnik.

3. Kopirajte cijeli sadržaj teksta u datoteku node-red-flow.txt i zalijepite ga u međuspremnik i pritisnite Uvoz.

4. Moramo se pobrinuti da je sve ispravno konfigurirano. Prvo kliknite na narančasti serijski čvor (gore lijevo). Pritisnite ikonu olovke, a zatim ikonu tražila i odaberite serijski port na koji je Arduino povezan. Zatim kliknite na crveno dugme Ažuriraj, a zatim na crveno dugme Gotovo.

5. Zatim ćemo konfigurirati ljubičasti MQTT čvor (pored serijskog čvora). Kliknite na ikonu olovke. Unesite IP adresu na kojoj želite da posrednik bude. Kada završite, kliknite crveno dugme za ažuriranje i crveno dugme Gotovo.

6. Na kraju, konfiguriramo narančasti čvor funkcije nazvan JSON za Object pored čvora RFIDReader. Funkcija sadrži naredbu switch. Ovo će uzeti UID oznaka i preimenovati ih. U našem slučaju, imali smo dvije oznake koje smo preimenovali u User 1 i User 2.

VAŽNA NAPOMENA: Ako namjeravate koristiti više od dvije oznake, morat ćete promijeniti skripte/tok.

Korak 6: Postavljanje i nadzorna ploča

Sve je podešeno i spremno za rad. Pritisnite crveno dugme za raspoređivanje u gornjem desnom kutu.

Kliknite na ikonu stupčastog grafikona ispod nje, a zatim na ikonu koja izgleda kao okvir sa strelicom. Novi prozor bi se trebao pojaviti s RFID & SENSOR TABLE i RFID-RC522 dodacima.

Pritisnite gumb Kreiraj da biste pokrenuli novu tablicu i započeli testiranje oznaka. Trebali biste vidjeti tablicu koja prikazuje različite oznake, broj točaka/puta kada je otkrivena i datum/vrijeme. U međuvremenu na matičnoj ploči, zeleni LED dioda trebao bi svijetliti kad god se otkrije oznaka, ako ne, crveno će svijetliti. (Za brisanje tablice pritisnite Clear, a za brisanje tablice pritisnite Delete). Senzor boje bi trebao raditi na isti način. Ako se šalica otkrije, crna točka će postati zelena.

Korak 7: Budućnost

• Bolje izgleda korisničko sučelje
• Više korisnika
• Baza podataka fotoaparata/fotografija za preciznije otkrivanje šoljice za kafu
• Šaljite ažuriranja bodova na Twitter naloge