IDC2018 IOT pametna kanta za smeće: 8 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:07

Dobro gospodarenje otpadom postalo je bitno pitanje za našu planetu. U javnim i prirodnim prostorima mnogi ne obraćaju pažnju na otpad koji ostavljaju za sobom. Kada nema dostupnih 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? (Rješenje)

Za očuvanje prirodnih područja važno je osigurati dobro upravljana mjesta za prikupljanje otpada: kako bi se spriječilo njihovo prelijevanje, kante se moraju redovno podizati. Teško je proći pravo vrijeme: prerano, a smeće može biti prazno, prekasno i smeće se može preliti. Ovaj problem je još kritičniji kada je kanti teško dostupna (poput pješačkih staza u planinama). U ovom racionalnom upravljanju otpadom, razvrstavanje može biti veliki izazov. Organski otpad može se prirodno preraditi 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: zasnovan na ultrazvučnom sistemu, koristi se za sprječavanje prelijevanja upozoravanjem tima za sakupljanje smeća.
• Senzor temperature i vlažnosti: koristi se za praćenje okoline smeća. Ovo može biti korisno za upravljanje stanjem organskog komposta i za sprječavanje kontaminacije 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 uzrokovati šumski požar). Kombinacija vrijednosti temperature i vlažnosti može upozoriti nadzorni tim na problem.
• PIR senzor pokreta: detektor otvaranja bit će instaliran na poklopcu za otpatke kako bi dobio statistiku o korištenju smeća i otkrio loše zatvaranje.

Korak 1: Potrebne hardverske komponente

U ovom odjeljku opisat ćemo hardver i elektroniku koja se koristi 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 povezanosti s oblačnim uslugama i setom senzora za nadzor stanja smeća:

Senzori:

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

Potreban je dodatni hardver:

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

Takođe ćemo morati kreirati:

• AdaFruit račun - primajte i održavajte informacije i statistiku o stanju kante.
• IFTTT račun - pohranite dolazne podatke iz Adafruit -a i aktivirajte događaje u različitim rubnim slučajevima.
• Blynk račun - omogućava 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 pri vrhu datoteke

Korak 3: Ožičenje

Povezivanje na NodeMCU ploču 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 sistema

Komponente oblaka u arhitekturi:

• Adafruit IO MQTT: ESP8266 je povezan putem WiFi -a na Adafruit -ove cloud servere. Omogućuje nam predstavljanje podataka koje prikupljaju senzori na udaljenom računaru i na organiziranoj i sažetoj nadzornoj ploči, upravljanje poviješću itd.
• IFTTT usluge: Omogućava pokretanje akcija prema vrijednostima ili događajima senzora. Napravili smo IFTTT aplete koji povezuju stalne tokove podataka iz Adafruit oblaka i hitne događaje u stvarnom vremenu direktno sa senzora.

Scenariji protoka podataka u sistemu:

1. Vrijednosti se prikupljaju iz aktivnih senzora koji se nalaze u kanti: stopa kapaciteta smeća, temperatura kante, vlažnost kante, broj otvaranja kante danas -> Objavljivanje podataka u MQTT posredniku -> IFLT aplet prenosi podatke u tablicu dnevnih izvještaja Google List.
2. Kapacitet smeća je skoro pun (Sharp senzor dostiže unaprijed definirano ograničenje kapaciteta) -> Ažuriran je unos kapaciteta u dnevnom izvještaju -> Stanica za kontrolu otpada zaključava poklopac kante i prikazuje vrijeme u koje stiže sakupljač smeća (putem protokola Blynk cloud i IFTTT applet).
3. Mjere se nepravilne vrijednosti na senzorima. Na primjer, rizik 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 obraditi, na razuman i logičan način, sve podatke koje su naši senzori prikupili. Nakon isprobavanja različitih scenarija protoka podataka, postigli smo konačnu odluku koja čini sistem održivijim, višekratnim i skalabilnim.

Trenutni nedostaci:

1. Oslanjajući se na Blynk servere, podaci se ažuriraju nakon velikog kašnjenja od mjerenja u stvarnom vremenu.
2. Sustav se oslanja na vanjsko napajanje (povezivanje s generatorom energije ili baterijama), stoga još uvijek nije potpuno automatiziran.
3. U slučaju da se kanta zapali, njome se mora rukovati vanjskom intervencijom.
4. Trenutno naš sistem podržava samo jednu kantu.

Korak 6: Pogled u budućnost …

Buduća poboljšanja:

1. Punjenje solarne energije.
2. Sam sistem za sabijanje smeća.
3. Kamere nadgledaju kantu, koristeći događaje zasnovane na računarskom vidu (otkrivaju požar, preopterećenje smeća).
4. Razviti autonomni automobil za kretanje između kanti za smeće i isprazniti ih na osnovu njihovih kapaciteta.

Mogući rokovi:

• Implementirajte solarni sistem i komprimiranje samootpada (oko 6 mjeseci).
• Razviti algoritme za otkrivanje slike i spojiti sistem kamera, oko godinu dana.
• Razviti algoritam za izgradnju optimalnog obilaska za sakupljanje smeća na osnovu 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!