Projecte IoT RFID + Color Sensor: 7 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

La idea d’aquest projecte és premiar les persones que beuen de les tasses de cafè i les eliminen adequadament. Prenem per exemple una empresa com Tim Hortons; el 2014, van registrar servir 2.000 milions de tasses de cafè anualment. Tot i que les seves tasses es poden reciclar, en aquest moment no s’accepten reciclar-les a tot arreu. Tal com s’afirma al seu lloc web, “actualment tenim programes en diversos restaurants de tot el Canadà on capturem la nostra tassa de paper (i altres envasos) per reciclar-la o fer-ne compostatge. El nombre de llocs on oferim reciclatge a la botiga continua creixent a mesura que treballem amb empreses locals de gestió de residus per ampliar el nostre programa …”

Per tant, a mesura que continuen expandint-se i ascendint a la indústria com una corporació respectuosa amb el medi ambient, creiem que també poden augmentar la quantitat de clients i augmentar la consciència creant un sistema de premis d’incentius.

Aquest projecte és un intent de desenvolupar un sistema bàsic al voltant d'aquesta idea.

Pas 1: parts

• Raspberry Pi 3
• Arduino Mega
• Mini taulell de suport
• Femella. Filtres de pont masculí
• 2 LEDs (vermell i verd)
• Resistències de 2 x 330 Ohm
• Sensor de color TCS3200
• Lector i etiquetes RFID RC522
• Cable USB 2.0 tipus A / B
• Informàtica i Internet
• Tassa de cafè

Pas 2: Configuració del maquinari

Connexió del TCS 3200 a l'Arduino

VCC 5V

GND GND

S0 4

S1 5

S2 6

S3 7

E0 GND

SORTIDA 8

Connecteu RFID / LED a Raspberry Pi

SDA 24

SCK 23

MOSI 19

MISO 21

GND 6

RST 22

3,3 V 1

LED VERD de 12 i 330 Ohm a GND

LED VERMELL 11 i 330 Ohm a GND

Pas 3: programació del sensor de color

TCS3200 detecta la llum del color a través d’una matriu interna de fotodiodes de 8 x 8. Un convertidor de freqüència de corrent s’utilitza per convertir la lectura del fotodiode en una ona quadrada la freqüència de la qual és proporcional a la intensitat de la llum.

Els fotodíodes tenen tres filtres de color diferents. Hi ha 16 filtres vermells, 16 filtres verds, 16 filtres blaus i altres 16 fotodíodes sense filtre.

Per deixar que el fotodiode llegeixi el color, hem de controlar els pins S2 i S3.

Taula de colors ：

Color S2 S3

Vermell BAIX BAIX

Blau BAIX ALT

Verd ALT ALT

Cada sensor pot variar lleugerament en freqüència. Acosteu el sensor a la tassa. Utilitzeu el codi Colour_Tester.ino per trobar els valors correctes per a la vostra tassa en concret i recordeu els valors donats al monitor de sèrie. A continuació, escriviu instruccions if per generar un "sí" o un "no" si el sensor detecta la copa tal com es mostra a Sensor_Data.ino.

Un cop finalitzat, connecteu l'Arduino al Raspberry Pi mitjançant un cable USB.

Pas 4: Configuració de Raspbian per a RFID RC522

1. Activeu l'SPI (Serial Peripheral Interface), obrint el terminal i executant l'ordre següent.

sudo raspi-config

2. Utilitzeu les tecles de fletxa per seleccionar "5 Opcions d'interfície" i premeu Retorn.

3. Utilitzeu les tecles de fletxa per seleccionar "P4 SPI" i premeu Retorn.

4. Ara se us demanarà si voleu habilitar la interfície SPI, seleccioneu Sí amb les tecles de fletxa i premeu Retorn per continuar.

5. Un cop s'ha activat correctament la interfície SPI, haureu de veure el següent text a la pantalla: "La interfície SPI està habilitada". Reinicieu el Raspberry Pi prement Enter i després ESC. Escriviu l'ordre següent al terminal del vostre Raspberry Pi per reiniciar el Raspberry Pi.

sudo reiniciar

6. Quan el vostre Raspberry Pi hagi acabat de reiniciar-se, comproveu que s'hagi habilitat. Executeu l'ordre següent per veure si apareix spi_bcm2835.

lsmod | grep spi

7. Instal·leu Python-dev i git amb l'ordre.

sudo apt-get install python-dev git

8. Inicieu Node-Red per crear una carpeta ~ /.node a la vostra carpeta inicial. Executeu l'ordre

node-red-start

Accediu a la interfície d'usuari mitjançant el navegador, apunteu a l'adreça https://: 1880. Per exemple, el meu Pi es troba a la xarxa de la meva oficina a casa amb l'adreça 192.168.0.17, de manera que per accedir a Node-RED busco

Ara atureu el servidor Node-Red amb l'ordre.

node-red-stop

9. Instal·leu el node Daemon i el node sèrie.

cd ~. / node-red

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

10. Instal·leu SPI-Py.

cd ~

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

11. Extraieu aquests fitxers del fitxer zip del directori inicial del vostre usuari, és a dir, / home / pi.

12. Reinicieu el pi i torneu a iniciar Node-Red.

13. Proveu el lector de targetes executant l'script des de la línia d'ordres

cd ~

python rfidreader.py

Quan agiteu una etiqueta a uns 1 cm de l'àrea principal del lector de targetes, l'script imprimirà l'UID únic de la targeta i el tipus serà. Hi ha diversos tipus de targetes, les més comunes s’anomenen MIFARE 1KB, però n’hi ha d’altres. No totes les targetes utilitzen el mateix protocol de comunicació RF, així que no us sorprengueu si no es reconeix una targeta aleatòria que recolliu. Recordeu l'ID de les vostres etiquetes per a més endavant.

Pas 5: creeu un flux Node-RED per llegir la vostra etiqueta RFID i el sensor de color

Connecteu-vos a Node-RED del vostre Pi mitjançant un navegador, ja sigui des d’un altre equip o des del mateix Pi.

1. Feu clic a la icona d'hamburguesa al costat del botó de desplegament vermell a la part superior dreta.

2. Aneu a Importa i feu clic a Portapapers.

3. Copieu tot el contingut del text al fitxer node-red-flow.txt i enganxeu-lo al porta-retalls i premeu Importa.

4. Hem d’assegurar-nos que tot està configurat correctament. En primer lloc, feu clic al node serial taronja (a la part superior esquerra). Feu clic a la icona de la ploma i, a continuació, a la icona del visor i seleccioneu el port sèrie al qual està connectat Arduino. A continuació, feu clic al botó vermell Actualització seguit del botó vermell Fet.

5. A continuació configurarem el node porpra MQTT (al costat del node sèrie). Feu clic a la icona de la ploma. Escriviu l'adreça IP on voleu que estigui el corredor. Un cop finalitzat, feu clic al botó vermell Actualitza i al botó vermell Fet.

6. Finalment, configurem el node de funció taronja anomenat JSON a Object al costat del node RFIDReader. La funció conté una instrucció switch. Això prendrà l'UID de les etiquetes i les canviarà de nom. En el nostre cas, teníem dues etiquetes que vam canviar el nom d’Usuari 1 i Usuari 2.

NOTA IMPORTANT: si teniu intenció d'utilitzar més de dues etiquetes, haureu de canviar els scripts / flux.

Pas 6: desplegament i tauler

Tot està configurat i llest per començar. Premeu el botó vermell Implementa a la part superior dreta.

Feu clic a la icona del gràfic de barres que hi ha a sota, seguida de la icona que sembla ser un quadre amb una fletxa. S'hauria d'aparèixer una finestra nova amb els widgets RFID & SENSOR TABLE i RFID-RC522.

Premeu el botó Crea per iniciar una taula nova i començar a provar les etiquetes. Hauríeu de veure la taula que mostra les diferents etiquetes el nombre de punts / vegades que s’ha detectat i la data / hora. Mentrestant, a la taula de treball, el led verd s’ha d’encendre sempre que es detecti una etiqueta, si no, el llum vermell estarà encès. (Per esborrar la taula, premeu Esborra i, per suprimir-la, premeu Supr). El sensor de color hauria de funcionar de la mateixa manera. Si es detecta la copa, el punt negre es tornarà verd.

Pas 7: futur

• Millor interfície d'usuari
• Més usuaris
• Base de dades de càmeres / fotos per a una detecció més precisa de les tasses de cafè
• Enviar actualitzacions de punts a comptes de twitter