IDC2018 IOT ถังขยะอัจฉริยะ: 8 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:05

การจัดการขยะที่ดีได้กลายเป็นประเด็นสำคัญสำหรับโลกของเรา ในที่สาธารณะและทางธรรมชาติ หลายคนไม่ใส่ใจกับขยะที่ทิ้งไว้เบื้องหลัง เมื่อไม่มีที่เก็บขยะ ทิ้งขยะไว้ที่หน้างานง่ายกว่านำกลับมา แม้แต่พื้นที่อนุรักษ์ที่เรียกว่าขยะก็มีมลพิษ

ทำไมเราต้องมีถังขยะอัจฉริยะ? (สารละลาย)

เพื่อรักษาพื้นที่ธรรมชาติ สิ่งสำคัญคือต้องจัดให้มีจุดรวบรวมขยะที่มีการจัดการอย่างดี: เพื่อป้องกันไม่ให้ล้น ต้องยกถังขยะอย่างสม่ำเสมอ เป็นการยากที่จะผ่านช่วงเวลาที่เหมาะสม: เร็วเกินไปและถังขยะก็ว่างเปล่า สายเกินไปและถังขยะก็ล้น ปัญหานี้มีความสำคัญมากขึ้นเมื่อเข้าถึงถังขยะได้ยาก (เช่น บนเส้นทางเดินป่าบนภูเขา) ในการจัดการขยะอย่างมีเหตุผลนี้ การคัดแยกอาจเป็นความท้าทายหลัก ขยะอินทรีย์สามารถแปรรูปได้โดยตรงโดยธรรมชาติในการทำปุ๋ยหมัก

วัตถุประสงค์ของโครงการ

วัตถุประสงค์ของโครงการของเราคือการจัดหาอุปกรณ์ควบคุมสำหรับถังขยะอัจฉริยะ อุปกรณ์นี้รวมเซ็นเซอร์หลายตัวเพื่อควบคุมสถานะของถังขยะ

• เซ็นเซอร์ความจุ: อิงจากระบบอัลตราโซนิก ใช้เพื่อป้องกันน้ำล้น โดยแจ้งเตือนทีมเก็บขยะ
• เซ็นเซอร์อุณหภูมิและความชื้น: ใช้เพื่อตรวจสอบสภาพแวดล้อมของถังขยะ สิ่งนี้มีประโยชน์ในการจัดการสภาพของปุ๋ยหมักอินทรีย์และเพื่อป้องกันการปนเปื้อนในบางกรณี (ในสภาวะที่เปียกหรือร้อนจัด ความเสี่ยงที่จะเกิดไฟไหม้ในสภาวะที่แห้งมาก) ไฟไหม้ขยะสามารถส่งผลอย่างมากต่อสิ่งแวดล้อม (เช่น อาจทำให้เกิดไฟป่า) การรวมกันของค่าอุณหภูมิและความชื้นสามารถแจ้งเตือนทีมผู้ดูแลเกี่ยวกับปัญหาได้
• เซ็นเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหว PIR: ตัวตรวจจับการเปิดจะถูกติดตั้งบนฝาถังขยะเพื่อดูสถิติการใช้ขยะและตรวจจับการปิดที่ไม่เหมาะสม

ขั้นตอนที่ 1: ส่วนประกอบฮาร์ดแวร์ที่จำเป็น

ในส่วนนี้ เราจะอธิบายเกี่ยวกับฮาร์ดแวร์และอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้ในการสร้างอุปกรณ์นี้

อันดับแรก เราต้องการถังขยะแบบเรียบง่ายที่มีฝาปิด ถัดไป: บอร์ด NodeMCU พร้อมโมดูล ESP8266 Wifi ในตัวที่จะช่วยเราสร้างการเชื่อมต่อกับบริการคลาวด์ และชุดเซ็นเซอร์เพื่อควบคุมสถานะของถังขยะ:

เซนเซอร์:

• DHT11 - เซ็นเซอร์อะนาล็อกอุณหภูมิและความชื้น
• Sharp IR 2Y0A21 - เซนเซอร์ดิจิตอลพร็อกซิมิตี / ระยะทาง
• เซอร์โวมอเตอร์
• เซ็นเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหว PIR

ฮาร์ดแวร์เพิ่มเติมที่จำเป็น:

• ถังขยะแบบมีฝาปิด
• เขียงหั่นขนม (ทั่วไป)
• สายจัมเปอร์ (มัด…) เทปกาวสองหน้า!

เรายังต้องสร้าง:

• บัญชี AdaFruit - รับและรักษาข้อมูลและสถิติเกี่ยวกับสถานะถังขยะ
• บัญชี IFTTT - เก็บข้อมูลขาเข้าจาก Adafruit และทริกเกอร์เหตุการณ์ในกรณีขอบต่างๆ
• บัญชี Blynk - เปิดใช้งานโดยใช้แอปพลิเคชัน "Webhooks" บน IFTTT

ขั้นตอนที่ 2: ตั้งโปรแกรม NodeMCU ESP8266

นี่คือรหัสทั้งหมด อย่าลังเลที่จะใช้มัน:)

คุณสามารถค้นหาห้องสมุดที่เราใช้ออนไลน์ได้อย่างง่ายดาย (ระบุไว้ในส่วนหัว)

*** อย่าลืมใส่ชื่อ WiFi และรหัสผ่านที่ด้านบนของไฟล์

ขั้นตอนที่ 3: การเดินสายไฟ

การเชื่อมต่อกับบอร์ด NodeMCU ESP8266

DHT11

• + -> 3V3
• - -> GND
• ออก -> ปักหมุด A0

ชาร์ป IR 2Y0A21:

• สายสีแดง -> 3V3
• สายสีดำ -> GND
• สายสีเหลือง -> พิน D3

เซอร์โวมอเตอร์:

• สายสีแดง -> 3V3
• สายสีดำ -> GND
• สายสีขาว -> พิน D3

เซ็นเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหว PIR:

• VCC -> 3V3
• GND -> GND
• ออก -> ปักหมุด D1

ขั้นตอนที่ 4: สถาปัตยกรรมระบบ

ส่วนประกอบคลาวด์ในสถาปัตยกรรม:

• Adafruit IO MQTT: ESP8266 เชื่อมต่อผ่าน WiFi ไปยังเซิร์ฟเวอร์คลาวด์ของ Adafruit ช่วยให้เรานำเสนอข้อมูลที่เก็บรวบรวมโดยเซ็นเซอร์ในคอมพิวเตอร์ระยะไกลและในแดชบอร์ดที่เป็นระเบียบและรัดกุม การจัดการประวัติ ฯลฯ
• บริการ IFTTT: อนุญาตให้เรียกใช้การดำเนินการตามค่าหรือเหตุการณ์ของเซ็นเซอร์ เราได้สร้างแอปเพล็ต IFTTT ที่เชื่อมต่อกระแสข้อมูลที่มั่นคงจากคลาวด์ Adafruit และกิจกรรมฉุกเฉินแบบเรียลไทม์โดยตรงจากเซ็นเซอร์

สถานการณ์การไหลของข้อมูลในระบบ:

1. ค่าต่างๆ จะถูกรวบรวมจากเซ็นเซอร์ที่ทำงานอยู่ในถังขยะ: อัตราความจุของถังขยะ อุณหภูมิของถัง ความชื้นของถัง จำนวนครั้งที่เปิดถังขยะในวันนี้ -> เผยแพร่ข้อมูลไปยังโบรกเกอร์ MQTT -> แอปเพล็ต IFTTT ส่งข้อมูลไปยังตารางรายงานประจำวันของ Google แผ่น.
2. ความจุถังขยะใกล้เต็มแล้ว (เซ็นเซอร์ที่คมชัดถึงขีดจำกัดความจุที่กำหนดไว้ล่วงหน้า) -> รายการความจุในรายงานรายวันได้รับการอัปเดต -> สถานีควบคุมของเสียจะล็อคฝาถังขยะและแสดงเวลาที่ตัวรวบรวมขยะมาถึง (ผ่านโปรโตคอลคลาวด์ Blynk และแอปเพล็ต IFTTT)
3. มีการวัดค่าที่ผิดปกติของเซ็นเซอร์ ตัวอย่างเช่น ความเสี่ยงด้านอัคคีภัย - อุณหภูมิสูงและความชื้นต่ำ -> เหตุการณ์ถูกบันทึกบนคลาวด์ Blynk -> IFTTT ทริกเกอร์สัญญาณเตือนไปยังสถานีควบคุมของเสีย

ขั้นตอนที่ 5: ความท้าทายและข้อบกพร่อง

ความท้าทาย:

ความท้าทายหลักที่เราพบในระหว่างโปรเจ็กต์คือการประมวลผลข้อมูลทั้งหมดที่เซ็นเซอร์ของเราเก็บรวบรวมไว้อย่างสมเหตุสมผลและสมเหตุสมผล หลังจากลองใช้สถานการณ์กระแสข้อมูลที่แตกต่างกัน เราก็ได้บรรลุการตัดสินใจขั้นสุดท้ายที่ทำให้ระบบสามารถบำรุงรักษา ใช้ซ้ำได้ และปรับขนาดได้มากขึ้น

ข้อบกพร่องในปัจจุบัน:

1. โดยใช้เซิร์ฟเวอร์ Blynk ข้อมูลจะได้รับการอัปเดตหลังจากเกิดความล่าช้าอย่างมากจากการวัดแบบเรียลไทม์
2. ระบบอาศัยแหล่งจ่ายไฟภายนอก (การเชื่อมต่อกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหรือแบตเตอรี่) ดังนั้นจึงยังไม่เป็นระบบอัตโนมัติทั้งหมด
3. ในกรณีที่ถังเกิดไฟไหม้ จะต้องจัดการโดยใช้การแทรกแซงจากภายนอก
4. ปัจจุบัน ระบบของเรารองรับถังเดียว

ขั้นตอนที่ 6: มองไปสู่อนาคต…

การปรับปรุงในอนาคต:

1. การชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์
2. ระบบบีบอัดขยะด้วยตนเอง
3. กล้องตรวจสอบถังขยะโดยใช้เหตุการณ์ที่ใช้คอมพิวเตอร์วิทัศน์ (ตรวจจับไฟไหม้ ขยะล้น)
4. พัฒนารถยนต์ขับเคลื่อนอัตโนมัติสำหรับการเดินทางระหว่างถังขยะและเทขยะตามความจุ

กำหนดเวลาที่เป็นไปได้:

• ใช้ระบบสุริยะและบีบอัดขยะด้วยตนเอง (ประมาณ 6 เดือน)
• พัฒนาอัลกอริธึมการตรวจจับภาพและเชื่อมต่อระบบกล้องประมาณหนึ่งปี
• พัฒนาอัลกอริธึมเพื่อสร้างการเดินทางที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการเก็บรวบรวมขยะโดยอิงจากข้อมูลจากถังขยะทั้งหมดในเวลาประมาณ 3 ปี

ขั้นตอนที่ 7: ภาพสุดท้าย…

ขั้นตอนที่ 8: เกี่ยวกับเรา

อาซาฟ เกทซ์ ---------------------------- Ofir Nesher ------------------ ------ โยนาธาน รอน

หวังว่าคุณจะสนุกกับโครงการนี้และคำทักทายจากอิสราเอล!