IDC2018 IOT pametna kanta za smeće: 8 koraka

2025 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2025-01-23 14:47

Dobro gospodarenje otpadom postalo je bitno pitanje za naš planet. U javnim i prirodnim prostorima mnogi ne obraćaju pozornost na otpad koji ostavljaju za sobom. Kad nema sakupljača smeća, lakše je ostaviti otpad na mjestu nego ga vratiti. Čak su i takozvani očuvani prostori zagađeni otpadom.

Zašto nam treba pametna kanta za otpad? (Riješenje)

Za očuvanje prirodnih područja važno je osigurati dobro upravljana mjesta za prikupljanje otpada: kako bi se spriječilo njihovo prelijevanje, posude se moraju redovito podizati. Teško je proći pravo vrijeme: prerano, a smeće može biti prazno, prekasno i smeće se može preliti. Ovaj je problem utoliko kritičniji kada je kanti teško dostupna (poput pješačkih staza u planinama). U ovom racionalnom gospodarenju otpadom razvrstavanje može biti veliki izazov. Organski otpad može se izravno preraditi prirodom, u kompostiranju.

Svrha projekta

Svrha našeg projekta je osigurati uređaj za nadzor inteligentne kante za otpad. Ovaj uređaj integrira nekoliko senzora za nadzor stanja smeća.

• Senzor kapaciteta: temeljen na ultrazvučnom sustavu, koristi se za sprječavanje prelijevanja upozoravanjem tima za prikupljanje smeća.
• Senzor temperature i vlage: koristi se za praćenje okoliša u smeću. To može biti korisno za upravljanje stanjem organskog komposta i za sprječavanje onečišćenja u nekim posebnim slučajevima (vrlo mokri ili vrući uvjeti, opasnost od požara u vrlo suhim uvjetima). Požar smeća može imati dramatične učinke na okoliš (na primjer može izazvati šumski požar). Kombinacija vrijednosti temperature i vlažnosti može upozoriti nadzorni tim na problem.
• PIR osjetnik kretanja: detektor otvaranja bit će instaliran na poklopcu za otpatke kako bi dobio statistiku o korištenju smeća i otkrio loše zatvaranje.

Korak 1: Potrebne su hardverske komponente

U ovom odjeljku opisat ćemo hardver i elektroniku koji su korišteni za izradu ovog uređaja.

Prvo nam je potrebna jednostavna kanta za smeće s poklopcem. Sljedeće: NodeMCU ploča s ugrađenim ESP8266 Wifi modulom koji će nam pomoći u stvaranju povezivanja s oblačnim uslugama i skupom senzora za nadzor stanja smeća:

Senzori:

• DHT11 - Analogni osjetnik temperature i vlažnosti
• Sharp IR 2Y0A21 - Digitalni senzor blizine / udaljenosti
• Servo motor
• PIR senzor pokreta

Potreban je dodatni hardver:

• Svaka kanta za smeće s poklopcem
• Oglasna ploča (općenito)
• Kratkospojne žice (hrpa njih …) Dvostrano ljepljiva traka!

Također ćemo morati stvoriti:

• AdaFruit račun - primajte i održavajte informacije i statistiku o stanju kante.
• IFTTT račun - pohranite dolazne podatke s Adafruit -a i aktivirajte događaje u različitim rubnim slučajevima.
• Blynk račun - omogućuje korištenje aplikacija “Webhooks” na IFTTT -u.

Korak 2: Programirajte NodeMCU ESP8266

Evo cijelog koda, slobodno ga upotrijebite:)

Na internetu možete lako pronaći biblioteke koje smo koristili (spomenute u zaglavlju).

*** Ne zaboravite unijeti svoje WiFi ime i lozinku na vrhu datoteke

Korak 3: Ožičenje

Spajanje na ploču NodeMCU ESP8266

DHT11

• + -> 3V3
• - -> GND
• IZLAZ -> Pin A0

Sharp IR 2Y0A21:

• Crvena žica -> 3V3
• Crna žica -> GND
• Žuta žica -> Pin D3

Servo motor:

• Crvena žica -> 3V3
• Crna žica -> GND
• Bijela žica -> Pin D3

PIR senzor pokreta:

• VCC -> 3V3
• GND -> GND
• IZLAZ -> Pin D1

Korak 4: Arhitektura sustava

Komponente oblaka u arhitekturi:

• Adafruit IO MQTT: ESP8266 je povezan putem WiFi -a na Adafruitove poslužitelje u oblaku. Omogućuje nam predstavljanje podataka koje su prikupili senzori na udaljenom računalu i na organiziranoj i sažetoj nadzornoj ploči, upravljanje poviješću itd.
• IFTTT usluge: Omogućuje pokretanje radnji prema vrijednostima ili događajima senzora. Izradili smo IFTTT aplete koji povezuju stalne protoke podataka iz Adafruit oblaka i hitne događaje u stvarnom vremenu izravno sa senzora.

Scenariji protoka podataka u sustavu:

1. Vrijednosti se prikupljaju iz aktivnih senzora koji se nalaze u kanti: stopa kapaciteta smeća, temperatura kante, vlažnost kante, broj današnjih otvaranja kante -> Objavljivanje podataka u posredniku MQTT -> IFLT applet dostavlja podatke u tablicu dnevnih izvješća Google List.
2. Kapacitet smeća je skoro pun (Sharp senzor dostiže unaprijed definirano ograničenje kapaciteta) -> Ažuriran je unos kapaciteta u dnevnom izvješću -> Stanica za kontrolu otpada zaključava poklopac kante i prikazuje vrijeme u koje stiže sakupljač smeća (putem Blynk cloud protokola i IFLT applet).
3. Mjere se nepravilne vrijednosti na senzorima. Na primjer, opasnost od požara -visoka temperatura i niska vlažnost -> Događaj se bilježi na oblaku Blynk -> IFTTT Aktivira alarm na stanicu za kontrolu otpada.

Korak 5: Izazovi i nedostaci

Izazovi:

Glavni izazov s kojim smo se susreli tijekom projekta bio je na razuman i logičan način obraditi sve podatke koje su prikupili naši senzori. Nakon isprobavanja različitih scenarija protoka podataka, postigli smo konačnu odluku koja čini sustav održivijim, višekratnim i skalabilnim.

Trenutni nedostaci:

1. Oslanjajući se na poslužitelje Blynk, podaci se ažuriraju nakon velikog kašnjenja od mjerenja u stvarnom vremenu.
2. Sustav se oslanja na vanjsko napajanje (spajanje na generator energije ili baterije), stoga još uvijek nije potpuno automatiziran.
3. U slučaju da se kanta zapali, mora se rukovati vanjskim zahvatom.
4. Trenutno naš sustav podržava samo jednu kantu.

Korak 6: Pogled u budućnost …

Buduća poboljšanja:

1. Punjenje solarne energije.
2. Sustav za samozbijanje smeća.
3. Kamere nadziru kantu, koristeći događaje temeljene na računalnom vidu (otkrivaju požar, preopterećenje smeća).
4. Razviti autonomni automobil za kretanje između kanti za smeće i isprazniti ih na temelju njihovih kapaciteta.

Mogući rokovi:

• Uvedite solarni sustav i samokompresiju otpada (oko 6 mjeseci).
• Razviti algoritme za otkrivanje slike i spojiti sustav kamera, otprilike godinu dana.
• Razviti algoritam za izgradnju optimalnog obilaska za prikupljanje smeća na temelju podataka iz svih kanti za otprilike 3 godine.

Korak 7: Završne slike …

Korak 8: O nama

Asaf Getz ---------------------------- Ofir Nesher ------------------ ------ Yonathan Ron

Nadam se da ćete uživati u ovom projektu i pozdrav iz Izraela!