Projekt IoT sa RFID senzorom boje: 7 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:35

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

Dakle, kako se nastavljaju širiti i penjati u industriji kao korporacija koja se brine za okoliš, vjerujemo da mogu povećati i broj kupaca i podići svijest stvaranjem sustava poticajnih nagrada.

Ovaj projekt je pokušaj razvoja osnovnog sustava oko ove ideje.

Korak 1: Dijelovi

• Malina Pi 3
• Arduino Mega
• Mini ploča
• Ženski.muški žice kratkospojnika
• 2 x LED diode (crvena i zelena)
• 2 x 330 Ohm otpornici
• Senzor boje TCS3200
• RC522 RFID čitač i oznake
• USB 2.0 kabel tipa A/B
• Računalo i Internet
• Šalica kave

Korak 2: Postavljanje hardvera

Spajanje TCS 3200 na Arduino

VCC 5V

GND GND

S0 4

S1 5

S2 6

S3 7

E0 GND

IZLAZ 8

Spojite 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 osjeća svjetlo u boji kroz unutarnji niz 8 x 8 fotodioda. Pretvarač frekvencije struje koristi se za pretvaranje očitanja s 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.

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

Tablica boja:

Boja S2 S3

Crveno NISKO NISKO

Plavo NISKO VISOKO

Zeleno VISOKO VISOKO

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

Kad završite, spojite 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, na ekranu bi se trebao pojaviti sljedeći tekst, "SPI sučelje je omogućeno". Ponovno pokrenite Raspberry Pi pritiskom na Enter, a zatim na ESC. Upišite sljedeću naredbu u terminal na vašem Raspberry Pi da biste ponovno pokrenuli Raspberry Pi.

sudo ponovno podizanje sustava

6. Nakon što je vaš Raspberry Pi završio ponovno podizanje sustava, provjerite je li zaista omogućen. Pokrenite sljedeću naredbu da vidite je li spi_bcm2835 na popisu.

lsmod | grep spi

7. Instalirajte Python-dev i git naredbom.

sudo apt-get install python-dev git

8. Pokrenite Node-Red za stvaranje mape ~/.node u vašoj matičnoj mapi. Pokrenite naredbu

čvor-crveno-početak

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

Sada naredbom zaustavite Node-Red Server.

čvor-crveno-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. Raspakirajte ove datoteke iz zip datoteke u kućni direktorij vašeg korisnika - tj. /Home /pi.

12. Ponovno pokrenite pi i još jednom pokreni Node-Red.

13. Testirajte čitač kartica pokretanjem skripte iz naredbenog retka

cd ~

python rfidreader.py

Kad 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 pa se nemojte iznenaditi ako slučajna kartica koju podignete nije prepoznata. Upamtite UID svojih oznaka za kasnije.

Korak 5: Stvorite 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 računala ili na samom Pi-u.

1. Pritisnite ikonu hamburgera pored crvenog gumba za implementaciju u gornjem desnom kutu.

2. Idite na Uvoz i kliknite međuspremnik.

3. Kopirajte cijeli sadržaj teksta u datoteku node-red-flow.txt i zalijepite ga u međuspremnik te 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 spojen. Zatim kliknite crveni gumb za ažuriranje, a zatim crveni gumb Gotovo.

5. Zatim ćemo konfigurirati ljubičasti MQTT čvor (pored serijskog čvora). Pritisnite ikonu olovke. Upišite IP adresu na kojoj želite da posrednik bude. Kada završite, kliknite crveni gumb Ažuriraj i crveni gumb Gotovo.

6. Na kraju, konfiguriramo narančasti čvor funkcije nazvan JSON za Object uz čvor RFIDReader. Funkcija sadrži naredbu switch. To 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 crvenu tipku za raspoređivanje u gornjem desnom kutu.

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

Pritisnite gumb Kreiraj da biste pokrenuli novu tablicu i počeli testirati svoje oznake. 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 svjetlo će svijetliti. (Za brisanje tablice pritisnite Clear, a za brisanje tablice pritisnite Delete). Senzor boje trebao bi raditi na isti način. Ako se detektira šalica tada će crna točka postati zelena.

Korak 7: Budućnost

• Korisničko sučelje bolje izgleda
• Više korisnika
• Baza podataka fotoaparata/fotografija za preciznije otkrivanje šalice kave
• Šaljite ažuriranja bodova na Twitter račune