Projet IoT RFID + Capteur de couleur : 7 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:08

L'idée de ce projet est de récompenser les personnes qui boivent dans des tasses à café et de s'en débarrasser correctement. Prenez une entreprise comme Tim Hortons par exemple; en 2014, ils ont enregistré servir 2 milliards de tasses de café par an. Bien que leurs gobelets puissent être recyclés, ils ne sont pas acceptés pour le recyclage partout en ce moment. Comme indiqué sur leur site Web, « nous avons actuellement des programmes dans un certain nombre de restaurants à travers le Canada où nous récupérons nos gobelets en papier (et autres emballages) pour le recyclage ou le compostage. Le nombre d'endroits où nous proposons le recyclage en magasin continue de croître à mesure que nous travaillons avec des entreprises locales de gestion des déchets pour étendre notre programme… »

Ainsi, alors qu'ils continuent de se développer et de grimper dans l'industrie en tant qu'entreprise soucieuse de l'environnement, nous pensons qu'ils peuvent également augmenter le nombre de clients et sensibiliser en créant un système de récompenses incitatives.

Ce projet est une tentative de développer un système de base autour de cette idée.

Étape 1: Pièces

• Framboise Pi 3
• Arduino méga
• Mini planche à pain
• Fils de liaison femelle.mâle
• 2 x LED (rouge et verte)
• 2 résistances de 330 ohms
• Capteur de couleur TCS3200
• Lecteur et étiquettes RFID RC522
• Câble USB 2.0 Type A/B
• Ordinateur et Internet
• Tasse à café

Étape 2: Configuration du matériel

Connecter le TCS 3200 à l'Arduino

VCC 5V

TERRE TERRE

S0 4

S1 5

S2 6

S3 7

E0 GND

SORTIE 8

Connectez RFID/LED au Raspberry Pi

ADD 24

SCK 23

MOSI 19

MISO 21

TERRE 6

RST 22

3.3V 1

LED VERTE 12 et 330 Ohm vers GND

LED ROUGE 11 et 330 Ohm vers GND

Étape 3: Programmation du capteur de couleur

Le TCS3200 détecte la lumière de couleur via un réseau interne de photodiodes 8 x 8. Un convertisseur courant-fréquence est utilisé pour convertir la lecture de la photodiode en une onde carrée dont la fréquence est proportionnelle à l'intensité de la lumière.

Les photodiodes ont trois filtres de couleur différents. Il y a 16 filtres rouges, 16 filtres verts, 16 filtres bleus et 16 autres photodiodes sans filtre.

Afin de laisser la photodiode lire la couleur, nous devons contrôler les broches S2 et S3.

Tableau des couleurs：

Couleur S2 S3

Rouge FAIBLE FAIBLE

Bleu BAS HAUT

Vert HAUT HAUT

Chaque capteur peut varier légèrement en fréquence. Rapprocher le capteur de la tasse. Utilisez le code Colour_Tester.ino pour trouver les valeurs correctes pour votre tasse particulière et mémorisez les valeurs données dans le moniteur série. Ensuite, écrivez les instructions if pour afficher un "oui" ou un "non" si le capteur détecte la tasse comme indiqué dans Sensor_Data.ino.

Une fois terminé, connectez l'Arduino au Raspberry Pi via un câble USB.

Étape 4: Configuration de Raspbian pour RFID RC522

1. Activez le SPI (Serial Peripheral Interface), en ouvrant le terminal et en exécutant la commande suivante.

sudo raspi-config

2. Utilisez les touches fléchées pour sélectionner « 5 options d'interfaçage » et appuyez sur Entrée.

3. Utilisez vos touches fléchées pour sélectionner "P4 SPI", et appuyez sur Entrée.

4. Il vous sera maintenant demandé si vous souhaitez activer l'interface SPI, sélectionnez Oui avec vos touches fléchées et appuyez sur Entrée pour continuer.

5. Une fois que l'interface SPI a été activée avec succès, vous devriez voir le texte suivant apparaître à l'écran, « L'interface SPI est activée ». Redémarrez le Raspberry Pi en appuyant sur Entrée puis sur ESC. Tapez la commande suivante dans le terminal de votre Raspberry Pi pour redémarrer votre Raspberry Pi.

redémarrage sudo

6. Une fois que votre Raspberry Pi a fini de redémarrer, vérifiez qu'il a bien été activé. Exécutez la commande suivante pour voir si spi_bcm2835 est répertorié.

lsmod | grep spi

7. Installez Python-dev et git avec la commande.

sudo apt-get installer python-dev git

8. Démarrez Node-Red pour créer un dossier ~/.node dans votre dossier de départ. Exécutez la commande

noeud-red-start

Accédez à l'interface utilisateur à l'aide de votre navigateur, pointez sur l'adresse https://:1880. Par exemple, mon Pi se trouve sur mon réseau de bureau à domicile à l'adresse 192.168.0.17, donc pour accéder à Node-RED, je navigue sur

Maintenant, arrêtez le serveur Node-Red avec la commande.

noeud-rouge-arrêt

9. Installez le nœud Daemon et le nœud Série.

cd ~./node-rouge

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

10. Installez SPI-Py.

disque ~

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

11. Extrayez ces fichiers du zip dans le répertoire personnel de votre utilisateur, c'est-à-dire /home/pi.

12. Redémarrez le pi et redémarrez Node-Red.

13. Testez le lecteur de carte en exécutant le script depuis la ligne de commande

disque ~

python rfidreader.py

Lorsque vous agitez une étiquette à environ 1 cm de la zone principale du lecteur de carte, le script imprime l'UID unique de la carte et son type. Il existe différents types de cartes, les plus courantes sont appelées MIFARE 1KB, mais il en existe d'autres. Toutes les cartes n'utilisent pas le même protocole de communication RF, alors ne soyez pas surpris si une carte aléatoire que vous prenez n'est pas reconnue. N'oubliez pas l'UID de vos balises pour plus tard.

Étape 5: Créez un flux Node-RED pour lire votre étiquette RFID et votre capteur de couleur

Connectez-vous à Node-RED sur votre Pi à l'aide d'un navigateur, soit à partir d'un autre ordinateur, soit sur le Pi lui-même.

1. Cliquez sur l'icône hamburger à côté du bouton de déploiement rouge en haut à droite.

2. Allez dans Importer et cliquez sur Presse-papiers.

3. Copiez tout le contenu du texte dans le fichier node-red-flow.txt et collez-le dans le presse-papiers et appuyez sur Importer.

4. Nous devons nous assurer que tout est configuré correctement. Tout d'abord, cliquez sur le nœud série orange (en haut à gauche). Cliquez sur l'icône du stylo puis sur l'icône du viseur et sélectionnez le port série auquel l'Arduino est connecté. Cliquez ensuite sur le bouton rouge Mettre à jour suivi du bouton rouge Terminé.

5. Ensuite, nous allons configurer le nœud MQTT violet (à côté du nœud série). Cliquez sur l'icône Stylo. Tapez l'adresse IP de l'endroit où vous souhaitez que le courtier soit. Une fois terminé, cliquez sur le bouton rouge Mettre à jour et le bouton rouge Terminé.

6. Enfin, nous configurons le nœud de fonction orange appelé JSON en objet à côté du nœud RFIDReader. La fonction contient une instruction switch. Cela prendra l'UID des balises et les renommera. Dans notre cas, nous avions deux balises que nous avons renommées Utilisateur 1 et Utilisateur 2.

REMARQUE IMPORTANTE: Si vous avez l'intention d'utiliser plus de deux balises, vous devrez modifier les scripts/flux.

Étape 6: Déploiement et tableau de bord

Tout est configuré et prêt à partir. Appuyez sur le bouton rouge Déployer en haut à droite.

Cliquez sur l'icône du graphique à barres en dessous, puis sur l'icône qui semble être une boîte avec une flèche. Une nouvelle fenêtre devrait apparaître avec les widgets RFID&SENSOR TABLE et RFID-RC522.

Appuyez sur le bouton Créer pour créer une nouvelle table et commencer à tester vos balises. Vous devriez voir le tableau indiquant les différentes balises, le nombre de points/de fois qu'il a été détecté et la date/l'heure. Pendant ce temps, sur la planche à pain, le voyant vert doit s'allumer chaque fois qu'un tag est détecté, sinon le voyant rouge sera allumé. (Pour effacer le tableau, appuyez sur Effacer et pour supprimer le tableau, appuyez sur Supprimer). Le capteur de couleur devrait fonctionner de la même manière. Si la tasse est détectée, le point noir deviendra vert.

Étape 7: Avenir

• Une meilleure interface utilisateur
• Plus d'utilisateurs
• Caméra/Base de données de photos pour une détection plus précise des tasses de café
• Envoyer des mises à jour de points aux comptes Twitter