IDC2018 IOT Smart Roskakori: 8 vaihetta

2025 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2025-01-23 14:42

Hyvästä jätehuollosta on tullut tärkeä asia planeetallemme. Julkisilla ja luonnon tiloilla monet eivät kiinnitä huomiota jätteeseen, jonka he jättävät jälkeensä. Jos jätteiden kerääjää ei ole käytettävissä, jätteet on helpompi jättää paikalle kuin tuoda takaisin. Jopa niin sanotut säilytetyt tilat saastuvat jätteestä.

Miksi tarvitsemme älykkään jäteastian? (Ratkaisu)

Luonnollisten alueiden säilyttämiseksi on tärkeää järjestää hyvin hoidetut jätteiden keräyspisteet: Jotta vältetään niiden ylivuoto, astiat on nostettava säännöllisesti. On vaikea päästä oikeaan aikaan: liian aikaisin, ja roskakori voi olla tyhjä, liian myöhään ja roska voi vuotaa. Tämä ongelma on sitäkin kriittisempi silloin, kun roskakoriin on vaikea päästä (esimerkiksi vuoristoalueiden vaellusreiteillä). Orgaaniset jätteet voidaan käsitellä luonnosta suoraan kompostoimalla.

Hankkeen tarkoitus

Projektimme tarkoitus on tarjota valvontalaite älykkäälle jätesäiliölle. Tämä laite sisältää useita antureita, jotka valvovat roskakorin tilaa.

• Kapasiteettianturi: perustuu ultraäänijärjestelmään, jota käytetään estämään ylivuotoja hälyttämällä roskat.
• Lämpötila- ja kosteusanturi: käytetään roskakorin seurantaan. Tämä voi olla hyödyllistä hallita orgaanisen kompostin tilaa ja estää saastumista tietyissä tapauksissa (erittäin märät tai kuumat olosuhteet, tulipalon vaara hyvin kuivissa olosuhteissa). Roskapalolla voi olla dramaattisia ympäristövaikutuksia (esimerkiksi se voi aiheuttaa metsäpalon). Lämpötila- ja kosteusarvojen yhdistelmä voi varoittaa valvontaryhmää ongelmasta.
• PIR -liiketunnistin: roskakoriin asennetaan aukonilmaisin, joka kerää tilastoja roskien käytöstä ja havaitsee huonon sulkemisen.

Vaihe 1: Tarvittavat laitteistokomponentit

Tässä osassa kuvataan tämän laitteen luomiseen käytetyt laitteistot ja elektroniikka.

Ensinnäkin tarvitsemme yksinkertaisen roskakorin, jossa on kansi. Seuraava: NodeMCU-kortti, jossa on sisäänrakennettu ESP8266 Wifi -moduuli, joka auttaa meitä luomaan yhteyden pilvipalveluihin, ja joukko antureita, jotka valvovat roskakorin tilaa:

Anturit:

• DHT11 - Lämpötilan ja kosteuden analoginen anturi
• Sharp IR 2Y0A21 - Digitaalinen läheisyys- / etäisyysanturi
• Servo moottori
• PIR -liiketunnistin

Lisälaitteita tarvitaan:

• Mikä tahansa roskakori, jossa on kansi
• Breadboard (yleinen)
• Hyppyjohtimet (joukko niitä …) Kaksipuolinen liimanauha!

Meidän on myös luotava:

• AdaFruit -tili - vastaanottaa ja ylläpitää tietoja ja tilastoja roskakorin tilasta.
• IFTTT -tili - tallenna Adafruutin saapuvat tiedot ja käynnistä tapahtumat eri reuna -tapauksissa.
• Blynk -tili - mahdollistaa Webhooks -sovellusten käytön IFTTT: ssä.

Vaihe 2: Ohjelmoi NodeMCU ESP8266

Tässä on koko koodi, käytä sitä vapaasti:)

Löydät helposti käyttämämme kirjastot verkossa (mainittu otsikossa).

*** Älä unohda syöttää WiFi -nimeäsi ja salasanaasi tiedoston yläreunaan

Vaihe 3: Johdotus

Liitäntä NodeMCU ESP8266 -korttiin

DHT11

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

Sharp IR 2Y0A21:

• Punainen johto -> 3V3
• Musta lanka -> GND
• Keltainen lanka -> Nasta D3

Servo moottori:

• Punainen johto -> 3V3
• Musta lanka -> GND
• Valkoinen lanka -> Nasta D3

PIR -liiketunnistin:

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

Vaihe 4: Järjestelmäarkkitehtuuri

Pilvikomponentit arkkitehtuurissa:

• Adafruit IO MQTT: ESP8266 on yhdistetty WiFi: n kautta Adafruitin pilvipalvelimiin. Antaa meille mahdollisuuden esittää antureiden keräämät tiedot etätietokoneessa ja organisoidussa ja ytimekkäässä kojelaudassa, hallita historiaa jne.
• IFTTT -palvelut: Mahdollistaa laukaisutoimintojen anturien arvojen tai tapahtumien mukaan. Olemme luoneet IFTTT-sovelmia, jotka yhdistävät tasaiset tietovirrat Adafruit-pilvestä ja reaaliaikaiset hätätapahtumat suoraan antureista.

Tietojen virtausskenaariot järjestelmässä:

1. Arvot kerätään roskakorissa olevista aktiivisista antureista: roskakorin kapasiteetti, astian lämpötila, astian kosteus, roskakorin avauskertojen lukumäärä tänään -> Julkaise tiedot MQTT -välittäjälle -> IFTTT -appletti toimittaa tiedot päivittäiseen raporttitaulukkoon Google Arkki.
2. Roskakorikapasiteetti on lähes täynnä (Sharp -anturi saavuttaa ennalta määritellyn kapasiteettirajan) -> Kapasiteettitiedot päivittäisessä raportissa päivitetään -> Waste Control Station lukitsee roskakorin kannen ja näyttää ajan, jolloin roskankerääjä saapuu (Blynk -pilviprotokollan kautta) ja IFTTT -sovelma).
3. Anturien epäsäännölliset arvot mitataan. Esimerkiksi palovaara -korkea lämpötila ja alhainen kosteus -> Tapahtuma tallennetaan Blynk -pilveen -> IFTTT laukaisee hälytyksen jätteenkäsittelyasemalle.

Vaihe 5: Haasteet ja puutteet

Haasteet:

Suurin haaste, jonka olemme kohdanneet projektin aikana, oli käsitellä järkevällä ja loogisella tavalla kaikki anturimme keräämät tiedot. Kokeiltuamme erilaisia datavirtaskenaarioita, saavuimme lopullisen päätöksemme, joka tekee järjestelmästä ylläpidettävän, uudelleenkäytettävän ja skaalautuvan.

Nykyiset puutteet:

1. Blynk-palvelimiin perustuvat tiedot päivitetään reaaliaikaisen mittauksen pitkän viiveen jälkeen.
2. Järjestelmä perustuu ulkoiseen virtalähteeseen (liitäntä generaattoriin tai akkuihin), joten sitä ei edelleenkään ole täysin automatisoitu.
3. Jos astia syttyy palamaan, sitä on käsiteltävä ulkoisella toimenpiteellä.
4. Tällä hetkellä järjestelmämme tukee vain yhtä säiliötä.

Vaihe 6: Katse tulevaisuuteen…

Tulevia parannuksia:

1. Aurinkoenergian lataus.
2. Itsesäiliön pakkausjärjestelmä.
3. Kamerat, jotka valvovat roskakoria tietokonenäköön perustuvien tapahtumien avulla (havaitse tulipalo, roskakorin ylikuormitus).
4. Kehitä itsenäinen auto kiertämään roskakorien välillä ja tyhjentämään ne kapasiteetin perusteella.

Mahdolliset määräajat:

• Toteuta aurinkokunta ja itsejätteen puristus (noin 6 kuukautta).
• Kehitä kuvan tunnistusalgoritmeja ja liitä kamerajärjestelmä noin vuoden ajan.
• Kehitä algoritmi optimaalisen kierroksen rakentamiseksi roskien keräykseen kaikkien roskakorien tietojen perusteella noin 3 vuodessa.

Vaihe 7: Viimeiset kuvat…

Vaihe 8: Tietoja meistä

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

Toivottavasti pidät tästä projektista ja terveisiä Israelista!