Cliente que limita o Shop Door Assistant V3 - versão IoT

Componentes e suprimentos

Arduino MKR WiFi 1010

Funciona com 3,3 V.

Fonte de alimentação chaveada Digilent 5V 2.5A

LED de 5 mm:Vermelho

Escolha quantos LEDs você deseja por sinal, apenas certifique-se de que eles estão dentro dos limites da fonte de alimentação, combinados com resistores e o MOSFET está dentro dos limites de corrente.

LED de 5 mm:amarelo

LED de 5 mm:Verde

Sensor ultrassônico - HC-SR04 (genérico)

Power MOSFET N-Channel

Este MOSFET está do lado seguro. Ao escolher um MOSFET, certifique-se de que ele pode suportar a corrente que você deseja fornecer aos LEDs.

Resistor 330 ohm

Um resistor por LED. Você pode escolher um resistor de valor inferior para os LEDs de alta tensão (verde) para garantir o mesmo brilho dos LEDs vermelhos.

Aplicativos e serviços online

Arduino Web Editor

Arduino IoT Cloud

MIT App Inventor 2

Sobre este projeto

Introdução

Meu objetivo é criar uma ferramenta para ajudar as lojas a limitar o número de clientes que entram ao mesmo tempo para garantir o distanciamento social. A ideia é um controlador de semáforo simples que conta as pessoas que entram e saem. Quando um limite é atingido, uma luz vermelha acende e os clientes devem fazer fila do lado de fora.

Até agora, criei duas versões deste controlador. A primeira versão possuía botões simples de controle para o limite, que apesar de ser o mais barato, eu queria fazer o controle remoto para que os lojistas não precisassem sair do seu posto (ou área protegida) para alterar o limite de entrada dos clientes na loja. O próximo método usou um ESP8266 como servidor para criar um site que o dono da loja pudesse controlar a partir de um computador. Esse método foi uma grande melhoria em relação ao primeiro, mas eu queria fazer mais uma abordagem alternativa que usasse um aplicativo e a nuvem para permitir uma maior adaptabilidade.

Minha abordagem final é conectar o semáforo ao Arduino Cloud. Isso significa que os dados podem ser rastreados ao longo do tempo e também tornando o sistema escalonável para lojas maiores (ou grandes locais de coleta alternativos) ou para lojas que usam entradas e saídas separadas. Finalmente, isso significa que os dados podem ser acessados usando a API Arduino Cloud a partir de um código ou aplicativo separado, aumentando a possibilidade de customização.

Hardware

A fiação é bastante simples. Usei MOSFETS aqui para fornecer correntes mais altas exigidas por mais LEDs. As luzes são alimentadas externamente e comutadas usando o Arduino, o que significa que mais LEDs podem ser adicionados do que os dois que usei.

Um problema a ser observado é que o Arduino MKR WiFi 1010 usa 3,3 V, enquanto os sensores ultrassônicos requerem 5 V. Estou usando uma fonte de alimentação de placa de ensaio aqui para fornecer 5V / 3V, no entanto, métodos alternativos, como inserir 5V e usar um conversor de buck, como o TPS560430X3FDBVR, se uma placa de circuito for produzida. A lógica de 3,3 V do Arduino ainda pode operar os sensores ultrassônicos de 5 V.

(Consulte a parte inferior do projeto para obter os esquemas.)

Software - Arduino Side

O software é adicionado na parte inferior da página. Você pode configurar seu módulo Arduino WiFi usando este ótimo tutorial. O código que forneci na parte inferior pode então ser carregado. Tudo o que é necessário é que o usuário preencha suas credenciais WiFi no arquivo secreto.

Software - lado do aplicativo

Eu criei um tutorial separado detalhado sobre como fazer um aplicativo MIT App Creator para se comunicar com o Arduino Cloud. Em seguida, adaptei-o ligeiramente para permitir atualizações automáticas e melhorar o desempenho. O layout do aplicativo pode ser baixado na parte inferior da página. Isso pode então ser importado para o software criador do aplicativo MIT.

Configuração:

1. Configure o hardware de acordo com os esquemas.

2. Carregue no Arduino Cloud e preencha as credenciais do WiFi. Em seguida, carregue o software no Arduino. Verifique se o software se conecta à nuvem.

3. Carregue o aplicativo no MIT App Inventor e preencha as credenciais do dispositivo - ID da coisa, ID do cliente API e Segredo do cliente API.

Prova de conceito

Permita-me falar com você sobre o vídeo. Inicialmente, o Arduino está ligado e conectado à nuvem, mas o aplicativo não está conectado. Quando eu clico em conectar no aplicativo, ele obtém o token de acesso para usar na API Arduino Cloud. Em seguida, atualizo os dados com o botão para que correspondam aos dados da nuvem. Vemos que o limite do cliente está definido para 7, enquanto a contagem do cliente está atualmente em 0, o que significa que os LEDs âmbar são exibidos para que um cliente possa digitalizar para entrar. Quando eu ligo as atualizações automáticas, os dados do aplicativo serão sincronizados com a nuvem a cada 4 segundos. Isso pode ser feito mais curto ou mais longo no criador do aplicativo.

Quando eu simulo alguém entrando usando o sensor americano esquerdo, os LEDs verdes mostram para indicar que a pessoa pode entrar. A nuvem e, portanto, também o aplicativo sincronizam com esse valor. Quando o sensor à direita é usado para simular a saída de um cliente, a contagem do cliente diminui.

Em seguida, simulo 7 pessoas entrando na loja para que o limite seja atingido. Quando isso ocorre, os LEDs vermelhos são exibidos, indicando que o próximo cliente deve fazer fila até que alguém saia. Os dados são refletidos no aplicativo e no painel de nuvem.

Por fim, uso o aplicativo para alterar o limite. Quando o limite é aumentado, a luz fica âmbar para que um novo cliente possa digitalizar para entrar.

A ideia do invólucro / produto final

A imagem abaixo mostra uma ideia de como o produto final deve ficar.

Adaptabilidade

Uma adaptação interessante que pode ser facilmente inserida é quando uma loja usa uma rota de entrada diferente para a rota de saída. Eles podem então usar dois dispositivos, cada um com um sensor ultrassônico ligado. Como ambos estão conectados à nuvem, os dados serão compartilhados entre eles.
O aplicativo de telefone pode ser adaptado para restaurantes. O aplicativo pode ser adaptado para indicar quantas mesas estão livres e de que tamanho para que os transeuntes saibam se podem entrar ou não.
Nas escolas, o software pode ser adaptado para evitar que turmas diferentes entrem em contato umas com as outras quando passam de sala em sala.

Palavras finais

Antes de concluir o projeto, gostaria de agradecer ao Arduino por me permitir usar o Arduino MKR WiFi 1010. É minha primeira experiência usando a 'nuvem' e me comunicando usando APIs, então aprendi muito. Espero que meu tutorial detalhado sobre como usar o MIT App Inventor com Arduino Cloud permita que outros façam alguns projetos úteis.

Covid-19 perturbou a vida de todos. Espero que todos se mantenham sensatos, cuidando da família, amigos e vizinhos. Juntos, vamos superá-lo, mas apenas se trabalharmos juntos e cuidarmos uns dos outros. Tenho visto alguns projetos fantásticos e por isso agradeço aos criadores do concurso por criarem este meio que permite que a nossa imaginação se concentre em ajudar as pessoas de forma criativa.

Qualquer feedback é muito apreciado,

Código

shopDoorAssistant2.aia
Código Arduino

shopDoorAssistant2.aia Java

Este aplicativo pode ser importado no MIT App Inventor 2.

 Sem visualização (somente download).

Código Arduino C / C ++

 Sem visualização (somente download).

Esquemas

Aqui eu mostrei como seria um circuito com 6 LEDs. Adapte as ramificações dos LEDs / resistores para atender às suas necessidades.

Estes são alimentados por 5 V, mas controlados por lógica de 3,3 V.

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