Μετάβαση σε γραμμή εργαλείων
Συλλογή απορριμάτων με έξυπνες τεχνολογίες

Συλλογή απορριμάτων με έξυπνες τεχνολογίες

Έρευνα

Ένα από τα σημαντικά προβλήματα που αντιμετωπίζουν οι πόλεις είναι η συλλογή των απορριμάτων και η μετέπειτα επεξεργασία τους. Η συνηθισμένη πρακτική είναι η συλλογή από απορριμματοφόρα οχήματα, τα οποία περνάνε από κάθε κάδο κάποιες συγκεκριμένες ώρες και ημέρες της εβδομάδας.

Η κλιματική αλλαγή μας απασχόλησε ως θέμα από τις πρώτες μας συναντήσεις. Εδώ μπορείτε να δείτε τον εννοιολογικό χάρτη που κατασκευάσαμε και τις συζητήσεις μας. Η ανάγκη για δράσεις που θα μειώσουν τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου και θα αναστρέψουν την πορεία για αύξηση της παγκόσμιας θερμοκρασίας είναι μεγάλη.

Τα συνεργεία που συλλέγουν τα σκουπίδια δεν γνωρίζουν εξ’αρχής ποιοι κάδοι είναι γεμάτοι και ποιοι όχι και πολλές φορές γίνονται άσκοπα δρομολόγια τα οποία επιβαρύνουν συμβάλλουν αρνητικά ακόμα περισσότερο στην κλιματική αλλαγή με άσκοπες εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου.

Τα τελευταία χρόνια παρατηρούμε προσπάθειες για την αυτοματοποίηση του τρόπου με τον οποίο συλλέγουμε τα σκουπίδια. Κάδοι απορριμάτων που μπορούν να αντιλαμβάνονται την πληρότητα τους, αυτόνομα οχήματα συλλογής, κέντρα ελέγχου στους δήμους όπου παρακολουθούν “ζωντανά” την κατάσταση των κάδων και οργανώνουν αποτελεσματικά την συλλογή των σκουπιδιών.

Πηγές:

Σχεδιασμός

Η πρόταση μας είναι ο συνδυασμός των έξυπνων κάδων απορριμάτων, με αυτόνομα απορριμματοφόρα τα οποία λειτουργούν με ηλεκτρική ενέργεια.

Σχεδιάζουμε να κατασκευάσουμε έξυπνους κάδους απορριμάτων, οι οποίοι θα μετρούν τον όγκο των σκουπιδιών που υπάρχουν σε αυτούς (με αισθητήρα απόστασης και όταν γεμίσουν θα στέλνουν ένα μήνυμα στο κέντρο ελέγχου.

Από το κέντρο ελέγχου θα ελέγχεται η πληρότητα των κάδων και θα μπορούμε να δώσουμε εντολή στο αυτόνομο απορριμματοφόρο να ξεκινήσει την διαδρομή του ώστε να συλλέξει τα σκουπίδια μόνο από τους κάδους που έχουν γεμίσει.

Το απορριμματοφόρο θα κινείται αυτόνομα στην πόλη και θα σταματάει για να συλλέγει τα σκουπίδια, αξιοποιώντας τους αισθητήρες που θα διαθέτει. Κατά την επιστροφή του και όσο βρίσκεται στην βάση θα φορτίζει αξιοποιώντας ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.

Πρόχειρο σχέδιο της κατασκευής μας

Λίστα υλικών και προτεινόμενο κόστος

  • 1 Edison Robot (Αυτόνομο σκουπιδιάρικο) – 55 ευρώ
  • 1 x Arduino Uno Compatible (Κέντρο ελέγχου) – 7 ευρώ
  • 2 x HC-SR04 Ultrasonic Module (Για τον έλεγχο των σκουπιδιών στους κάδους) – 4 ευρώ
  • 2 x IR INFRARED OBSTACLE AVOIDANCE SENSOR (Για να καταλαβαίνουν οι κάδοι σκουπιδιών όταν φτάνει μπροστά τους το όχημα) – 3,5 ευρώ
  • 2 x SG90 TOWERPRO MICRO SERVO MOTOR FOR ARDUINO (Για να αδειάζουν οι κάδοι τα σκουπίδια στο όχημα) – 8 ευρώ
  • 1 x KY-005 38KHZ INFRARED IR TRANSMITTER SENSOR MODULE (Για να στέλνει μήνυμα το κέντρο ελέγχου στο αυτόνομο σκουπιδιάρικο) – 2 ευρώ
  • 1 x BREADBOARD SYB-120 – 2 ευρώ
  • 40pcs Male to Female Dupont Wires/Cables for Arduino – 3,5 ευρώ
  • 40pcs Male to Male Dupont Wires/Cables for Arduino (20cm) (M/M) – 3 ευρώ
  • 1 x DIY 12V 8 X AA BATTERY HOLDER CASE BOX WITH SWITCH AND DC CONNECTOR – 2 ευρώ

Συνολικό κόστος ηλεκτρονικών: 90 ευρώ

Αλγόριθμος

Κίνηση του ρομπότ στην διαδρομή της πίστας

Το βασικό μας ρομπότ είναι το Edison. Μπορεί να κινείται στον χώρο με την βοήθεια δυο κινητήρων, ενώ διαθέτει φωτάκια και πολλούς αισθητήρες. Μπορείτε να δείτε αναλυτικά τα χαρακτηριστικά του σε αυτή την σελίδα.

Ένας από τους βασικούς αισθητήρες του Edison είναι ο αισθητήρας αντανάκλασης φωτός που μας επιτρέπει να το προγραμματίσουμε ώστε να ακολουθεί μια μαύρη γραμμή σε μια ανοιχτόχρωμη επιφάνεια.

Η κίνηση του ρομπότ μας στον δρόμο της πίστας μας θα γίνεται με την βοήθεια του αισθητήρα αντανάκλασης φωτός που υπάρχει στο κάτω μέρος του Edison και το βοηθάει να ακολουθήσει μια μαύρη γραμμή σε άσπρο φόντο. Δείτε περισσότερες πληροφορίες για το πως μπορούμε να αναγνωρίσουμε μια μαύρη γραμμή και πως μπορούμε να την ακολουθήσουμε στο αντίστοιχο εργαστήριο.

Για να το προγραμματίσουμε μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε την εφαρμογή EdBlocks. Αρχικά μας ενδιαφέρει να δοκιμάσουμε αν το ρομπότ μπορεί να ακολουθήσει μια μαύρη γραμμή σε άσπρο φόντο.

Γράφουμε ένα απλό πρόγραμμα για να ακολουθεί το όχημα μας μια μαύρη γραμμή.
Συνδέουμε το ρομπότ με τον υπολογιστή, βάζουμε την ένταση του ήχου στο μέγιστο, πατάμε το κυκλικό κουμπάκι στο ρομπότ και πατάμε το program edison

Σύνδεση αισθητήρα απόστασης

Αρχικά θα δημιουργήσουμε στο TinkerCAD ένα νέο κύκλωμα όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα.

Το κύκλωμα που θα φτιάξουμε για τον αισθητήρα απόστασης

Αφού το φτιάξουμε στο TinkerCAD υλοποιούμε το κύκλωμα μας και με το Arduino.

Δοκιμή αισθητήρα απόστασης

Θα δημιουργήσουμε ένα πρόγραμμα το οποίο θα εμφανίζει στον υπολογιστή την απόσταση των εμποδίων που βλέπει μπροστά του ο αισθητήρα απόστασης.

Γράφουμε το πρόγραμμα στο TinkerCAD
Κατεβάζουμε το πρόγραμμα στο υπολογιστή μας
Το αποθηκεύουμε στην επιφάνεια εργασίας με το όνομα test1.ino
Όταν το ανοίξουμε με διπλό κλικ το Arduino μας ζητάει να το βάλει σε έναν φάκελο με το ίδιο όνομα. Πατάμε ναι
Φορτώνουμε το πρόγραμμα στο Arduino αφού ελέγξουμε ότι το έχουμε συνδέσει σωστά
Ανοίγουμε το παράθυρο της σειριακής θύρας και παρατηρούμε τις τιμές που βλέπει ο αισθητήρας

Υλοποίηση

Δημιουργώντας τον πίνακα εργασιών

Ένα πολύ σημαντικό βήμα πριν ξεκινήσουμε τις εργασίες που απαιτούνται, είναι να δημιουργήσουμε τον πίνακα εργασιών του project μας όπου θα καταγράφουμε τι εργασίες έχουν γίνει και ποιες πρέπει να γίνουν, σύμφωνα με τις οδηγίες που υπάρχουν στο άρθρο για την διαχείριση των έργων μας.

Ο πίνακας εργασιών της ομάδας μας

Κατασκευή μακέτας

Για την μακέτα μας θα χρησιμοποιήσουμε ένα κομμάτι MDF το οποίο θα το βάψουμε με χρώματα που έχουν βάση το νερό.

Στην διαδικασία της βαφής
Βάφοντας μαζί με τις άλλες ομάδες

Αφήστε μια απάντηση