IDC2018 IOT pametni koš za smeti: 8 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:05

Dobro ravnanje z odpadki je postalo bistveno vprašanje našega planeta. V javnih in naravnih prostorih se mnogi ne ozirajo na odpadke, ki jih pustijo za sabo. Kadar ni zbiralnika smeti, je lažje pustiti odpadke na kraju samem kot jih prinesti nazaj. Tudi tako imenovani ohranjeni prostori so onesnaženi z odpadki.

Zakaj potrebujemo pameten koš za odpadke? (Rešitev)

Za ohranitev naravnih območij je pomembno zagotoviti dobro vodena zbiralna mesta: da se prepreči njihovo prelivanje, je treba koše redno dvigovati. Težko je priti skozi pravi čas: prehitro in smeti so lahko prazne, prepozno in smeti se lahko prelijejo. Ta problem je še toliko bolj kritičen, ko je koš težko dostopen (na primer po pohodniških poteh v gorah). Pri tem racionalnem ravnanju z odpadki je razvrščanje lahko velik izziv. Organske odpadke lahko naravnost neposredno predela v kompostiranju.

Namen projekta

Namen našega projekta je zagotoviti nadzorno napravo za inteligentni koš za odpadke. Ta naprava vključuje več senzorjev za nadzor stanja smeti.

• Senzor zmogljivosti: temelji na ultrazvočnem sistemu in se uporablja za preprečevanje prelivanja z opozorilom ekipe za zbiranje smeti.
• Senzor temperature in vlažnosti: uporablja se za spremljanje okolja smeti. To je lahko koristno za obvladovanje stanja organskega komposta in za preprečitev kontaminacije v nekaterih posebnih primerih (zelo mokri ali vroči pogoji, nevarnost požara v zelo suhih razmerah). Požar smeti lahko dramatično vpliva na okolje (na primer lahko povzroči gozdni požar). Kombinacija vrednosti temperature in vlažnosti lahko nadzorno ekipo opozori na težavo.
• Senzor gibanja PIR: detektor odpiranja bo nameščen na pokrovu za smeti, da bo dobil statistiko o uporabi smeti in odkril slabo zapiranje.

1. korak: Potrebne so komponente strojne opreme

V tem razdelku bomo opisali strojno opremo in elektroniko, uporabljeno za izdelavo te naprave.

Najprej potrebujemo preprost koš za smeti s pokrovom. Naprej: plošča NodeMCU z vgrajenim modulom Wi-Fi ESP8266, ki nam bo pomagal vzpostaviti povezljivost s storitvami v oblaku, in niz senzorjev za nadzor stanja smeti:

Senzorji:

• DHT11 - Analogni senzor temperature in vlažnosti
• Sharp IR 2Y0A21 - Digitalni senzor bližine / razdalje
• Servo motor
• PIR senzor gibanja

Potrebna je dodatna strojna oprema:

• Vsak koš za smeti s pokrovom
• Ogledna plošča (splošna)
• Mostične žice (kup teh …) Dvostranski lepljivi trak!

Ustvariti moramo tudi:

• Račun AdaFruit - prejemajte in vzdržujte informacije in statistične podatke o stanju koša.
• Račun IFTTT - shranite dohodne podatke iz Adafruit in sprožite dogodke v različnih robnih primerih.
• Blynk račun - omogoča uporabo aplikacij »Webhooks« na IFTTT.

2. korak: Programirajte NodeMCU ESP8266

Tukaj je celotna koda, uporabite jo:)

Knjižnice, ki smo jih uporabljali na spletu, lahko preprosto najdete (omenjene v glavi).

*** Ne pozabite vnesti svojega imena WiFi in gesla na vrhu datoteke

3. korak: Ožičenje

Povezava s ploščo NodeMCU ESP8266

DHT11

• + -> 3V3
• - -> GND
• OUT -> Pin A0

Sharp IR 2Y0A21:

• Rdeča žica -> 3V3
• Črna žica -> GND
• Rumena žica -> Pin D3

Servo motor:

• Rdeča žica -> 3V3
• Črna žica -> GND
• Bela žica -> Pin D3

Senzor gibanja PIR:

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

4. korak: Arhitektura sistema

Komponente v oblaku v arhitekturi:

• Adafruit IO MQTT: ESP8266 je prek WiFi povezan s strežniki v oblaku Adafruit. Omogoča nam predstavitev podatkov, ki jih zberejo senzorji v oddaljenem računalniku in na organizirani in jedrnati nadzorni plošči, upravljanje zgodovine itd.
• Storitve IFTTT: Omogoča sprožitev dejanj glede na vrednosti ali dogodke senzorjev. Ustvarili smo programčke IFTTT, ki povezujejo enakomeren tok podatkov iz oblaka Adafruit in dogodke v sili v realnem času neposredno iz senzorjev.

Scenariji pretoka podatkov v sistemu:

1. Vrednosti se zbirajo iz aktivnih senzorjev, ki se nahajajo na košu: stopnja kapacitete smeti, temperatura koša, vlažnost koša, število odprtih košev danes -> objava podatkov v posredniku MQTT -> programček IFTTT posreduje podatke v tabelo dnevnih poročil Google List.
2. Zmogljivost smeti je skoraj polna (senzor Sharp doseže vnaprej določeno mejo zmogljivosti) -> posodobljen je vnos zmogljivosti v vsakodnevnem poročilu -> postaja za nadzor odpadkov zaklene pokrov koša in prikaže čas, v katerem zbiralnik smeti prispe (po protokolu oblaka Blynk in programček IFTTT).
3. Na senzorjih se merijo nepravilne vrednosti. Na primer, nevarnost požara -visoka temperatura in nizka vlažnost -> Dogodek se zabeleži v oblaku Blynk -> IFTTT sproži alarm na postajo za nadzor odpadkov.

5. korak: Izzivi in pomanjkljivosti

Izzivi:

Glavni izziv, s katerim smo se srečali med projektom, je bil na razumen in logičen način obdelati vse podatke, ki so jih zbrali naši senzorji. Ko smo preizkusili različne scenarije pretoka podatkov, smo dosegli končno odločitev, zaradi katere je sistem bolj vzdržljiv, za večkratno uporabo in razširljiv.

Trenutne pomanjkljivosti:

1. Glede na strežnike Blynk se podatki posodobijo po veliki zamudi pri merjenju v realnem času.
2. Sistem temelji na zunanjem napajanju (povezava z generatorjem energije ali baterijami), zato še vedno ni popolnoma avtomatiziran.
3. Če se koš zažge, ga je treba ravnati z zunanjim posegom.
4. Trenutno naš sistem podpira samo en koš.

Korak 6: Pogled v prihodnost …

Prihodnje izboljšave:

1. Polnjenje sončne energije.
2. Samodejni sistem za stiskanje smeti.
3. Kamere, ki nadzorujejo koš, z uporabo dogodkov na osnovi računalniškega vida (zaznavanje požara, preobremenitev smeti).
4. Razviti avtonomni avtomobil za potovanje med koši za smeti in jih izprazniti glede na njihove zmogljivosti.

Možni roki:

• Izvedite sončni sistem in samozbijanje smeti (približno 6 mesecev).
• Razvijte algoritme za odkrivanje slik in povežite sistem kamer, približno eno leto.
• Razviti algoritem za izgradnjo optimalnega potovanja za zbiranje smeti na podlagi podatkov iz vseh košev v približno 3 letih.

7. korak: Zadnje slike…

8. korak: O nas

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

Upam, da boste uživali v tem projektu in pozdrav iz Izraela!