RFID + פרויקט חיישן צבע IoT: 7 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:15

הרעיון של הפרויקט הזה הוא לתגמל אנשים ששותים מכוסות קפה ולהיפטר מהם כראוי. קחו לדוגמא חברה כמו טים הורטונס; בשנת 2014, הם רשמו להגיש 2 מיליארד כוסות קפה בשנה. למרות שאפשר למחזר את הכוסות שלהם, הם אינם מתקבלים למחזור בכל מקום בשלב זה. כפי שנאמר באתר האינטרנט שלהם, "יש לנו כרגע תוכניות במספר מסעדות ברחבי קנדה שבהן אנו לוכדים את כוס הנייר (ואריזות אחרות) למיחזור או קומפוסט. מספר המיקומים בהם אנו מציעים מיחזור בחנויות ממשיך לגדול כאשר אנו עובדים עם חברות ניהול פסולת מקומיות להרחבת התוכנית שלנו …"

לכן, ככל שהם ממשיכים להתרחב ולטפס בתעשייה כתאגיד אכפתי לסביבה, אנו מאמינים שהם יכולים גם להגדיל את כמות הלקוחות ולהעלות את המודעות על ידי יצירת מערכת פרסים לתמריצים.

פרויקט זה הוא ניסיון לפתח מערכת בסיסית סביב רעיון זה.

שלב 1: חלקים

• פטל פי 3
• ארדואינו מגה
• קרש לחם מיני
• חוטי מגשר נקבה
• 2 x נוריות (אדום וירוק)
• 2 x 330 אוהם נגדים
• חיישן צבע TCS3200
• קורא ותגיות RC522 RFID
• כבל USB 2.0 סוג A/B
• מחשב ואינטרנט
• כוס קפה

שלב 2: הגדרת חומרה

חיבור TCS 3200 ל- Arduino

VCC 5V

GND GND

S0 4

S1 5

S2 6

S3 7

E0 GND

החוצה 8

חבר RFID/נוריות ל- Raspberry Pi

SDA 24

SCK 23

MOSI 19

MISO 21

GND 6

RST 22

3.3V 1

LED ירוק 12 ו -330 אוהם ל- GND

LED אדום 11 ו -330 אוהם ל- GND

שלב 3: תכנות חיישן צבע

TCS3200 מזהה אור צבע באמצעות מערך פוטודיודה 8 x 8 פנימי. ממיר תדר זרם משמש להמרת הקריאה מהפוטודיודה לגל מרובע שתדירותו פרופורציונלית לעוצמת האור.

לפוטודיודות יש שלושה מסנני צבע שונים. ישנם 16 מסננים אדומים, 16 מסננים ירוקים, 16 מסננים כחולים ועוד 16 פוטודיודות ללא מסנן.

על מנת לתת לפוטודיודה לקרוא את הצבע, עלינו לשלוט בסיכות S2 ו- S3.

שולחן צבע:

צבע S2 S3

אדום נמוך נמוך

כחול LOW HIGH

ירוק HIGH HIGH

כל חיישן עשוי להשתנות מעט בתדירות. קירוב החיישן לכוס. השתמש בקוד Colour_Tester.ino כדי למצוא את הערכים הנכונים עבור הכוס הספציפית שלך וזכור את הערכים הנתונים במסך הסידורי. לאחר מכן כתוב אם הצהרות להוצאת "כן" או "לא" אם החיישן מזהה את הכוס כפי שמוצג ב- Sensor_Data.ino.

לאחר השלמתו, חבר את ה- Arduino ל- Raspberry Pi באמצעות כבל USB.

שלב 4: הגדרת Raspbian עבור RFID RC522

1. הפעל את SPI (ממשק היקפי סידורי), פתח את הטרמינל והפעל את הפקודה הבאה.

sudo raspi-config

2. השתמש במקשי החצים כדי לבחור "5 אפשרויות ממשק" ולחץ על Enter.

3. השתמש במקשי החצים כדי לבחור "P4 SPI" ולחץ על Enter.

4. כעת תישאל אם ברצונך להפעיל את ממשק SPI, בחר כן בעזרת מקשי החצים ולחץ על Enter כדי להמשיך.

5. לאחר שממשק SPI הופעל בהצלחה אתה אמור לראות את הטקסט הבא מופיע על המסך, "ממשק SPI מופעל". הפעל מחדש את ה- Raspberry Pi על ידי הקשה על Enter ולאחר מכן על ESC. הקלד את הפקודה הבאה במסוף ב- Raspberry Pi שלך כדי להפעיל מחדש את ה- Raspberry Pi.

sudo אתחול מחדש

6. לאחר ש- Raspberry Pi שלך סיים אתחול מחדש, בדוק לוודא שהוא אכן הופעל. הפעל את הפקודה הבאה כדי לראות אם spi_bcm2835 מופיע.

lsmod | grep spi

7. התקן את Python-dev ו- git עם הפקודה.

sudo apt-get install python-dev git

8. הפעל את Node-Red ליצירת תיקייה ~/.node בתיקיית הבית שלך. הפעל את הפקודה

צומת-אדום-התחלה

גש לממשק המשתמש באמצעות הדפדפן שלך, הצבע על הכתובת https://: 1880. לדוגמה ה- Pi שלי נמצא ברשת המשרד הביתי שלי בכתובת 192.168.0.17, כך שכדי לגשת ל- Node-RED אני עובר אל

עכשיו עצור את השרת Node-Red עם הפקודה.

צומת-אדום-עצור

9. התקן את צומת Daemon ואת הצומת הסידורי.

cd ~./node-red

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

10. התקן את SPI-Py.

תקליטור ~

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

11. חלץ קבצים אלה מה- zip בספריית הבית של המשתמש שלך - כלומר /home /pi.

12. הפעל מחדש את ה- pi והפעל שוב את הצומת האדום.

13. בדוק את קורא הכרטיסים על -ידי הפעלת התסריט משורת הפקודה

תקליטור ~

python rfidreader.py

כאשר אתה מניף תג בתוך ~ 1 ס מ מהשטח הראשי של קורא הכרטיסים, התסריט ידפיס את ה- UID הייחודי של הכרטיס, וסוגו. ישנם סוגים שונים של כרטיסים, הנפוצים ביותר נקראים MIFARE 1KB, אך ישנם אחרים. לא כל הכרטיסים משתמשים באותו פרוטוקול תקשורת RF אז אל תתפלא אם לא יזוהה כרטיס אקראי שאתה אוסף. זכור את מזהה ה- UID של התגים שלך להמשך.

שלב 5: צור זרימה אדומה של צומת לקריאת תג ה- RFID וחיישן הצבעים שלך

התחבר ל- Node-RED ב- Pi שלך באמצעות דפדפן-ממחשב אחר או מה- Pi עצמו.

1. לחץ על סמל ההמבורגר לצד כפתור הפריסה האדום בפינה השמאלית העליונה.

2. עבור אל יבוא ולחץ על הלוח.

3. העתק את כל תוכן הטקסט בקובץ node-red-flow.txt והדבק אותו בלוח ולחץ על יבוא.

4. עלינו לוודא שהכל מוגדר כהלכה. ראשית, לחץ על הצומת הסידורי הכתום (משמאל למעלה). לחץ על סמל העט ולאחר מכן על סמל העינית ובחר את היציאה הטורית שאליה מחובר הארדואינו. לאחר מכן לחץ על כפתור העדכון האדום ואחריו הלחצן האדום בוצע.

5. לאחר מכן נקבע את תצורת הצומת MQTT הסגולה (ליד הצומת הטורי). לחץ על סמל העט. הקלד את כתובת ה- IP של המקום בו תרצה שהמתווך יהיה. לאחר השלמתו, לחץ על כפתור העדכון האדום ועל הלחצן האדום בוצע.

6. לבסוף, אנו מגדירים את צומת הפונקציות הכתומות הנקרא JSON לאובייקט ליד הצומת RFIDReader. הפונקציה מכילה הצהרת מתג. זה ייקח את ה- UID של התגים וישנה את שמם. במקרה שלנו, היו לנו שני תגים ששנינו שם למשתמש 1 ולמשתמש 2.

הערה חשובה: אם בכוונתך להשתמש ביותר משני תגים יהיה עליך לשנות את הסקריפטים/הזרימה.

שלב 6: פריסה ולוח מחוונים

הכל מסודר ומוכן לצאת לדרך. לחץ על כפתור הפריסה האדום בצד ימין למעלה.

לחץ על סמל גרף העמודים שמתחתיו ואחריו הסמל שנראה כתיבה עם חץ. יופיע חלון חדש עם הווידג'טים RFID & SENSOR TABLE ו- RFID-RC522.

לחץ על הלחצן צור כדי להתחיל טבלה חדשה ולהתחיל לבדוק את התגים שלך. אתה אמור לראות את הטבלה המציגה את התגים השונים את מספר הנקודות/פעמים שזוהתה והתאריך/השעה. בינתיים על לוח הלחם, הלייד הירוק צריך להדליק בכל פעם שתגלה תג, אם לא הנורית האדומה תידלק. (כדי לנקות את הטבלה לחץ על נקה ולמחוק את הטבלה לחץ על מחק). חיישן הצבעים צריך לפעול באותו אופן. אם הכוס מזוהה אז הנקודה השחורה תהפוך לירוקה.

שלב 7: עתיד

• ממשק משתמש טוב יותר
• משתמשים נוספים
• מאגר מצלמות/תמונות לאיתור מדויק יותר של כוס קפה
• שלח עדכוני נקודות לחשבונות טוויטר