UCL - IIoT - שוק האיכרים: 7 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:16

ניתן להשתמש בארנק Farmersmarket בירידים, בשווקי איכרים או בהתכנסויות אחרות שבהן נמכרות סחורות.

ארנק Farmersmarket הוא מכונת ספירת מטבעות, שנועדה לאפשר לראות במהירות את כל התכולה של קופסה המכילה מטבעות. ארנק שוק האיכרים יעלה גם את הסכום לשרת המתוכנת באמצעות Node-red.

הוא נעשה על ידי שלושה סטודנטים של אוניברסיטת קולג 'לילביילט בדנמרק. מאז הפרויקט הקודם שלנו, סדרן המטבעות, למדנו דברים חדשים רבים אותם נשלב במבנה. בחרנו לוותר על מיון המטבעות ובמקום זאת לגרום למכונה לספור אותם ולהפקיד אותם בקופסת מטבעות קהילתית.

הארנק מורכב מחמש שקופיות או חריצים, אחד לכל סוג מטבע. כאשר מטבע מוכנס לתוך החריץ המתאים, הוא ייפול למטה עובר מחזיר אור, ששולח אות גבוה לארדואינו. אנו נשתמש באות כדי להוסיף את ערך המטבעות לסכום שנספר, נציג אותו על המסך החיצוני ונשלח את הסכום החדש לשרת. לאחר שהשרת יקבל את הסכום, הוא יעדכן ממשק משתמש שנמצא ברשת המציג את הסכום החדש.

קופסה עם חמישה משבצות מטבעות המובילות לחמש שקופיות פנימיות בודדות, אחת לכל סוג מטבע: 1kr, 2kr, 5kr, 10kr, 20kr

צג LCD המציג את סך המזומנים המופקדים על גבי הקופסה.

החלק העליון של הקופסה מאובטח בעזרת פתחים. הרמת החלק העליון תוציא את בית הארדואינו יחד עם החלק העליון המכיל את ה- LCD, חריצי מטבעות, מחזירי אור וכו '.

רכיבים וחומרים - כלים וציוד להכנת קופסה (יכול להיות מקרטון או מעץ)

- ארדואינו מגה 2560

- 30 חוטים

- 5 x LDR "חיישן אור"

- נגדים 5 x 220 אוהם

- נגדים של 5 x 10k אוהם

- 5 x נוריות LED לבנות

- מודול LCD 16x02

- מטבעות

קוד בארדואינו

כפי שצוין קודם לכן פרוייקט זה מקורו בפרויקט קודם שעשינו לפני כשמונה חודשים (https://www.instructables.com/id/Coin-Sorting-Machine/). בגלל זה אנו מסוגלים לעשות שימוש חוזר בחלק גדול מהקוד בארדואינו, אם כי ישנם כמה שינויים קטנים יותר בו. כפי שתראה הקוד הוא די פשוט, שכל אדם עם קצת ניסיון בארדואינו אמור להיות מסוגל להבין.

Node-RED Node-RED הוא הכלי בו נשתמש בכדי לקבל את הנתונים מהארדואינו ולמחשב שלך, ובהמשך לאינטרנט, אם זה לטובתך. סיבה חשובה נוספת לשימוש ב- Node-RED, היא היכולת להציג נתונים מארדואינו בצורה קלה להבנה, לאנשים שאין להם ניסיון בתכנות/קידוד עם Arduino ו- Node-RED.

מסד נתונים באמצעות Wampserver אנו יכולים לאחסן את הערכים שלנו מארדואינו במסד נתונים. עם Wampserver אפשר ליצור ולחליף מסד נתונים משלך כרצונך, באמצעות phpMyAdmin לניהול MySQL. במקרה שלנו יש לנו שישה ערכים שעלינו לאחסן (אחד לכל סוג מטבע ואחד עבור התוצאה), ולכן יצרנו שש עמודות בהן ניתן לאחסן כל ערך.

שלב 1: איך זה עובד?

באחוזה מפורטת יותר, נסביר כעת כיצד פועלת המערכת שלנו.

כפי שתראו בתרשים הזרימה הדבר הראשון שקובע את התהליך הוא כאשר מטבע מוכנס לחריץ הנכון שלו.

חיישן האור LDR יבחין בכמות האור המופחתת, כאשר המטבע עובר ליד החיישן, מה שיפעיל את תוכנית הארדואינו להגדיל את המשתנה "אנטל" (מספר) עם אחד, מכיוון שיש כעת מטבע אחד במכונה. במקביל, ערך המטבע מתווסף למשתנה "תוצאה". "תוצאה" יוצג על LCD עם הערך החדש שלו.

הערכים החדשים של "אנטל" ו"תוצאה "נשלחים ל- Node-RED, בהם לוח המחוונים יעדכן את עצמו עם ערכים אלה. סוף סוף Node-RED שולח את הערכים למסד הנתונים שלנו.

וחזור.

שלב 2: הכנת קופסה

הפעם השתמשנו באילוסטרייטור לעיצוב התיבה שלנו. בעזרת חותך לייזר עשינו בדיוק את התיבה הזו ואת התכונות הנדרשות לפרויקט שלנו. בסופו של דבר זה תלוי בך, להחליט כיצד להכין את הקופסה המושלמת לפרויקט שלך.

שלב 3: הוספת ארדואינו

הגיע הזמן ליישם את הארדואינו לתוך הקופסה. זה יכול להיות די קשה, שכן החיישן יכול להתנהג בלתי צפוי. (חדש) בשלב זה שינינו את החיישן בו אנו משתמשים, בגלל חוסר האמינות של חיישנים אלה (tcrt 5000). במקום זאת בחרנו בחיישן LDR פשוט יותר (הנגד תלוי האור). התפוקה מחיישן זה היא ערך אנלוגי, שמשתנה בהתאם לכמות האור המגיעה לחיישן עצמו.

שלב 4: קוד ארדואינו

בשלב זה אנו שמים את המיקוד שלנו בתוכנה. קוד הארדואינו נראה כך:

const int sensorPin1 = 3; // חיישן TCRT-5000 המחובר לסיכה מספר. 2 int sensorState1 = 0; // מכיל את ערך החיישן (גבוה/נמוך)

int Antal10 = 0; // משתנה המאחסן את כמות המטבעות שהוכנסו למכונה של המכונה

Resultat = 0; // משתנה המאחסן את הערך המשולב של כל המטבעות שהוכנסו למכונה

הגדרת void () {Serial.begin (9600); }

לולאת void () {int sensorState1 = analogRead (sensorPin1); // קורא את מצב החיישן

if (540 <sensorState1 <620) {// כאשר ערך פלט החיישנים הוא בין 540 ל 620

Antal10 += 10; // - יש מטבע העובר את החיישן, שחוסם מעט אור

תוצאה += 10; // - והחיישן יקרא רמת אור נמוכה יותר}

Serial.print (תוצאות);

Serial.print (","); // מפריד בין המשתנים בפסיק, הנחוץ בעת קריאת ערכי המשתנים ב- Node-RED

Serial.println (Antal10); // - וגם נחוץ כאשר יש לאחסן ערכים אלה במסד הנתונים

עיכוב (100); }

קוד זה נכתב עבור חיישן אחד בלבד, כדי שיהיה קל יותר לקרוא אותו.

קוד מלא:

שלב 5: צומת אדום

כאשר קוד הארדואינו פועל כפי שהוא אמור להיות, אתה יכול להתחיל לתכנת את Node-RED, אשר עומד לשמש כנקודת הביניים בין Arduino למאגר הנתונים וכצג ויזואלי של ביצועי המכונה. התכנות של Node-RED מורכב משימוש בצמתים עם פונקציות שונות, והכנסת הפרמטרים הנכונים כדי שהצמתים הללו יפעלו כראוי.

כאשר הנתונים שלנו מגיעים ל- Node-RED, הם נשלחים לשתי פונקציות פיצול שונות. אחד מתפקודים אלה שולח את הנתונים המפוצלים כעת למסד הנתונים. השני שולח את ערכי הנתונים השונים לכל אחד מצמתי לוח המחוונים שלהם, שכעת אמורים להיות ניכרים בלוח המחוונים.

כאמור, יש לנו שישה ערכים שיש לטפל בהם. בעזרת יכולות לוח המחוונים של Node-Red אנו מסוגלים להציג ערכים אלה, כפי שתראה בתמונה מימין בחלק העליון של שלב 3.

קוד צומת אדום:

שלב 6: מסד נתונים

כעת נשתמש במסד נתונים לאחסון הערכים. עם Wampserver אפשר להשתמש ב- phpMyAdmin לניהול MySQL וליצור מסד נתונים משלך תוך שימוש בשרת מקומי שיתאים לצרכים הספציפיים שלך.

ראשית בעת יצירת מסד נתונים (farmer_market) מאפס אתה צריך להכין טבלה (mont_tabel), שבה אתה מאחסן את הערכים שלך. תלוי כמה נתונים יש לך וכיצד אתה צריך להזמין אותם, אתה יכול לעשות כמה טבלאות שאתה צריך. כיוון שאנו צריכים לאחסן שישה ערכים שונים, ולפיכך היינו צריכים שישה קולונים, אחד לכל ערך, בטבלה שלנו. בתמונה למעלה אתה יכול לראות את מסד הנתונים שלנו.

כאשר הנתונים שלנו מגיעים ל- Node-RED, הם מתחלקים על ידי פונקציית פיצול, והנתונים כעת נשלחים למסד הנתונים.

שלב 7: הערכה

ראשית אנו רוצים להזכיר כי ביצוע הקופסה מעץ במקום קרטון הופך את כל ההתקנה הפיזית לאמינה הרבה יותר, ולכן אנו ממליצים לעשות זאת.

שינוי החיישנים מחיישן TCRT-5000 ולחיישן אור פשוט של LDR העניק יציבות רבה יותר, באשר ליכולת החיישנים לקרוא במהירות כאשר מטבע עובר על ידו. כאשר עובדים עם TCRT-5000 ישנם גורמים רבים שצריך לקחת בחשבון, על מנת שהחיישן יפעל כפי שהיית רוצה.

חיבור המערכת למסד נתונים והצגה חזותית של הנתונים שלך באופן שכל אדם ללא כל ידע ידוע מראש על הפרויקט הזה מסוגל להבין מה קורה, נותן ערך רב יותר לפרויקט.