Projeto de IoT com sensor de cores RFID +: 7 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:37

A ideia desse projeto é premiar as pessoas que bebem em xícaras de café e fazem o descarte correto. Pegue uma empresa como a Tim Hortons, por exemplo; em 2014, eles registraram servir 2 bilhões de xícaras de café anualmente. Embora seus copos possam ser reciclados, eles não são aceitos para reciclagem em todos os lugares no momento. Conforme declarado em seu site, “atualmente temos programas em vários restaurantes em todo o Canadá, onde capturamos nossos copos de papel (e outras embalagens) para reciclagem ou compostagem. O número de locais onde oferecemos reciclagem nas lojas continua a crescer à medida que trabalhamos com empresas locais de gestão de resíduos para expandir nosso programa …”

Portanto, à medida que eles continuam a se expandir e escalar o setor como uma empresa que cuida do meio ambiente, acreditamos que eles também podem aumentar a quantidade de clientes e aumentar a conscientização, criando um sistema de prêmios de incentivo.

Este projeto é uma tentativa de desenvolver um sistema básico em torno dessa ideia.

Etapa 1: Peças

• Raspberry Pi 3
• Arduino Mega
• Mini breadboard
• Fios jumper feminino.male
• 2 x LEDs (vermelho e verde)
• 2 x resistores de 330 Ohm
• TCS3200 Color Sensor
• Leitor e etiquetas RFID RC522
• Cabo USB 2.0 Tipo A / B
• Computador e Internet
• Xícara de café

Etapa 2: Configurando o Hardware

Conectando o TCS 3200 ao Arduino

VCC 5V

GND GND

S0 4

S1 5

S2 6

S3 7

E0 GND

OUT 8

Conecte RFID / LEDs ao Raspberry Pi

SDA 24

SCK 23

MOSI 19

MISO 21

GND 6

RST 22

3,3 V 1

LED VERDE 12 e 330 Ohm para GND

LED VERMELHO 11 e 330 Ohm para GND

Etapa 3: Programação do sensor de cores

TCS3200 detecta luz colorida por meio de uma matriz de fotodiodo 8 x 8 interna. Um conversor de frequência de corrente é usado para converter a leitura do fotodiodo em uma onda quadrada cuja frequência é proporcional à intensidade da luz.

Os fotodiodos têm três filtros de cores diferentes. Existem 16 filtros vermelhos, 16 filtros verdes, 16 filtros azuis e outros 16 fotodiodos sem filtro.

Para permitir que o fotodiodo leia a cor, precisamos controlar os pinos S2 e S3.

Tabela de cores:

Cor S2 S3

Vermelho BAIXO BAIXO

Azul BAIXO ALTO

Verde ALTO ALTO

Cada sensor pode variar ligeiramente em frequência. Trazendo o sensor para perto do copo. Use o código Colour_Tester.ino para encontrar os valores corretos para sua xícara específica e lembre-se dos valores fornecidos no Monitor Serial. Em seguida, escreva as declarações if para gerar um "sim" ou "não" se o sensor estiver detectando o copo, conforme mostrado em Sensor_Data.ino.

Depois de concluído, conecte o Arduino ao Raspberry Pi via cabo USB.

Etapa 4: Configurando o Raspbian para RFID RC522

1. Habilite o SPI (Interface Periférica Serial), abrindo o terminal e executando o seguinte comando.

sudo raspi-config

2. Use as teclas de seta para selecionar “5 Opções de interface“e pressione Enter.

3. Use as teclas de seta para selecionar “P4 SPI“e pressione Enter.

4. Agora você será perguntado se deseja habilitar a interface SPI, selecione Sim com as teclas de seta e pressione Enter para continuar.

5. Uma vez que a interface SPI foi habilitada com sucesso, você deve ver o seguinte texto aparecer na tela, “A interface SPI está habilitada“. Reinicie o Raspberry Pi pressionando Enter e ESC. Digite o seguinte comando no terminal do Raspberry Pi para reiniciar o Raspberry Pi.

sudo reboot

6. Assim que o Raspberry Pi terminar de reiniciar, verifique se ele de fato foi ativado. Execute o seguinte comando para ver se spi_bcm2835 está listado.

lsmod | grep spi

7. Instale Python-dev e git com o comando.

sudo apt-get install python-dev git

8. Inicie o Node-Red para criar uma pasta ~ /.node em sua pasta pessoal. Execute o comando

node-red-start

Acesse a interface do usuário usando seu navegador, aponte para o endereço https://: 1880. Por exemplo, meu Pi está na rede do meu escritório doméstico no endereço 192.168.0.17, então, para acessar o Node-RED, navego para

Agora pare o Node-Red Server com o comando.

node-red-stop

9. Instale o nó Daemon e o nó Serial.

cd ~. / node-red

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

10. Instale o SPI-Py.

cd ~

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

11. Extraia esses arquivos do zip no diretório inicial do usuário - ou seja, / home / pi.

12. Reinicie o pi e inicie o Node-Red mais uma vez.

13. Teste o leitor de cartão executando o script da linha de comando

cd ~

python rfidreader.py

Quando você acena uma etiqueta a cerca de 1 cm da área principal do leitor de cartão, o script imprimirá o UID exclusivo do cartão e seu tipo. Existem vários tipos de cartão, os mais comuns são chamados de MIFARE 1KB, mas existem outros. Nem todos os cartões usam o mesmo protocolo de comunicação RF, então não se surpreenda se um cartão aleatório que você pegar não for reconhecido. Lembre-se do UID de suas tags para mais tarde.

Etapa 5: Crie um fluxo Node-RED para ler sua etiqueta RFID e sensor de cor

Conecte-se ao Node-RED no seu Pi usando um navegador - de outro computador ou no próprio Pi.

1. Clique no ícone de hambúrguer ao lado do botão vermelho de implantação no canto superior direito.

2. Vá para Importar e clique em Área de transferência.

3. Copie todo o conteúdo do texto no arquivo node-red-flow.txt, cole-o na área de transferência e pressione Importar.

4. Temos que ter certeza de que tudo está configurado corretamente. Em primeiro lugar, clique no nó serial laranja (canto superior esquerdo). Clique no ícone Pen e depois no ícone Viewfinder e selecione a porta serial à qual o Arduino está conectado. Em seguida, clique no botão vermelho Atualizar seguido do botão vermelho Concluído.

5. Em seguida, configuraremos o nó MQTT roxo (próximo ao nó serial). Clique no ícone Caneta. Digite o endereço IP de onde você gostaria que o corretor estivesse. Depois de concluído, clique no botão vermelho Atualizar e no botão vermelho Concluído.

6. Finalmente, configuramos o nó de função laranja chamado JSON para objeto próximo ao nó RFIDReader. A função contém uma instrução switch. Isso pegará o UID das tags e as renomeará. Em nosso caso, tínhamos duas tags que renomeamos Usuário 1 e Usuário 2.

NOTA IMPORTANTE: Se você pretende usar mais de duas tags, terá que alterar os scripts / fluxo.

Etapa 6: implantar e painel

Tudo está configurado e pronto para funcionar. Pressione o botão vermelho Implementar no canto superior direito.

Clique no ícone do gráfico de barras abaixo dele, seguido pelo ícone que parece ser uma caixa com uma seta. Uma nova janela deve aparecer com os widgets RFID & SENSOR TABLE e RFID-RC522.

Pressione o botão Criar para iniciar uma nova tabela e começar a testar suas tags. Você deve ver a tabela que mostra as diferentes tags, o número de pontos / vezes que foram detectados e a data / hora. Enquanto isso, no breadboard, o led verde deve acender sempre que uma tag for detectada, caso contrário, a luz vermelha acenderá. (Para limpar a tabela, pressione Limpar e para excluir a tabela, pressione Excluir). O sensor de cores deve funcionar da mesma maneira. Se o copo for detectado, o ponto preto ficará verde.

Etapa 7: Futuro

• IU com melhor aparência
• Mais usuários
• Banco de dados de câmeras / fotos para uma detecção mais precisa de xícaras de café
• Envie atualizações de pontos para contas do Twitter