RFID + kleurensensor IoT-project - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:17

Het idee van dit project is om mensen te belonen die uit koffiebekers drinken en deze op de juiste manier weggooien. Neem bijvoorbeeld een bedrijf als Tim Hortons; in 2014 registreerden ze dat ze jaarlijks 2 miljard kopjes koffie serveerden. Hoewel hun bekers kunnen worden gerecycled, worden ze op dit moment niet overal geaccepteerd voor recycling. Zoals vermeld op hun website, hebben we momenteel programma's in een aantal restaurants in heel Canada waar we onze papieren beker (en andere verpakkingen) opvangen voor recycling of compostering. Het aantal locaties waar we recycling in de winkel aanbieden, blijft groeien terwijl we samenwerken met lokale afvalbeheerbedrijven om ons programma uit te breiden…”

Dus, terwijl ze blijven uitbreiden en de industrie beklimmen als een milieuvriendelijk bedrijf, geloven we dat ze ook het aantal klanten kunnen vergroten en het bewustzijn kunnen vergroten door een systeem voor beloningen te creëren.

Dit project is een poging om een basissysteem rond dit idee te ontwikkelen.

Stap 1: Onderdelen

• Raspberry Pi 3
• Arduino Mega
• Mini breadboard
• Vrouwelijke.mannelijke verbindingsdraden
• 2 x LED's (rood & groen)
• 2 x 330 Ohm Weerstanden
• TCS3200 kleurensensor
• RC522 RFID-lezer en tags
• USB 2.0-kabel type A/B
• Computer en internet
• Koffiekop

Stap 2: Hardware instellen

De TCS 3200 aansluiten op de Arduino

VCC 5V

GND GND

S0 4

S1 5

S2 6

S3 7

E0 GND

UIT 8

Sluit RFID/LED's aan op Raspberry Pi

SDA 24

SCK 23

MOSI 19

MISO 21

GND 6

RST 22

3.3V 1

GROENE LED 12 en 330 Ohm naar GND

RODE LED 11 en 330 Ohm naar GND

Stap 3: Programmeren van de kleursensor

TCS3200 detecteert gekleurd licht via een interne 8 x 8 fotodiode-array. Een stroom-frequentie-omzetter wordt gebruikt om de uitlezing van de fotodiode om te zetten in een blokgolf waarvan de frequentie evenredig is met de intensiteit van het licht.

Fotodiodes hebben drie verschillende kleurenfilters. Er zijn 16 rode filters, 16 groene filters, 16 blauwe filters en andere 16 fotodiodes zonder filter.

Om de fotodiode de kleur te laten lezen, moeten we pinnen S2 en S3 bedienen.

Kleurentabel：

Kleur S2 S3

Rood LAAG LAAG

Blauw LAAG HOOG

Groen HOOG HOOG

Elke sensor kan enigszins variëren in frequentie. De sensor dicht bij de beker brengen. Gebruik de Colour_Tester.ino-code om de juiste waarden voor uw specifieke kopje te vinden en onthoud de gegeven waarden in de seriële monitor. Schrijf vervolgens if-instructies om een "ja" of "nee" uit te voeren als de sensor de beker detecteert, zoals weergegeven in Sensor_Data.ino.

Als je klaar bent, sluit je de Arduino aan op de Raspberry Pi via een USB-kabel.

Stap 4: Raspbian instellen voor RFID RC522

1. Schakel de SPI (Serial Peripheral Interface) in, open de terminal en voer de volgende opdracht uit.

sudo raspi-config

2. Gebruik de pijltoetsen om "5 Interfacing Options" te selecteren en druk op Enter.

3. Gebruik uw pijltjestoetsen om “P4 SPI“te selecteren en druk op Enter.

4. U wordt nu gevraagd of u de SPI-interface wilt inschakelen, selecteer Ja met uw pijltjestoetsen en druk op Enter om verder te gaan.

5. Zodra de SPI-interface met succes is ingeschakeld, zou u de volgende tekst op het scherm moeten zien verschijnen: "De SPI-interface is ingeschakeld". Start de Raspberry Pi opnieuw op door op Enter en vervolgens op ESC te drukken. Typ de volgende opdracht in de terminal op uw Raspberry Pi om uw Raspberry Pi opnieuw op te starten.

sudo reboot

6. Zodra uw Raspberry Pi opnieuw is opgestart, controleert u of deze inderdaad is ingeschakeld. Voer de volgende opdracht uit om te zien of spi_bcm2835 wordt vermeld.

lsmod | grep spi

7. Installeer Python-dev en git met het commando.

sudo apt-get install python-dev git

8. Start Node-Red om een map ~/.node in je thuismap te maken. Voer de opdracht uit

knoop-rood-start

Open de gebruikersinterface met uw browser, wijs naar het adres https://:1880. Mijn Pi bevindt zich bijvoorbeeld op mijn thuiskantoornetwerk op adres 192.168.0.17, dus om toegang te krijgen tot Node-RED blader ik naar

Stop nu de Node-Red Server met het commando.

knoop-rode-stop

9. Installeer het Daemon-knooppunt en het seriële knooppunt.

cd ~./node-red

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

10. Installeer SPI-Py.

cd ~

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

11. Pak deze bestanden uit de zip in de thuismap van uw gebruiker, d.w.z. /home/pi.

12. Start de pi opnieuw op en start Node-Red opnieuw.

13. Test de kaartlezer door het script uit te voeren vanaf de opdrachtregel

cd ~

python rfireader.py

Wanneer u een tag binnen ~ 1 cm van het hoofdgedeelte van de kaartlezer zwaait, drukt het script de unieke UID van de kaart en het type ervan af. Er zijn verschillende soorten kaarten, de meest voorkomende worden MIFARE 1KB genoemd, maar er zijn er ook. Niet alle kaarten gebruiken hetzelfde RF-communicatieprotocol, dus wees niet verbaasd als een willekeurige kaart die je oppakt niet wordt herkend. Onthoud de UID van uw tags voor later.

Stap 5: Maak een Node-RED-stroom om uw RFID-tag en kleursensor te lezen

Maak verbinding met Node-RED op je Pi via een browser - vanaf een andere computer of op de Pi zelf.

1. Klik op het hamburgerpictogram naast de rode ontplooiingsknop in de rechterbovenhoek.

2. Ga naar Importeren en klik op Klembord.

3. Kopieer de volledige inhoud van de tekst in het bestand node-red-flow.txt en plak het in het klembord en druk op Importeren.

4. We moeten ervoor zorgen dat alles correct is geconfigureerd. Klik eerst op het oranje serienummer (linksboven). Klik op het Pen-pictogram en vervolgens op het Viewfinder-pictogram en selecteer de seriële poort waarop de Arduino is aangesloten. Klik vervolgens op de rode knop Update gevolgd door de rode knop Gereed.

5. Vervolgens configureren we de paarse MQTT-node (naast de seriële node). Klik op het Pen-pictogram. Typ het IP-adres van waar u de makelaar wilt hebben. Als u klaar bent, klikt u op de rode knop Bijwerken en de rode knop Gereed.

6. Ten slotte configureren we het oranje functieknooppunt genaamd JSON to Object naast het RFIDReader-knooppunt. De functie bevat een switch-statement. Dit neemt de UID van tags en hernoemt ze. In ons geval hadden we twee tags die we hernoemden naar Gebruiker 1 en Gebruiker 2.

BELANGRIJKE OPMERKING: Als u van plan bent meer dan twee tags te gebruiken, moet u de scripts/flow wijzigen.

Stap 6: implementeren en dashboard

Alles is ingesteld en klaar om te gaan. Druk rechtsboven op de rode Deploy-knop.

Klik op het staafdiagrampictogram eronder gevolgd door het pictogram dat lijkt op een vak met een pijl. Er zou een nieuw venster moeten verschijnen met de widgets RFID&SENSOR TABLE en RFID-RC522.

Druk op de knop Maken om een nieuwe tabel te starten en uw tags te testen. U zou de tabel moeten zien met de verschillende tags, het aantal punten/tijden dat het is gedetecteerd en de datum/tijd. Ondertussen moet op het breadboard de groene led gaan branden wanneer een tag wordt gedetecteerd, zo niet, dan zal het rode lampje branden. (Om de tafel te wissen drukt u op Wissen en om de tafel te verwijderen drukt u op Verwijderen). De kleurensensor zou op dezelfde manier moeten werken. Als de beker wordt gedetecteerd, wordt de zwarte stip groen.

Stap 7: Toekomst

• Beter uitziende gebruikersinterface
• Meer gebruikers
• Camera-/fotodatabase voor nauwkeurigere detectie van koffiekopjes
• Verzend puntupdates naar Twitter-accounts