RFID + Färgsensor IoT -projekt: 7 steg

2025 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2025-01-13 06:58

Tanken med detta projekt är att belöna människor som dricker ur kaffekoppar och hanterar dem på rätt sätt. Ta ett företag som Tim Hortons till exempel; 2014 registrerade de servering av 2 miljarder koppar kaffe årligen. Även om deras koppar kan återvinnas, accepteras de inte för återvinning överallt just nu. Som det står på deras webbplats, har vi för närvarande program på ett antal restauranger i Kanada där vi fångar vår papperskopp (och annan förpackning) för återvinning eller kompostering. Antalet platser där vi erbjuder återvinning i butiker fortsätter att öka när vi arbetar med lokala avfallshanteringsföretag för att utöka vårt program …”

Så, när de fortsätter att expandera och klättra i branschen som ett miljövänligt företag, tror vi att de också kan öka antalet kunder och öka medvetenheten genom att skapa ett incitamentsystem.

Detta projekt är ett försök att utveckla ett grundläggande system kring denna idé.

Steg 1: Delar

• Raspberry Pi 3
• Arduino Mega
• Mini brödbräda
• Kvinnliga. Manliga tröjor
• 2 x lysdioder (rött och grönt)
• 2 x 330 Ohm motstånd
• TCS3200 Färgsensor
• RC522 RFID -läsare och etiketter
• USB 2.0 -kabel typ A/B
• Dator och internet
• Kaffekopp

Steg 2: Konfigurera hårdvara

Ansluter TCS 3200 till Arduino

VCC 5V

GND GND

S0 4

S1 5

S2 6

S3 7

E0 GND

UT 8

Anslut RFID/lysdioder till Raspberry Pi

SDA 24

SCK 23

MOSI 19

MISO 21

GND 6

RST 22

3.3V 1

GRÖN LED 12 och 330 Ohm till GND

RÖD LED 11 och 330 Ohm till GND

Steg 3: Programmering av färgsensor

TCS3200 känner av färgljus genom en intern 8 x 8 fotodiodmatris. En strömfrekvensomvandlare används för att omvandla avläsningen från fotodioden till en kvadratisk våg vars frekvens är proportionell mot ljusets intensitet.

Fotodioder har tre olika färgfilter. Det finns 16 röda filter, 16 gröna filter, 16 blå filter och andra 16 fotodioder utan filter.

För att låta fotodioden läsa färgen måste vi styra stiften S2 och S3.

Färgbord:

Färg S2 S3

Röd LÅG LÅG

Blå LÅG HÖG

Grön HÖG HÖG

Varje sensor kan variera något i frekvens. Ta sensorn nära koppen. Använd Colour_Tester.ino -koden för att hitta de korrekta värdena för just din kopp och kom ihåg de angivna värdena i Serial Monitor. Skriv sedan om uttalanden för att mata ut ett "ja" eller "nej" om sensorn detekterar koppen som visas i Sensor_Data.ino.

När du är klar ansluter du Arduino till Raspberry Pi via USB -kabel.

Steg 4: Konfigurera Raspbian för RFID RC522

1. Aktivera SPI (Serial Peripheral Interface), öppna terminalen och kör följande kommando.

sudo raspi-config

2. Använd piltangenterna för att välja “5 gränssnittsalternativ” och tryck på Enter.

3. Använd piltangenterna för att välja “P4 SPI” och tryck på Enter.

4. Du kommer nu att bli tillfrågad om du vill aktivera SPI -gränssnittet, välj Ja med piltangenterna och tryck på Enter för att fortsätta.

5. När SPI -gränssnittet har aktiverats bör följande text visas på skärmen "SPI -gränssnittet är aktiverat". Starta om Raspberry Pi genom att trycka på Enter och sedan på ESC. Skriv följande kommando i terminalen på din Raspberry Pi för att starta om din Raspberry Pi.

sudo starta om

6. När din Raspberry Pi har startat om, kontrollera att den faktiskt har aktiverats. Kör följande kommando för att se om spi_bcm2835 är listat.

lsmod | grep spi

7. Installera Python-dev och git med kommandot.

sudo apt-get install python-dev git

8. Starta Node-Red för att skapa en mapp ~/.nod i din hemmapp. Kör kommandot

nod-röd-start

Öppna användargränssnittet med din webbläsare, peka på adressen https://: 1880. Till exempel är min Pi på mitt hemmakontorsnätverk på adressen 192.168.0.17, så för att komma åt Node-RED bläddrar jag till

Stoppa nu Node-Red Server med kommandot.

nod-röd-stopp

9. Installera Daemon -noden och Serienoden.

cd ~./nod-röd

npm i nod-röd-nod-daemon npm i nod-röd-nod-seriellport

10. Installera SPI-Py.

cd ~

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

11. Extrahera dessa filer från zip -filen i användarens hemkatalog - dvs /home /pi.

12. Starta om pi och starta Node-Red igen.

13. Testa kortläsaren genom att köra skriptet från kommandoraden

cd ~

python rfidreader.py

När du vinkar en tagg inom ~ 1 cm från kortläsarens huvudområde, kommer manuset att skriva ut kortets unika UID, och dess typ. Det finns olika typer av kort, de vanligaste kallas MIFARE 1KB, men det finns andra. Inte alla kort använder samma RF -kommunikationsprotokoll, så bli inte förvånad om ett slumpmässigt kort som du hämtar inte känns igen. Kom ihåg UID för dina taggar för senare.

Steg 5: Skapa ett nodrött flöde för att läsa din RFID-tagg och färgsensor

Anslut till Node-RED på din Pi med en webbläsare-antingen från en annan dator eller på själva Pi.

1. Klicka på hamburgerikonen bredvid den röda distributionsknappen högst upp till höger.

2. Gå till Importera och klicka på Urklipp.

3. Kopiera hela innehållet i texten i filen nod-red-flow.txt och klistra in den i Urklipp och tryck på Importera.

4. Vi måste se till att allt är korrekt konfigurerat. Klicka först på den orange seriella noden (uppe till vänster). Klicka på pennikonen och sedan på sökarikonen och välj den seriella porten som Arduino är ansluten till. Klicka sedan på den röda knappen Uppdatera följt av den röda knappen Klar.

5. Därefter konfigurerar vi den lila MQTT -noden (bredvid den seriella noden). Klicka på pennikonen. Skriv in IP -adressen där du vill att mäklaren ska vara. När du är klar klickar du på den röda knappen Uppdatera och den röda knappen Klar.

6. Slutligen konfigurerar vi den orange funktionsnoden JSON till Object bredvid RFIDReader -noden. Funktionen innehåller en switch -sats. Detta tar UID för taggar och byter namn på dem. I vårt fall hade vi två taggar som vi bytte namn till användare 1 och användare 2.

VIKTIGT OBS! Om du tänker använda mer än två taggar måste du ändra skript/flöde.

Steg 6: Distribuera och instrumentpanel

Allt är klart och klart. Tryck på den röda distributionsknappen längst upp till höger.

Klicka på stapeldiagramikonen under den följt av ikonen som verkar vara en ruta med en pil. Ett nytt fönster bör visas med widgetarna RFID & SENSOR TABLE och RFID-RC522.

Tryck på knappen Skapa för att starta en ny tabell och börja testa dina taggar. Du bör se tabellen som visar de olika taggarna antalet poäng/gånger det har upptäckts och datum/tid. Under tiden på brödbrädan ska den gröna lysdioden tändas när som helst en tagg upptäcks, om inte den röda lampan tänds. (För att rensa tabellen, tryck på Rensa och för att radera tabellen, tryck på Ta bort). Färgsensorn ska fungera på samma sätt. Om koppen upptäcks blir den svarta pricken grön.

Steg 7: Framtid

• Snyggare användargränssnitt
• Fler användare
• Kamera/fotodatabas för mer exakt detektering av kaffekoppar
• Skicka punktuppdateringar till twitterkonton