IoT-ingeschakelde Klantbeperkende Winkeldeur Assistent V3 – Slimme Toegangscontrole

Onderdelen en benodigdheden

	Arduino MKR WiFi 1010 Werkt op 3.3V.	×	1
	Digilent 5V 2.5A Schakelende Voeding	×	1
	5 mm LED: Rood Kies hoeveel LEDs u per teken wilt, zorg ervoor dat ze binnen de voedingslimieten vallen, gematcht met weerstanden en de MOSFET binnen stroomlimieten is.	×	2
	5 mm LED: Geel	×	2
	5 mm LED: Groen	×	2
	Ultrasonische Sensor - HC-SR04 (Generiek)	×	2
	Power MOSFET N-Kanaal Deze MOSFET is aan de veilige kant. Bij het kiezen van een MOSFET, zorg ervoor dat het de stroom kan weerstaan die u aan de LEDs wilt leveren.	×	1
	Weerstand 330 ohm Eén weerstand per LED. U kunt een lagere waarde weerstand kiezen voor de hogere spanning LEDs (groen) om dezelfde helderheid als de rode LEDs te garanderen.	×	6

Apps en online diensten

	Arduino Web Editor
	Arduino IoT Cloud
	MIT App Inventor 2

Over dit project

Inleiding

Mijn doel is om een tool te creëren om winkels te helpen het aantal klanten dat tegelijkertijd binnenkomt te beperken om sociale distancing te waarborgen. Het idee is een eenvoudige verkeerslichtcontroller die mensen in en uit telt. Wanneer een limiet bereikt is, toont een rood licht en moeten klanten buiten in de rij wachten.

Tot nu toe heb ik twee versies van deze controller gemaakt. De eerste versie had eenvoudige knopbesturingen voor de limiet, wat ondanks het goedstkoopste zijn, wilde ik de besturing op afstand maken zodat winkeliers hun post (of beschermde zone) niet hoeven te verlaten om de limiet op de klanten die de winkel binnenkomen te wijzigen. De volgende methode gebruikte een ESP8266 als server om een website te maken die de winkelier vanaf een computer kon bedienen. Deze methode was een grote verbetering ten opzichte van de eerste, maar ik wilde nog een alternatieve benadering maken die een app en de cloud gebruikt om grotere aanpasbaarheid toe te staan.

Mijn definitieve benadering is om het verkeerslicht te verbinden met Arduino Cloud. Dit betekent dat data over tijd getrackt kan worden en het systeem schaalbaar maakt voor grotere winkels (of alternatieve grote bijeenkomsten) of winkels die afzonderlijke ingangen en uitgangen gebruiken. Ten slotte betekent dit dat de data toegankelijk kan zijn via de Arduino Cloud API vanuit een apart stuk code of applicatie, wat de mogelijkheid van customisatie vergroot.

Hardware

De bedrading is redelijk eenvoudig. Ik heb MOSFETs hier gebruikt om hogere stromen te leveren die vereist zijn voor meer LEDs. De lichten worden extern gevoed en geschakeld met de Arduino, wat betekent dat meer LEDs toegevoegd kunnen worden dan de twee die ik heb gebruikt.

Een valkuil om op te letten is dat de Arduino MKR WiFi 1010 3.3V gebruikt terwijl de ultrasonische sensoren 5V vereisen. Ik gebruik hier een breadboard voeding om de 5V/3V te leveren, echter alternatieve methoden zoals 5V invoeren en dan een buck converter zoals de TPS560430X3FDBVR gebruiken als een printplaat geproduceerd zou worden. De 3.3V logica van de Arduino kan de 5V ultrasonische sensoren nog steeds bedienen.

(Zie de onderkant van het project voor schema's.)

Software - Arduino Zijde

De software is aan de onderkant van de pagina toegevoegd. U kunt uw Arduino WiFi-module instellen met deze geweldige tutorial. De code die ik aan de onderkant van de pagina heb geleverd, kan dan geüpload worden. Alles wat vereist is, is dat de gebruiker hun WiFi-inloggegevens in het geheime bestand invult.

Software - Applicatie Zijde

Ik heb een aparte diepgaande tutorial gemaakt over hoe een MIT App Creator Applicatie te maken die communiceert met Arduino Cloud. Ik heb het daarna licht aangepast om automatische updates toe te staan en de prestaties te verbeteren. De app-layout kan van de onderkant van de pagina gedownload worden. Dit kan dan geïmporteerd worden in de MIT App Creator software.

Opzet:

1. Stel de hardware in volgens de schema's.

2. Laad naar Arduino Cloud en vul de WiFi-inloggegevens in. Laad daarna de software op de Arduino. Controleer of de software verbindt met de cloud.

3. Laad de app in MIT App Inventor en vul de apparaatinloggegevens in - thing ID, API Client ID en API Client Secret.

Proof of Concept

Laat me u door de video leiden. Initieel is de Arduino aan en verbonden met de cloud, maar de app is niet verbonden. Wanneer ik op verbinden druk in de app, krijgt het het toegangstoken om te gebruiken in de Arduino Cloud API. Ik verwers dan de data met de knop zodat het overeenkomt met de Cloud-data. We zien dat de klantlimiet ingesteld is op 7 terwijl de klantaantal momenteel 0 is, wat betekent dat de amber LEDs getoond worden zodat een klant kan scannen om binnen te komen. Wanneer ik automatische updates aanzet, zal de app-data elke 4 seconden synchroniseren met de cloud. Dit kan korter of langer gemaakt worden in de app creator.

Wanneer ik iemand die binnenkomt simuleer met de linker US-sensor, tonen de groene LEDs aan dat de persoon mag binnenkomen. De cloud en daarmee ook de app synchroniseren naar deze waarde. Wanneer de sensor aan de rechterkant gebruikt wordt om een klant die vertrekt te simuleren, daalt het klantaantal.

Ik simuleer dan 7 mensen die de winkel binnenkomen zodat de limiet bereikt is. Wanneer dit gebeurt, tonen de rode LEDs, wat aangeeft dat de volgende klant moet wachten tot iemand is vertrokken. De data weerspiegelt zich in de App en het Cloud-dashboard.

Ten slotte gebruik ik de app om de limiteit te wijzigen. Wanneer de limiet verhoogd wordt, gaat het licht naar amber zodat een nieuwe klant kan scannen om binnen te komen.

Het Idee Van De Behuizing/Eindproduct

De afbeelding hieronder toont een idee van hoe het eindproduct eruit zou moeten zien.

Aanpasbaarheid

• Een interessante aanpassing die gemakkelijk ingevoerd kan worden, is wanneer een winkel een andere route voor de ingang gebruikt dan de route voor de uitgang. Ze kunnen dan twee apparaten gebruiken, elk met één ultrasonische sensor. Omdat ze beide met de cloud verbonden zijn, zal de data tussen ze gedeeld worden.
• De telefoonapp kan aangepast worden voor restaurants. De applicatie kan aangepast worden om aan te geven hoeveel tafels vrij zijn en van welke grootte, zodat voorbijgangers weten of ze mogen binnenkomen of niet.
• In scholen kan de software aangepast worden om te voorkomen dat verschillende klassen in contact komen met elkaar wanneer ze van lokaal naar lokaal gaan.

Afsluitende Woorden

Voordat ik het project afsluit, wil ik Arduino bedanken voor het toestaan om de Arduino MKR WiFi 1010 te gebruiken. Het is mijn eerste ervaring met de 'cloud' en communiceren via API's, dus ik heb een enorme hoeveelheid geleerd. Ik hoop dat mijn diepgaande tutorial over het gebruik van MIT App Inventor met Arduino Cloud anderen in staat stelt om nuttige projecten te maken.

Covid-19 heeft ieders leven ontwricht. Ik hoop dat iedereen voorzichtig blijft, zorgdraagt voor familie, vrienden en buren. Samen zullen we het overwinnen maar alleen als we samenwerken en op elkaar letten. Ik heb enkele fantastische projecten gezien en dus dank ik de competitie-organisatoren voor het creëren van dit medium dat ons verbeelding laat richten op het helpen van mensen op creatieve manieren.

Eventuele feedback is zeer gewaardeerd,

Code

• shopDoorAssistant2.aia
• Arduino Code

shopDoorAssistant2.aiaJava

Deze applicatie kan geïmporteerd worden in MIT App Inventor 2.

Geen preview (alleen download).

Arduino CodeC/C++

Geen preview (alleen download).

Schema's

Hier heb ik getoond hoe een circuit met 6 LEDs eruit zou zien. Pas de takken van LEDs/weerstanden aan uw behoefte aan. Deze zijn 5V gevoed maar 3.3V logica geregeld.