مشروع إنترنت الأشياء RFID + Color Sensor: 7 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:39

فكرة هذا المشروع هي مكافأة الأشخاص الذين يشربون من فناجين القهوة والتخلص منها بشكل صحيح. خذ شركة مثل Tim Hortons على سبيل المثال ؛ في عام 2014 ، سجلوا تقديم 2 مليار كوب من القهوة سنويًا. على الرغم من أنه يمكن إعادة تدوير أكوابها ، إلا أنها غير مقبولة لإعادة التدوير في كل مكان في هذا الوقت. كما هو مذكور على موقع الويب الخاص بهم ، "لدينا حاليًا برامج في عدد من المطاعم في جميع أنحاء كندا حيث نلتقط أكوابنا الورقية (وغيرها من العبوات) لإعادة التدوير أو تحويلها إلى سماد. يستمر عدد المواقع التي نقدم فيها إعادة التدوير داخل المتجر في الازدياد بينما نعمل مع شركات إدارة النفايات المحلية لتوسيع برنامجنا …"

لذلك ، مع استمرارهم في التوسع والارتقاء بالصناعة كشركة تهتم بالبيئة ، نعتقد أنه يمكنهم أيضًا زيادة عدد العملاء وزيادة الوعي من خلال إنشاء نظام جوائز تحفيزية.

هذا المشروع هو محاولة لتطوير نظام أساسي حول هذه الفكرة.

الخطوة 1: الأجزاء

• Raspberry Pi 3
• اردوينو ميجا
• لوح توصيل صغير
• أسلاك العبور الإناث
• 2 × المصابيح (أحمر وأخضر)
• 2 × 330 أوم مقاومات
• مستشعر الألوان TCS3200
• قارئ وبطاقات RC522 RFID
• كابل USB 2.0 من النوع A / B
• الكمبيوتر والانترنت
• فنجان قهوة

الخطوة 2: إعداد الأجهزة

توصيل TCS 3200 بـ Arduino

VCC 5 فولت

GND GND

ق 0 4

ق 1 5

ق 2 6

S3 7

E0 GND

خارج 8

قم بتوصيل RFID / LEDs بـ Raspberry Pi

SDA 24

SCK 23

موسي 19

MISO 21

GND 6

RST 22

3.3 فولت 1

أخضر LED 12 و 330 أوم إلى GND

الصمام الأحمر 11 و 330 أوم إلى GND

الخطوة الثالثة: برمجة مستشعر الألوان

يستشعر TCS3200 ضوء اللون من خلال مجموعة ثنائية ضوئية داخلية 8 × 8. يستخدم محول التردد الحالي لتحويل القراءة من الثنائي الضوئي إلى موجة مربعة يتناسب ترددها مع شدة الضوء.

تحتوي الثنائيات الضوئية على ثلاثة مرشحات لونية مختلفة. يوجد 16 مرشحًا أحمر و 16 مرشحًا أخضر و 16 مرشحًا أزرق و 16 صمامًا ضوئيًا آخر بدون مرشح.

من أجل السماح للديود الضوئي بقراءة اللون ، نحتاج إلى التحكم في الدبابيس S2 و S3.

جدول الألوان ：

اللون S2 S3

أحمر منخفض منخفض

أزرق منخفض مرتفع

أخضر عالي مرتفع

ربما يختلف كل جهاز استشعار قليلاً في التردد. قم بتقريب المستشعر من الكوب. استخدم كود Colour_Tester.ino للعثور على القيم الصحيحة لكوبك الخاص وتذكر القيم المعطاة في Serial Monitor. ثم اكتب عبارات if لإخراج "نعم" أو "لا" إذا كان المستشعر يكتشف الكوب كما هو موضح في Sensor_Data.ino.

بمجرد الانتهاء ، قم بتوصيل Arduino بـ Raspberry Pi عبر كابل USB.

الخطوة 4: إعداد Raspbian لـ RFID RC522

1. قم بتمكين SPI (Serial Peripheral Interface) ، وافتح الجهاز وقم بتشغيل الأمر التالي.

sudo raspi-config

2. استخدم مفاتيح الأسهم لتحديد "5 Interfacing Options" واضغط على Enter.

3. استخدم مفاتيح الأسهم لتحديد "P4 SPI" ، واضغط على Enter.

4. سيتم سؤالك الآن عما إذا كنت تريد تمكين واجهة SPI ، حدد نعم باستخدام مفاتيح الأسهم واضغط على Enter للمتابعة.

5. بمجرد تمكين واجهة SPI بنجاح ، يجب أن يظهر النص التالي على الشاشة ، "واجهة SPI ممكّنة". أعد تشغيل Raspberry Pi بالضغط على Enter ثم ESC. اكتب الأمر التالي في الجهاز على Raspberry Pi لإعادة تشغيل Raspberry Pi.

sudo إعادة التشغيل

6. بمجرد انتهاء Raspberry Pi من إعادة التشغيل ، تحقق للتأكد من أنه قد تم تمكينه بالفعل. قم بتشغيل الأمر التالي لمعرفة ما إذا كان spi_bcm2835 مدرجًا.

lsmod | grep spi

7. قم بتثبيت Python-dev و git باستخدام الأمر.

sudo apt-get install python-dev git

8. ابدأ Node-Red لإنشاء مجلد ~ /.node في المجلد الرئيسي. قم بتشغيل الأمر

عقدة البداية الحمراء

قم بالوصول إلى واجهة المستخدم باستخدام متصفحك ، وأشر إلى العنوان https://: 1880. على سبيل المثال ، يوجد Pi الخاص بي على شبكة مكتبي المنزلي على العنوان 192.168.0.17 ، لذا للوصول إلى Node-RED ، تصفح إلى

الآن قم بإيقاف خادم Node-Red بالأمر.

عقدة توقف حمراء

9. قم بتثبيت العقدة الخفية والعقدة التسلسلية.

cd ~. / عقدة حمراء

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

10. قم بتثبيت SPI-Py.

مؤتمر نزع السلاح ~

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

11. استخرج هذه الملفات من ملف zip في الدليل الرئيسي للمستخدم - أي / home / pi.

12. أعد تشغيل pi وابدأ Node-Red مرة أخرى.

13. اختبر قارئ البطاقة عن طريق تشغيل البرنامج النصي من سطر الأوامر

مؤتمر نزع السلاح ~

بيثون rfidreader.py

عندما تلوح بعلامة داخل حوالي 1 سم من المنطقة الرئيسية لقارئ البطاقة ، فإن البرنامج النصي سيطبع المعرف الفريد للبطاقة ، ويكتب. هناك أنواع مختلفة من البطاقات ، أكثرها شيوعًا تسمى MIFARE 1KB ، لكن هناك أنواعًا أخرى. لا تستخدم جميع البطاقات نفس بروتوكول الاتصال اللاسلكي ، لذا لا تتفاجأ إذا لم يتم التعرف على البطاقة العشوائية التي تلتقطها. تذكر UID الخاص بعلاماتك في وقت لاحق.

الخطوة 5: إنشاء تدفق Node-RED لقراءة علامة RFID ومستشعر الألوان

اتصل بـ Node-RED على Pi الخاص بك باستخدام متصفح - إما من كمبيوتر آخر أو على Pi نفسه.

1. انقر على أيقونة الهامبرغر بجوار زر النشر الأحمر في أعلى اليمين.

2. اذهب إلى "استيراد" وانقر على "الحافظة".

3. انسخ محتويات النص بالكامل في ملف node-red-flow.txt والصقه في الحافظة واضغط على استيراد.

4. علينا التأكد من تكوين كل شيء بشكل صحيح. أولاً ، انقر فوق العقدة التسلسلية البرتقالية (أعلى اليسار). انقر فوق أيقونة القلم ثم أيقونة Viewfinder وحدد المنفذ التسلسلي الذي يتصل به Arduino. ثم انقر فوق الزر "تحديث" الأحمر متبوعًا بالزر الأحمر "تم".

5. بعد ذلك سنقوم بتكوين عقدة MQTT الأرجواني (بجانب العقدة التسلسلية). انقر على أيقونة القلم. اكتب عنوان IP للمكان الذي تريد أن يكون الوسيط فيه. بمجرد الانتهاء ، انقر فوق زر التحديث الأحمر والزر الأحمر تم.

6. أخيرًا ، قمنا بتكوين عقدة الوظيفة البرتقالية المسماة JSON إلى الكائن بجوار عقدة RFIDReader. تحتوي الوظيفة على بيان التبديل. سيأخذ هذا المعرف الفريد للعلامات ويعيد تسميتها. في حالتنا ، كان لدينا علامتان أعدنا تسميتهما User 1 و User 2.

ملاحظة مهمة: إذا كنت تنوي استخدام أكثر من علامتين ، فسيتعين عليك تغيير البرامج النصية / التدفق.

الخطوة 6: النشر ولوحة المعلومات

كل شيء جاهز وجاهز للانطلاق. اضغط على زر النشر الأحمر في أعلى اليمين.

انقر فوق رمز الرسم البياني الشريطي الموجود أسفله متبوعًا بالرمز الذي يظهر على شكل مربع به سهم. يجب أن تظهر نافذة جديدة مع عناصر واجهة المستخدم RFID & SENSOR TABLE و RFID-RC522.

اضغط على زر إنشاء لبدء جدول جديد والبدء في اختبار علاماتك. يجب أن تشاهد الجدول الذي يوضح العلامات المختلفة وعدد النقاط / المرات التي تم اكتشافها والتاريخ / الوقت. في هذه الأثناء على اللوح ، يجب أن يضيء المصباح الأخضر كلما تم اكتشاف علامة ، وإلا فسيتم تشغيل الضوء الأحمر. (لمسح الجدول ، اضغط على "مسح" ولحذف الجدول ، اضغط على "حذف"). يجب أن يعمل مستشعر الألوان بنفس الطريقة. إذا تم اكتشاف الكوب ، ستتحول النقطة السوداء إلى اللون الأخضر.

الخطوة 7: المستقبل

• واجهة مستخدم ذات مظهر أفضل
• المزيد من المستخدمين
• قاعدة بيانات الكاميرا / الصور لاكتشاف فنجان القهوة بشكل أكثر دقة
• إرسال تحديثات النقاط إلى حسابات تويتر