Coș de gunoi inteligent IOT IDC2018: 8 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:44

O bună gestionare a deșeurilor a devenit o problemă esențială pentru planeta noastră. În spațiile publice și naturale, mulți nu acordă atenție deșeurilor pe care le lasă în urmă. Atunci când nu există un colector de gunoi disponibil, este mai ușor să lăsați deșeurile la fața locului decât să le aduceți înapoi. Chiar și așa-numitele spații conservate sunt poluate de deșeuri.

De ce avem nevoie de un coș de gunoi inteligent? (Soluţie)

Pentru a păstra ariile naturale, este important să se asigure puncte de colectare a deșeurilor bine gestionate: pentru a preveni revărsarea acestora, coșurile trebuie ridicate în mod regulat. Este greu să treci prin timpul potrivit: prea devreme, iar coșul de gunoi poate fi gol, prea târziu și coșul de gunoi se poate revărsa. Această problemă este cu atât mai critică cu cât accesul coșului este dificil (cum ar fi traseele de drumeții din munți). În acest management rațional al deșeurilor, sortarea poate fi o provocare majoră. Deșeurile organice pot fi prelucrate direct prin natură, în compostare.

Scopul proiectului

Scopul proiectului nostru este de a oferi un dispozitiv de supraveghere pentru un coș de gunoi inteligent. Acest dispozitiv integrează mai mulți senzori pentru a supraveghea starea coșului de gunoi.

• Senzor de capacitate: bazat pe sistemul cu ultrasunete, utilizat pentru a preveni revărsările prin avertizarea echipei de colectare a gunoiului.
• Senzor de temperatură și umiditate: utilizat pentru a monitoriza mediul de gunoi. Acest lucru poate fi util pentru a gestiona starea compostului organic și pentru a preveni contaminarea în anumite cazuri specifice (condiții foarte umede sau fierbinți, riscul de incendiu în condiții foarte uscate). Un incendiu de gunoi poate avea efecte dramatice asupra mediului (de exemplu, poate provoca un incendiu de pădure). Combinarea valorilor de temperatură și umiditate poate alerta echipa de supraveghere cu privire la problemă.
• Senzor de mișcare PIR: un detector de deschidere va fi instalat pe capacul coșului de gunoi pentru a obține statistici despre utilizarea gunoiului și pentru a detecta închiderea defectuoasă.

Pasul 1: Componente hardware necesare

În această secțiune, vom descrie componentele hardware și electronice utilizate pentru a crea acest dispozitiv.

În primul rând, avem nevoie de un coș de gunoi simplu, cu capac. În continuare: placa NodeMCU cu un modul ESP8266 Wifi încorporat care ne va ajuta să creăm conectivitate cu servicii cloud și un set de senzori pentru a supraveghea starea coșului de gunoi:

Senzori:

• DHT11 - Senzor analogic de temperatură și umiditate
• Sharp IR 2Y0A21 - Senzor digital de proximitate / distanță
• Servo motor
• Senzor de mișcare PIR

Este nevoie de hardware suplimentar:

• Orice coș de gunoi cu capac
• Breadboard (generic)
• Sârme jumper (o grămadă de ele …) Banda de lipire pe două fețe!

De asemenea, va trebui să creăm:

• Cont AdaFruit - primiți și mențineți informații și statistici despre starea coșului.
• Cont IFTTT - stocați datele primite de la Adafruit și declanșați evenimente în diferite cazuri marginale.
• Cont Blynk - permite utilizarea aplicațiilor „Webhooks” pe IFTTT.

Pasul 2: Programați NodeMCU ESP8266

Iată întregul cod, nu ezitați să îl utilizați:)

Puteți găsi cu ușurință bibliotecile pe care le-am folosit online (menționate la antet).

*** Nu uitați să introduceți numele și parola WiFi în partea de sus a fișierului

Pasul 3: Cablare

Conexiune la placa NodeMCU ESP8266

DHT11

• + -> 3V3
• - -> GND
• OUT -> Pinul A0

Sharp IR 2Y0A21:

• Sârmă roșie -> 3V3
• Sârmă neagră -> GND
• Sârmă galbenă -> Pinul D3

Servo motor:

• Sârmă roșie -> 3V3
• Sârmă neagră -> GND
• Sârmă albă -> Pinul D3

Senzor de mișcare PIR:

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

Pasul 4: Arhitectura sistemului

Componente cloud în arhitectură:

• Adafruit IO MQTT: ESP8266 este conectat prin WiFi la serverele cloud Adafruit. Ne permite să prezentăm datele colectate de senzori într-un computer la distanță și într-un tablou de bord organizat și concis, gestionarea istoricului etc.
• Servicii IFTTT: permite declanșarea acțiunilor în funcție de valorile sau evenimentele senzorilor. Am creat applet-uri IFTTT care conectează fluxuri de date constante din cloud Adafruit și evenimente de urgență în timp real direct de la senzori.

Scenarii de flux de date în sistem:

1. Valorile sunt colectate de la senzorii activi de pe coș: rata capacității coșului de gunoi, temperatura coșului, umiditatea coșului, de câte ori a fost deschis coșul astăzi -> Publicarea datelor către brokerul MQTT -> Applet-ul IFTTT canalizează datele într-un tabel de raportare zilnică Google Foaie.
2. Capacitatea coșului de gunoi este aproape plină (senzorul Sharp atinge o limită de capacitate predefinită) -> Introducerea capacității în raportul zilnic este actualizată -> Stația de control al deșeurilor blochează capacul coșului de gunoi și afișează ora în care sosește colectorul de gunoi (prin protocolul cloud Blynk și applet IFTTT).
3. Valorile neregulate ale senzorilor sunt măsurate. De exemplu, riscul de incendiu - temperatură ridicată și umiditate scăzută -> Evenimentul este înregistrat pe norul Blynk -> IFTTT declanșează alarma la stația de control al deșeurilor.

Pasul 5: Provocări și deficiențe

Provocări:

Principala provocare pe care am întâmpinat-o în timpul proiectului a fost de a procesa, într-un mod rezonabil și logic, toate datele pe care le-au colectat senzorii noștri. După ce am încercat diferite scenarii de fluxuri de date, am luat decizia noastră finală care face ca sistemul să fie mai întreținibil, reutilizabil și scalabil.

Deficiențe actuale:

1. Bazându-se pe serverele Blynk, datele sunt actualizate după o mare întârziere de la măsurarea în timp real.
2. Sistemul se bazează pe o sursă de alimentare exterioară (conectarea la un generator de energie sau baterii), prin urmare nu este încă complet automatizată.
3. În cazul în care coșul se aprinde, acesta trebuie manipulat folosind intervenția exterioară.
4. În prezent, sistemul nostru acceptă doar un singur coș.

Pasul 6: Privind în viitor …

Îmbunătățiri viitoare:

1. Încărcarea energiei solare.
2. Sistem de comprimare automată a gunoiului.
3. Camere de supraveghere a coșului, utilizând evenimente bazate pe viziunea computerizată (detectează focul, supraîncărcarea gunoiului).
4. Dezvoltați o mașină autonomă pentru turul între coșurile de gunoi și goliți-le în funcție de capacitățile lor.

Termene limită posibile:

• Implementați un sistem solar și comprimare automată a gunoiului (aproximativ 6 luni).
• Dezvoltați algoritmi de detectare a imaginilor și conectați un sistem de camere foto, aproximativ un an.
• Elaborați un algoritm pentru a construi un tur optim pentru colectarea gunoiului pe baza datelor din toate coșurile în aproximativ 3 ani.

Pasul 7: Fotografii finale …

Pasul 8: Despre noi

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

Sper să vă bucurați de acest proiect și de salutările din Israel!