מערכת לניהול אשפה חכמה: 23 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:15

מבוא.

בעיה או בעיה עכשווית הקשורים לפרויקט זה

הבעיה העיקרית בחברה הנוכחית שלנו היא הצטברות של פסולת מוצקה. תהיה לכך השפעה רבה יותר על הבריאות והסביבה של החברה שלנו. הגילוי, הניטור והניהול של בזבוז אלה הוא אחת הבעיות העיקריות של התקופה הנוכחית.

זוהי מתודולוגיה חדשה לנהל את הפסולת באופן אוטומטי. זוהי מערכת ייצור האשפה החכמה שלנו IOT, דרך חדשנית שתשמור על ערים נקיות ובריאות. המשך כדי לראות כיצד תוכל להשפיע על ניקוי הקהילה, הבית או אפילו הסביבה שלך, ולקחת אותנו צעד קרוב יותר לדרך חיים טובה יותר.

למה IOT?

אנו חיים בעידן שבו משימות ומערכות מחוברות יחד עם הכוח של IOT לקבל מערכת עבודה יעילה יותר ולבצע עבודות במהירות! עם כל הכוח בקצות האצבעות שלנו זה יצליח להשיג !! בשימוש ב- IOT ובאמצעותו אנו מסוגלים לכוון את האנושות לעידן טכנולוגי חדש בניית ארכיטקטורה כללית ל- IOT היא מכאן משימה מורכבת מאוד, בעיקר בגלל המגוון הגדול ביותר של מכשירים, טכנולוגיות שכבות קישור ושירותים שעשויים להיות מעורב במערכת כזו.

שלב 1: סקירה כללית של מערכת הניטור

בעיה בהווה עם אוסף האשפה

בימים אלה אנו יכולים להבחין כי משאית האשפה נוהגת להסתובב בעיר כדי לאסוף פסולת מוצקה פעמיים ביום. להגיד שזה באמת לשווא ולא יעיל. לדוגמה נניח שיש שני רחובות, כלומר A ו- B. רחוב A הוא רחוב סואן ואנו רואים שהזבל מתמלא ממש ואילו רחוב B גם לאחר יומיים הפח אינו מלא למחצה. אז מה הם בעיות יתעוררו בגלל זה ???

• בזבוז משאבי אנוש
• בזבוז זמן
• בזבוז כסף
• בזבוז דלק

שלב 2: גיבוש השערה

הבעיה היא שאנחנו לא יודעים את רמת האשפה בפועל בכל פח אשפה. אז אנחנו צריכים אינדיקציה בזמן אמת של רמת האשפה בפח האשפה בכל זמן נתון. בעזרת נתונים אלה נוכל לייעל את מסלולי איסוף הפסולת ולבסוף להפחית את צריכת הדלק. זה מאפשר לאספי האשפה לתכנן את לוח האיסוף היומי/שבועי שלהם.

שלב 3: קריטריונים

יש לקחת בחשבון את הדברים הבאים:-

• קודם כל יש למצוא את גובה פח האשפה. זה יעזור לנו לייצר את אחוז האשפה בפח האשפה. לשם כך יש לעמוד בשני קריטריונים כדי להראות שצריך לרוקן את הפח המסוים;
• כמות האשפה, במילים אחרות אם הסל מלא למחצה, לא באמת צריך לרוקן אותו. כמות האשפה המרבית שאנו מאפשרים היא 75% מהפח. (ניתן לעשות זאת בהתאם להעדפתך)
• יש מקרה אחר, אם סל מסוים ממלא 20% ואז במשך שבוע אם הוא לא משתנה, הוא נכנס לקריטריונים השניים, הזמן. בהתאם לזמן, אפילו כמות קטנה של אשפה תוביל לסביבה מסריחה. כדי להימנע מכך, אנו יכולים להניח שרמת הסובלנות שלנו היא יומיים. אז אם פח האשפה הוא פחות מ -75%, אבל אם הוא בן יומיים צריך לרוקן אותו גם.

שלב 4: רכיבים אלקטרוניים

• Arduino 101 (זהו בקר מיקרו רב עוצמה שניתן להשתמש בו לשליחת הנתונים באמצעות BLE)
• Arduino WiFi Shield 101 (הוא יתחבר ל- arduino 101 כדי להעביר את הנתונים שלו בעזרת WiFi

• חיישנים

  • חיישן קולי (משמש למדידת המרחק בין מכסה פח האשפה לבסיסו)
  • חיישן IR (משמש ליישום מערכת אשפה בקנה מידה גדול)
• סוללת 9V (זהו מקור הכוח לפרויקט שלנו)
• קליפ לסוללה 9V
• חוטי מגשר (כלליים)
• מתג שקופיות

שלב 5: יישומי תוכנה

Arduino IDE

בלינק (זהו אחד האפליקציות הטובות ביותר עבור כל המשתמשים מכיוון שהוא מאפשר לך לראות את הפרויקט שלך באופן חזותי בכל אחד מהמכשירים שלך)

פִּיתוֹן

SQL /MYSQL

שלב 6: כלים ומכונות נחוצים

אקדח דבק חם (כללי)

קופסת פלסטיק

מקדח ידיים

שלב 7: חלק טכני

חיישן אינפרא אדום יוצב בצד הפנימי של המכסה; החיישן יעמוד מול הפסולת המוצקה. ככל שהאשפה גדלה, המרחק בין חיישן ה- IR והאשפה יורד. נתוני Live אלה יישלחו לבקר המיקרו שלנו.

הערה: שימוש בחיישן אולטרה-קולי לא יהיה יעיל בקנה מידה גדול שכן צלילים רבים נוצרים במהלך תהליך זה. כדי שנוכל להבטיח את קצב האשפה מכיוון שהחיישן רגיש מאוד לצלילים. זה עלול להוביל לטעויות בעסקת נתונים

הבקר המיקרו שלנו, ה- arduino 101, מעבד את הנתונים ולאחר מכן בעזרת Wi-Fi הוא שולח אותם למסד הנתונים / האפליקציה.

באמצעות האפליקציה או באמצעות מסד הנתונים נוכל לייצג חזותית את כמות האשפה בפח בעזרת אנימציה קטנה.

שלב 8: בניית המודל

זה הזמן לבנות מערכת משלנו כדי למזער את ההשפעות השליליות של ניהול זבל לא תקין. ניתן לסעוד בשתי דרכים כדלקמן:

קנה מידה קטן: באמצעות השימוש ב- Blynk, אנו יכולים ליצור אפליקציה ברמה קטנה. זה יכול לשמש לסילוק אשפה ביתית או לדירה או אפילו לרשת בתים קטנה.

קנה מידה גדול: על ידי יצירת מסד נתונים בענן, אנו יכולים ליצור חיבור אינטראנט בין גבולות מסוימים. באמצעות Python/SQL/MYSQL אנו יכולים ליצור מסד נתונים בענן כדי ליצור רשת של פחי אשפה.

שלב 9: יצירת מערכת ניטור בקנה מידה קטן

שלב 1

קח מיכל פלסטיק וסמן עליו שתי עיניים. כעת הסר את המכסה ועקוב אחר שתי "העיניים" של החיישן הקולי. זה יהיה הצד הפונה לתחתית הפח

שלב 10: שלב 2

קח מקדח יד וקדח את המקומות המסומנים בצורה חלקה. לאחר מכן תקן את החיישן הקולי בחורים מבלי ללכוד כל חלק מהחיישן. (לכן אנו יכולים להבטיח שהקריאה תהיה אמינה)

שלב 11: שלב 3

כל שעליך לעשות הוא להרכיב את מגן הבסיס על ה- Arduino 101 ולחבר את החיישן האולטראסוני לכל אחד מהסיכות. קוד המקור ניתן להלן

חבר מתג שקופיות עם המודול

שלב 12: שלב 4 (אב טיפוס)

קח פח לדוגמא בבית ולאחר מכן תקן את הרכיבים אליו בזהירות ולאחר מכן חבר אותו ל- Blynk ובדוק

שלב 13: שלב 5 (קישור לאפליקציית Blynk)

כדי לחבר את הנתונים שהתקבלו מהארדואינו לאינטרנט, אנו יכולים להשתמש בפלטפורמה שנבנתה מראש בשם Blynk, וניתן להוריד אותה מחנות האפליקציות של Android. ניתן לשלוט באפליקציה זו באמצעות Arduino IDE

play.google.com/store/apps/details?id=cc.

שלב 14: שלב -06 (הגדרת האפליקציה)

קוד המקור כבר ניתן למעלה.כדי שתוכל לתכנת את Arduino 101, עליך להתקין תחילה את מנהלי ההתקן הדרושים. כדי לבדוק אם כבר מותקנת אצלך פתח את ה- Arduino IDE, לחץ על כלים ולאחר מכן לחץ על לוחות ובדוק אם Arduino או Genuino 101 נמצאים ברשימה. אם הם שם, דלג לשלב הבא, אם לא בצע

• כדי להוריד את מנהלי ההתקן הדרושים כדי להשתמש ב- Arduino mkr1000, פתח את Arduino IDE שוב, לחץ על כלים, לוחות ולאחר מכן מנהל לוחות.
• לאחר התקנת מנהלי ההתקן, קדימה, הורד את הספריות הדרושות. כדי שהתוכנית שלנו תפעל אנחנו צריכים את ספריית WiFi101, ספריית Blynk והספרייה האולטראסונית, את שלושתם ניתן למצוא במנהל הספרייה המובנה של Arduino. פתוח לסקיצה ולאחר מכן כלול את הספרייה. אחר כך מנהל הספרייה.

שלב 15: שלב 7 (בדיקה)

באמצעות אפליקציית Blynk, נוכל להציג ייצוג קטן של רמת האשפה בפח באמצעות 3 נוריות LED. בחר Arduino 101 כמודעת המיקרו-בקר שלך באמצעות "BLE" כ- "סוג חיבור"

למהדרין; אין שימוש ב- Bluetooth

לאחר מכן תקבל דואר של "אסימון האימות" אותו עליך להזין בקוד, (המוזכר בקוד).

שלב 16: שלב 8 (תוצאות)

באמצעות סמארטפון או מחשב נייד תוכלו לעקוב אחר סל האשפה כדלקמן …

הצבע הבא מייצג את כמות האשפה בפח

1. ירוק - 25%
2. כתום - 50%
3. אדום - 75%

שלב 17: מסקנה בקנה מידה קטן

כפי שצוין לעיל ניתן לפקח עליו תחת שליטה של סמארטפון או מחשב נייד. יותר מזה זה לא יהיה מתאים, כשזה מגיע בקנה מידה גדול. אז פרויקט הניטור בקנה מידה קטן הוא הצלחה

עכשיו בואו לחקור איך לעשות את זה בקנה מידה גדול יותר.

שלב 18: מערכת ניטור בקנה מידה גדול

זה הולך להיות משהו שונה מהקנה המידה הקטן.

זה יהיה בולט יותר עבור ממשלת כל המדינות

מכיוון שכל הממשלה מחפשת פתרון טוב, כאן אני אגיד פתרון לכך. הנה זה בא…

שלב 19: סקירה כללית

ניתן לעשות זאת על פי שני קריטריונים:-

• נוכל ליצור פח גדול אשר נפוץ לרחוב. נניח שבמקום מסוים הנקרא "A" והוא מורכב מ -10 רחובות. אז נכין 40 פחי אשפה שהם באמת גדולים בגודלם (4 פחים לכל רחוב כמו פוליתן, פריטי מזון, כוסות ומתכות יש לאסוף בנפרד)
• לחלופין, אנו יכולים לשווק פחי אשפה חדשים לכל החנויות ונוכל להכריז על כולם לרכוש את הפחים האלה. במקביל אנו יכולים להרוויח אפילו עבור הממשלה.

שלב 20: צעדים שיש לדאוג להם

זה יהיה אותו מודול המשמש בקנה מידה קטן

אך השימוש בחיישן אינפרא אדום יהיה בולט הרבה מכיוון שנוצרים הרבה רעשים בסביבה והוא עלול להוביל לטעויות נתונים. לכן עדיף להשתמש בחיישן IR

אז אני חושב שלא יהיה צורך להסביר את אותם הדברים שוב כמו שכל הדברים מוזכרים למעלה.

שלב 21: טיפול בנתונים גדולים באמצעות מסד נתונים

אז זה הולך להיות החלק החשוב ביותר מכולם וזה הרעיון החדש של כולם.

אנו הולכים ליצור מסד נתונים באמצעות פייתון/SQL/MYSQL. אז נחבר אותו לענן. כך שזה יכול להיות שימושי עבור הממשלה לטפל בכל הנתונים המתקבלים מארדואינו

שלב 22: חישוב תוצאות במאגר נתונים

כפי שנאמר לעיל, אנו הולכים להגדיר את הארדואינו לשלוח נתונים למאגר המידע במרווחים מסוימים ממקומות שונים.

מכאן נוכל להעריך היכן האספה נאספת במהירות. שם אחרי נוכל לנהל את איסוף האשפה.

ניתן לעשות זאת תוך נטייה של שימוש במשך זמן רב או לאיסוף מעקב נתונים.

שלב 23: סיכום

באמצעות הנתונים המתקבלים ממאגר המידע, הממשלה תוכל ליצור רשת רחבה לאיסוף אשפה. כך שזה יוביל ל -