RFID + Цветен сензор IoT проект: 7 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:52

Идеята на този проект е да възнагради хората, които пият от чаши за кафе и да ги изхвърлят правилно. Вземете например компания като Тим Хортънс; през 2014 г. те записаха сервиране на 2 милиарда чаши кафе годишно. Въпреки че чашите им могат да бъдат рециклирани, понастоящем те не се приемат за рециклиране навсякъде. Както е посочено на техния уебсайт, „в момента имаме програми в редица ресторанти в Канада, където улавяме нашата хартиена чаша (и друга опаковка) за рециклиране или компостиране. Броят на местата, където предлагаме рециклиране в магазините, продължава да расте, докато работим с местни компании за управление на отпадъци, за да разширим нашата програма …”

Така че, тъй като те продължават да се разширяват и изкачват в индустрията като екологосъобразна корпорация, ние вярваме, че те също могат да увеличат броя на клиентите и да повишат осведомеността чрез създаване на система за стимулиращи награди.

Този проект е опит да се разработи основна система около тази идея.

Стъпка 1: Части

• Малина Пи 3
• Arduino Mega
• Мини дъска
• Женски, мъжки проводници
• 2 x светодиода (червен и зелен)
• 2 x 330 ома резистори
• Цветен сензор TCS3200
• RC522 RFID четец и тагове
• USB 2.0 кабел тип A/B
• Компютър и интернет
• Чаша за кафе

Стъпка 2: Настройка на хардуера

Свързване на TCS 3200 към Arduino

VCC 5V

GND GND

S0 4

S1 5

S2 6

S3 7

E0 GND

ОТ 8

Свържете RFID/светодиоди към Raspberry Pi

SDA 24

SCK 23

MOSI 19

MISO 21

GND 6

RST 22

3.3V 1

ЗЕЛЕН светодиод 12 и 330 ома към GND

ЧЕРВЕН LED 11 и 330 Ohm към GND

Стъпка 3: Програмиране на сензор за цвят

TCS3200 усеща цветната светлина чрез вътрешен фотодиоден масив 8 x 8. Честотен преобразувател се използва за преобразуване на показанията от фотодиода в квадратна вълна, чиято честота е пропорционална на интензитета на светлината.

Фотодиодите имат три различни цветни филтъра. Има 16 червени филтъра, 16 зелени филтъра, 16 сини филтъра и други 16 фотодиода без филтър.

За да позволим на фотодиода да прочете цвета, трябва да контролираме щифтове S2 и S3.

Цветова таблица:

Цвят S2 S3

Червено НИСКО НИСКО

Синьо НИСКО ВИСОКО

Зелено ВИСОКО ВИСОКО

Всеки сензор може да се различава леко по честота. Приближете сензора до чашата. Използвайте кода Colour_Tester.ino, за да намерите правилните стойности за вашата конкретна чаша и запомнете дадените стойности в серийния монитор. След това напишете инструкции if за извеждане на "да" или "не", ако сензорът открива чашата, както е показано в Sensor_Data.ino.

След като приключите, свържете Arduino към Raspberry Pi чрез USB кабел.

Стъпка 4: Настройка на Raspbian за RFID RC522

1. Активирайте SPI (сериен периферен интерфейс), отваряйки терминала и изпълнявайки следната команда.

sudo raspi-config

2. Използвайте клавишите със стрелки, за да изберете „5 Опции за взаимодействие“и натиснете Enter.

3. Използвайте клавишите със стрелки, за да изберете „P4 SPI“, и натиснете Enter.

4. Сега ще бъдете попитани дали искате да активирате SPI интерфейса, изберете Да с клавишите със стрелки и натиснете Enter, за да продължите.

5. След като SPI интерфейсът е успешно активиран, трябва да видите следния текст на екрана, „SPI интерфейсът е активиран“. Рестартирайте Raspberry Pi, като натиснете Enter и след това ESC. Въведете следната команда в терминала на вашия Raspberry Pi, за да рестартирате Raspberry Pi.

sudo рестартиране

6. След като вашият Raspberry Pi приключи с рестартирането, проверете дали той действително е активиран. Изпълнете следната команда, за да видите дали spi_bcm2835 е в списъка.

lsmod | grep spi

7. Инсталирайте Python-dev и git с командата.

sudo apt-get install python-dev git

8. Стартирайте Node-Red, за да създадете папка ~/.node във вашата домашна папка. Изпълнете командата

node-red-start

Влезте в потребителския интерфейс, като използвате браузъра си, посочете адреса https://: 1880. Например моят Pi е в мрежата на домашния ми офис на адрес 192.168.0.17, така че за достъп до Node-RED преглеждам до

Сега спрете Node-Red Server с командата.

възел-червено-стоп

9. Инсталирайте възела Daemon и сериен възел.

cd ~./node-red

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

10. Инсталирайте SPI-Py.

cd ~

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

11. Извлечете тези файлове от zip в домашната директория на вашия потребител - т.е. /home /pi.

12. Рестартирайте pi и стартирайте Node-Red още веднъж.

13. Тествайте четеца на карти, като стартирате скрипта от командния ред

cd ~

python rfidreader.py

Когато размахвате маркер в рамките на ~ 1 см от основната област на четеца на карти, скриптът ще отпечата уникалния UID на картата и нейния тип. Има различни видове карти, най -често срещаните се наричат MIFARE 1KB, но има и други. Не всички карти използват един и същ RF протокол за комуникация, така че не се изненадвайте, ако случайна карта, която вземете, не бъде разпозната. Запомнете UID на вашите тагове за по -късно.

Стъпка 5: Създайте NOD-RED поток за четене на вашия RFID етикет и сензор за цвят

Свържете се с Node-RED на вашия Pi с помощта на браузър-или от друг компютър, или от самия Pi.

1. Щракнете върху иконата на хамбургер до червения бутон за разгръщане горе вдясно.

2. Отидете на Импортиране и кликнете върху буферната памет.

3. Копирайте цялото съдържание на текста във файла node-red-flow.txt и го поставете в клипборда и натиснете Импортиране.

4. Трябва да се уверим, че всичко е конфигурирано правилно. Първо щракнете върху оранжевия сериен възел (горе вляво). Щракнете върху иконата на писалката и след това върху иконата на визьора и изберете серийния порт, към който е свързан Arduino. След това щракнете върху червения бутон за актуализация, последван от червения бутон Готово.

5. След това ще конфигурираме лилавия MQTT възел (до серийния възел). Кликнете върху иконата на писалката. Въведете IP адреса на мястото, където искате да бъде брокерът. След като приключите, щракнете върху червения бутон за актуализация и червения бутон Готово.

6. И накрая, конфигурираме оранжевия функционален възел, наречен JSON, за Object до възела RFIDReader. Функцията съдържа оператор switch. Това ще отнеме UID на таговете и ще ги преименува. В нашия случай имахме два маркера, които преименувахме на потребител 1 и потребител 2.

ВАЖНА ЗАБЕЛЕЖКА: Ако възнамерявате да използвате повече от два маркера, ще трябва да промените скриптовете/потока.

Стъпка 6: Разгръщане и табло за управление

Всичко е настроено и готово за работа. Натиснете червения бутон за разгръщане горе вдясно.

Кликнете върху иконата на лентова диаграма под нея, последвана от иконата, която изглежда като поле със стрелка. Трябва да се появи нов прозорец с RFID & SENSOR TABLE и RFID-RC522 джаджи.

Натиснете бутона Създай, за да стартирате нова таблица и да започнете да тествате маркерите си. Трябва да видите таблицата, показваща различните тагове, броя точки/пъти, в които е била открита, и датата/часа. Междувременно на макета, зеленият светодиод трябва да светне всеки път, когато се открие маркер, ако не червената светлина ще свети. (За да изчистите таблицата, натиснете Изчисти и за да изтриете таблицата, натиснете Изтрий). Цветният сензор трябва да работи по същия начин. Ако чашата бъде открита, черната точка ще стане зелена.

Стъпка 7: Бъдеще

• По -добре изглеждащ потребителски интерфейс
• Повече потребители
• Камера/Снимка база данни за по -точно откриване на чаша за кафе
• Изпращайте актуализации на точки към акаунти в Twitter