Podczas modernizacji starych systemów przemysłowych często zachodzi konieczność wymiany ogromnej liczby sensorów i mierników analogowych - termometrów, ciśnieniomierzy i innych elementów. Wymiana tych elementów na ich cyfrowe odpowiedniki, które umożliwiają odczyt mierzonych wartości np. przez komputer wiąże się często z wysokimi kosztami. Autor poniższego projektu zaproponował zupełnie inne rozwiązanie. Wystarczy dowolny analogowy sensor sprząc z komputerem Raspberry Pi wyposażonym w kamerę, a już możliwe będzie odczytywanie wskazań analogowego układu z poziomu komputera.
Cele projektu
* Zaprojektowanie układu podstawowego, który można będzie montować na różnych sensorach.
* Napisanie firmware dla układu, które rozpoznawać i analizować będzie obrazy zbierane z pomocą kamery.
* Stworzenie oprogramowania, które umożliwi użytkownikowi konfigurowanie układu i zbieranie danych po sieci.
* Udostępnienie całego projektu jako otwarty i gotowy do dalszych modyfikacji.
Przykłady wykorzystania
* Wykorzystanie niedrogiego analogowego układu, który musi być w pewnym czasie odczytywany regularnie.
* Wykorzystanie wysokiej klasy analogowego układu, którego zastąpienie miernikiem cyfrowym jest niemożliwe lub nieopłacalne.
Zasadniczy mechanizm działania układu opiera się na tym, że kamera wycelowana w analogowy miernik (wskazówkowy, paskowy lub dowolnego innego rodzaju) przekazuje strumień wideo do komputera - Raspberry Pi. Odpowiednie oprogramowanie stworzone na 'Malinie' pozwoli na analizę zebranego obrazu i automatyczne odczytanie przez system wskazywanej wartości.
Podobny układ zastosować można też do odrobinę nowszych wskaźników, na przykład wyposażonych w wyświetlacze LCD lub LED. W przypadku tych układów system, korzystając z pakietu OpenCV, wykonywać będzie OCR (optyczne rozpoznawanie znaków). Natomiast w przypadku np. wskaźników zegarowych odpowiednio zaprojektowany algorytm mierzyć będzie kąt odchylenia wskazówki i na tej podstawie estymować będzie, jaką wskazuje on wartość.
Dodatkowo, autor projektu zakłada, że użytkownik systemu będzie mógł konfigurować każde z tego rodzaju urządzeń z poziomu komputera PC, tabletu lub smartfona. Zdalna konfiguracja pozwolić ma między innymi na:
* Kalibrację układu.
* Programowanie zakresu.
* Definiowanie jednostek wyjściowych i sposobu komunikacji.
* Zapisywanie różnych ustawień itp.
Przetworzone dane składowane będą wewnątrz Raspberry Pi tak długo, jak będzie na to miejsce, np. na karcie pamięci. Istnieć ma też możliwość przesyłania tych danych w różnych formatach - XML, JSON itp. Dodatkowo, z uwagi, że do dyspozycji mamy 'pełen, kompletny komputer' z danymi możemy zrobić też wiele bardziej zaawansowanych rzeczy - przesyłać je na Dropboxa lub Google Drive. Docelowo układ ma także hostować niewielki webserwer, który zwracać będzie na przykład aktualną wartość wskaźnika poprzez zapytania REST.
Elementy układu
Opisywany system składać się będzie z:
* Komputera Raspberry Pi w wersji A+
* Kamery dedykowanej do Raspberry Pi
* Karty WiFi na USB
* Wykonanego na drukarce 3D uchwytu pozwalającego na zamontowanie RPi wraz z kamerą na sensorze analogowym.
Źródło: https://hackaday.io/project/10617-instrument-digitizer-using-computer-vision
Cool? Ranking DIY
