IDC2018 IOT Smart Papirkurv: 8 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:23

God avfallshåndtering har blitt et viktig spørsmål for planeten vår. I offentlige og naturlige rom tar mange ikke hensyn til avfallet de etterlater seg. Når det ikke er noen søppeloppsamler tilgjengelig, er det lettere å legge igjen avfall på stedet enn å bringe det tilbake. Selv de såkalte bevarte områdene er forurenset av avfall.

Hvorfor trenger vi en smart søppelbøtte? (Løsning)

For å bevare naturområder er det viktig å skaffe godt håndterte avfallsinnsamlingspunkter: For å forhindre at de renner over, må søppelbøttene heves regelmessig. Det er vanskelig å komme gjennom riktig tid: for tidlig, og søppelet kan være tomt, for sent og søppelet kan renne over. Dette problemet er desto mer kritisk når beholderen er vanskelig tilgjengelig (for eksempel på turstier i fjellet). I denne rasjonelle avfallshåndteringen kan sortering være en stor utfordring. Organisk avfall kan behandles direkte av natur, i kompostering.

Formålet med prosjektet

Hensikten med prosjektet vårt er å tilby en overvåkingsenhet for en intelligent søppelbøtte. Denne enheten integrerer flere sensorer for å overvåke papirkurven.

• Kapasitetssensor: basert på ultralydsystemet, brukes til å forhindre overløp ved å varsle søppelinnsamlingsteamet.
• Temperatur- og fuktighetssensor: brukes til å overvåke søppelmiljøet. Dette kan være nyttig for å håndtere tilstanden til organisk kompost og for å forhindre forurensning i noen spesifikke tilfeller (veldig våte eller varme forhold, brannfare under svært tørre forhold). En søppelbrann kan ha dramatiske effekter på miljøet (for eksempel kan den forårsake en skogbrann). Kombinasjonen av temperatur- og fuktighetsverdier kan varsle tilsynsteamet om problemet.
• PIR Bevegelsessensor: en åpningsdetektor vil bli installert på søppelokket for å få statistikk om søppelbruk og oppdage dårlig lukking.

Trinn 1: Nødvendig maskinvarekomponenter

I denne delen vil vi beskrive maskinvaren og elektronikken som ble brukt til å lage denne enheten.

Først trenger vi en enkel søppelbøtte med lokk. Neste: NodeMCU-kort med en innebygd ESP8266 Wifi-modul som hjelper oss med å skape tilkobling med skytjenester og et sett med sensorer for å overvåke papirkurven:

Sensorer:

• DHT11 - Temperatur og fuktighet analog sensor
• Sharp IR 2Y0A21 - Proximity / Distance digital sensor
• Servo motor
• PIR bevegelsessensor

Ytterligere maskinvare nødvendig:

• Enhver søppelbøtte med lokk
• Brødbrett (generisk)
• Jumperwires (en haug med dem …) Dobbeltsidig limingstape!

Vi må også lage:

• AdaFruit -konto - motta og vedlikehold informasjon og statistikk om papirkurven.
• IFTTT -konto - lagre innkommende data fra Adafruit og utløs hendelser i forskjellige kanttilfeller.
• Blynk -konto - muliggjør bruk av “Webhooks” -applikasjoner på IFTTT.

Trinn 2: Programmer NodeMCU ESP8266

Her er hele koden, bruk den gjerne:)

Du kan enkelt finne bibliotekene vi har brukt online (nevnt i overskriften).

*** Ikke glem å skrive inn WiFi -navnet og passordet ditt øverst i filen

Trinn 3: Kabling

Tilkobling til NodeMCU ESP8266 -kortet

DHT11

• + -> 3V3
• - -> GND
• UT -> Pin A0

Sharp IR 2Y0A21:

• Rød ledning -> 3V3
• Svart ledning -> GND
• Gul ledning -> Pin D3

Servo motor:

• Rød ledning -> 3V3
• Svart ledning -> GND
• Hvit ledning -> Pin D3

PIR bevegelsessensor:

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

Trinn 4: Systemarkitektur

Skykomponenter i arkitektur:

• Adafruit IO MQTT: ESP8266 er koblet via WiFi til Adafruit sine skyservere. Lar oss presentere dataene som er samlet inn av sensorene i en ekstern datamaskin og i et organisert og kortfattet dashbord, administrasjonshistorikk etc.
• IFTTT -tjenester: Tillater utløsende handlinger i henhold til sensorers verdier eller hendelser. Vi har opprettet IFTTT-appleter som forbinder jevne datastrømmer fra Adafruit-skyen og sanntids nødhendelser direkte fra sensorer.

Datastrømsscenarier i systemet:

1. Verdier hentes fra aktive sensorer på søpla: søppelkapasitetshastighet, beholdertemperatur, beholderfuktighet, antall ganger beholderen ble åpnet i dag -> Publiser data til MQTT -megler -> IFTTT -applet leder dataene til en daglig rapporttabell Google Ark.
2. Papirkurven er nesten full (Skarp sensor når en forhåndsdefinert kapasitetsgrense) -> Kapasitetsoppføring i den daglige rapporten oppdateres -> Avfallskontrollstasjon låser beholderens lokk og viser tiden søppelsamleren ankommer (gjennom Blynk -skyprotokoll) og IFTTT -applet).
3. Uregelmessige verdier på sensorer måles. For eksempel er brannrisiko -høy temperatur og lav luftfuktighet -> Hendelse registrert på Blynk -skyen -> IFTTT utløser alarm til avfallskontrollstasjon.

Trinn 5: Utfordringer og mangler

Utfordringer:

Hovedutfordringen vi har støtt på under prosjektet var å behandle alle dataene som sensorene våre hadde samlet inn på en rimelig og logisk måte. Etter å ha prøvd forskjellige datastrømsscenarier, oppnådde vi vår endelige beslutning som gjør systemet mer vedlikeholdbart, gjenbrukbart og skalerbart.

Gjeldende mangler:

1. Basert på Blynk-servere, oppdateres dataene etter en stor forsinkelse fra sanntidsmåling.
2. Systemet er avhengig av en ekstern strømforsyning (tilkobling til en kraftgenerator eller batterier), og derfor er det fortsatt ikke fullt automatisert.
3. Hvis beholderen tar fyr, må den håndteres ved hjelp av ytre inngrep.
4. For øyeblikket støtter systemet vårt bare en enkelt søppelbøtte.

Trinn 6: Se inn i fremtiden …

Fremtidige forbedringer:

1. Lading av solenergi.
2. Selvavfallskomprimeringssystem.
3. Kameraer overvåker søppelbøtten ved hjelp av datasynbaserte hendelser (oppdag brann, søppeloverbelastning).
4. Utvikle en autonom bil for å reise mellom søppelkasser og tømme dem basert på deres kapasitet.

Mulige frister:

• Implementere et solsystem og egen søppelkomprimering (ca. 6 måneder).
• Utvikle bildedeteksjonsalgoritmer og Koble til et kamerasystem, omtrent et år.
• Utvikle en algoritme for å bygge en optimal tur for søppelinnsamling basert på data fra alle søppelbøtter på omtrent 3 år.

Trinn 7: Siste bilder …

Trinn 8: Om oss

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

Håper du vil like dette prosjektet og hilsener fra Israel!