IDC2018 IOT Akıllı Çöp Kutusu: 8 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:19

İyi atık yönetimi gezegenimiz için önemli bir konu haline geldi. Kamusal ve doğal alanlarda birçoğu geride bıraktıkları atıklara dikkat etmiyor. Kullanılabilir çöp toplayıcı olmadığında, atıkları sahada bırakmak, geri getirmekten daha kolaydır. Sözde korunmuş alanlar bile atıklarla kirleniyor.

Neden akıllı bir çöp kutusuna ihtiyacımız var? (Çözüm)

Doğal alanları korumak için iyi yönetilen atık toplama noktaları sağlamak önemlidir: Taşmalarını önlemek için çöp kutuları düzenli olarak kaldırılmalıdır. Doğru zamanı geçmek zordur: çok erken ve çöp kutusu boş olabilir, çok geç olabilir ve çöp taşabilir. Bu sorun, çöp kutusuna erişilmesi zor olduğunda (dağlardaki yürüyüş parkurlarında olduğu gibi) daha da kritik hale gelir. Bu rasyonel atık yönetiminde, ayırma büyük bir zorluk olabilir. Organik atıklar, kompostlamada doğa tarafından doğrudan işlenebilir.

Projenin Amacı

Projemizin amacı, akıllı bir çöp kutusu için bir denetim cihazı sağlamaktır. Bu cihaz, çöpün durumunu denetlemek için birkaç sensörü entegre eder.

• Kapasite sensörü: Ultrasonik sisteme dayalı, çöp toplama ekibini uyararak taşmaları önlemek için kullanılır.
• Sıcaklık ve nem sensörü: çöp ortamını izlemek için kullanılır. Bu, organik kompostun durumunu yönetmek ve bazı özel durumlarda (çok ıslak veya sıcak koşullar, çok kuru koşullarda yangın riski) kontaminasyonu önlemek için yararlı olabilir. Bir çöp yangınının çevre üzerinde dramatik etkileri olabilir (örneğin bir orman yangınına neden olabilir). Sıcaklık ve nem değerlerinin kombinasyonu, denetim ekibini sorun hakkında uyarabilir.
• PIR Hareket sensörü: Çöp kullanımına ilişkin istatistikleri almak ve kötü kapanmayı tespit etmek için çöp kapağına bir açılış dedektörü kurulacaktır.

Adım 1: Gerekli Donanım Bileşenleri

Bu bölümde, bu cihazı oluşturmak için kullanılan donanım ve elektroniği anlatacağız.

İlk olarak, kapaklı basit bir çöp kutusuna ihtiyacımız var. Sonraki: Bulut hizmetleriyle bağlantı oluşturmamıza yardımcı olacak yerleşik bir ESP8266 Wifi modülüne ve çöpün durumunu denetlemek için bir dizi sensöre sahip NodeMCU kartı:

Sensörler:

• DHT11 - Sıcaklık ve Nem analog sensörü
• Sharp IR 2Y0A21 - Yakınlık / Mesafe dijital sensörü
• Servo Motor
• PIR hareket sensörü

Ek donanım gerekli:

• Kapaklı herhangi bir çöp kutusu
• Breadboard (genel)
• Atlama telleri (bir demet…) Çift taraflı yapıştırma bandı!

Ayrıca şunları da oluşturmamız gerekecek:

• AdaFruit hesabı - bin durumu hakkında bilgi ve istatistikleri alın ve koruyun.
• IFTTT hesabı - Adafruit'ten gelen verileri depolayın ve farklı uç durumlarda olayları tetikleyin.
• Blynk hesabı - IFTTT'de “Webhooks” uygulamalarının kullanılmasını sağlar.

Adım 2: NodeMCU ESP8266'yı programlayın

İşte kodun tamamı, kullanmaktan çekinmeyin:)

Kullandığımız kütüphaneleri çevrimiçi olarak kolayca bulabilirsiniz (başlık kısmında belirtilmiştir).

*** Dosyanın en üstüne WiFi adınızı ve şifrenizi girmeyi unutmayın

Adım 3: Kablolama

NodeMCU ESP8266 kartına bağlantı

DHT11

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

Keskin IR 2Y0A21:

• Kırmızı kablo -> 3V3
• Siyah tel -> GND
• Sarı tel -> Pin D3

Servo Motor:

• Kırmızı kablo -> 3V3
• Siyah tel -> GND
• Beyaz tel -> Pin D3

PIR hareket sensörü:

• VCC -> 3V3
• GND -> GND
• ÇIKIŞ -> Pim D1

Adım 4: Sistem Mimarisi

Mimaride Bulut Bileşenleri:

• Adafruit IO MQTT: ESP8266, WiFi üzerinden Adafruit'in bulut sunucularına bağlanır. Sensörler tarafından toplanan verileri uzak bir bilgisayarda ve düzenli ve özlü bir gösterge panosunda sunmamızı, geçmişi yönetmemizi vb.
• IFTTT Servisleri: Sensörlerin değerlerine veya olaylarına göre eylemlerin tetiklenmesine izin verir. Adafruit bulutundan sabit veri akışlarını ve gerçek zamanlı acil durum olaylarını doğrudan sensörlerden bağlayan IFTTT uygulamaları oluşturduk.

Sistemdeki veri akışı senaryoları:

1. Değerler, haznede bulunan aktif sensörlerden toplanır: çöp kapasitesi oranı, hazne sıcaklığı, hazne nemi, haznenin bugün açılma sayısı -> Verileri MQTT komisyoncusuna yayınla -> IFTTT uygulaması, verileri bir günlük rapor tablosuna aktarır Google Çarşaf.
2. Çöp Kapasitesi dolmak üzere (Keskin sensör önceden tanımlanmış bir kapasite sınırına ulaşır) -> Günlük bazda rapordaki kapasite girişi güncellenir -> Atık Kontrol İstasyonu, çöp kutusunun kapağını kilitler ve çöp toplayıcının geldiği zamanı gösterir (Blynk bulut protokolü aracılığıyla) ve IFTTT uygulaması).
3. Sensörlerdeki düzensiz değerler ölçülür. Örneğin, yangın riski - yüksek sıcaklık ve düşük Nem -> Olay Blynk bulutuna kaydedilir -> IFTTT Alarmı Atık Kontrol İstasyonuna tetikler.

Adım 5: Zorluklar ve Eksiklikler

Zorluklar:

Proje sırasında karşılaştığımız ana zorluk, sensörlerimizin topladığı tüm verileri makul ve mantıklı bir şekilde işlemekti. Farklı veri akışı senaryolarını denedikten sonra, sistemi daha sürdürülebilir, yeniden kullanılabilir ve ölçeklenebilir hale getiren nihai kararımıza ulaştık.

Mevcut eksiklikler:

1. Blynk sunucularına dayanan veriler, gerçek zamanlı ölçümünden büyük bir gecikmeden sonra güncellenir.
2. Sistem bir dış güç kaynağına (bir güç jeneratörüne veya pillere bağlantı) dayanır, bu nedenle hala tam otomatik değildir.
3. Kovanın alev alması durumunda dış müdahale ile müdahale edilmelidir.
4. Şu anda sistemimiz yalnızca tek bir kutuyu desteklemektedir.

Adım 6: Geleceğe Bakmak…

Gelecekteki geliştirmeler:

1. Güneş enerjisi şarjı.
2. Kendinden çöp sıkıştırma sistemi.
3. Bilgisayar görüşü tabanlı olayları kullanarak çöp kutusunu izleyen kameralar (yangın algılama, aşırı çöp yüklemesi).
4. Çöp kutuları arasında gezinmek için otonom bir araba geliştirin ve kapasitelerine göre boşaltın.

Olası Son Tarihler:

• Bir güneş sistemi ve kendi kendine çöp sıkıştırması uygulayın (yaklaşık 6 ay).
• Yaklaşık bir yıl boyunca görüntü algılama algoritmaları geliştirin ve bir kamera sistemi bağlayın.
• Yaklaşık 3 yıl içinde tüm kutulardan gelen verilere dayalı olarak çöp toplama için en uygun turu oluşturmak için bir algoritma geliştirin.

Adım 7: Son Resimler…

Adım 8: Hakkımızda

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

Umarım bu projeyi beğenirsiniz ve İsrail'den selamlar!