Arduino101を使用したスマートごみ監視システム

コンポーネントと消耗品

Arduino 101

ショーのスターであるこの強力なマイクロコントローラーは、BLEを介してデータを送信するために使用されます。

シードベースシールドV2

このシールドを使用すると、すべての接続が非常に簡単になります。

Arduino Wifi Shield 101

これはArduino 101に接続され、WiFiを介してデータを送信します。

Arduino MKR1000

MKR1000マイクロコントローラーを使用していたため、ArduinoWiFiシールド101を購入する代わりに使用しました。どちらも同じ方法なので、2つのうちのいずれかを選択できます。

超音波センサー-HC-SR04（汎用）

Grover Arduino 101キットのキットを使用しました。どの超音波センサーでも機能しますが、スターターキット1の方が簡単です。

9Vバッテリー（汎用）

当社の電源

9Vバッテリークリップ

ジャンパー線（汎用）

スライドスイッチ

LED（汎用）

必要なツールとマシン

ホットグルーガン（汎用）

ボッシュハンドドリル

アプリとオンラインサービス

Arduino IDE

Blynk

これは、プロジェクトを視覚的に確認できるため、趣味やメーカーにとって最高のアプリの1つです。お使いのデバイスの。

このプロジェクトについて

はじめに

モノのインターネット（IOT）を使用したスマートごみ監視システム

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私たちは、タスクとシステムがIOTの力と融合して、より効率的な作業システムを実現し、ジョブを迅速に実行できる時代に生きています。私たちの指先ですべての力を使って、これが私たちが思いついたものです。

モノのインターネット（IoT）は、何百万もの人々が使用および活用するためのデータを提供しながら、多数の異なるシステムを透過的かつシームレスに組み込むことができる必要があります。したがって、IoTの一般的なアーキテクチャの構築は非常に複雑な作業です。これは主に、そのようなシステムに関与する可能性のある非常に多種多様なデバイス、リンク層テクノロジー、およびサービスのためです。

私たちの環境に関する主な関心事の1つは、私たちの社会の健康と環境に影響を与える固形廃棄物管理です。廃棄物の検出、監視、管理は、現在の主要な問題の1つです。ごみ箱内のごみを手動で監視する従来の方法は、面倒なプロセスであり、現在のテクノロジーで簡単に回避できる、より多くの人的労力、時間、およびコストを利用します。

これが私たちのソリューションであり、廃棄物管理を自動化する方法です。これは私たちのIoTゴミ監視システムであり、都市を清潔で健康に保つのに役立つ革新的な方法です。

続いて、コミュニティ、家、さらには周囲をきれいにするためにどのように影響を与えることができるかを確認し、より良い生活様式に一歩近づいてください:)

監視システムの概要

ごみ収集車が町を一周して固形廃棄物を1日2回収集しているのを見て、そのアイデアが思い浮かびました。このシステムは徹底的でしたが、非常に非効率的でした。たとえば、通りAがにぎやかな通りで、ゴミがすぐにいっぱいになるのに対し、通りBは2日経ってもゴミ箱が半分もいっぱいになっていないことがわかります。この例は実際に起こっていることなので、「エウレカ」の瞬間につながります！

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私たちのシステムは、いつでもゴミ箱のゴミレベルをリアルタイムで表示します。そのデータを使用して、廃棄物収集ルートを最適化し、最終的に燃料消費量を削減できます。これにより、ごみ収集業者は毎日/毎週の集荷スケジュールを計画できます。

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基準

基本モデルは次のように機能します：

まず、ゴミ箱の高さを入力する必要があります。これは、ゴミ箱内のゴミの割合を生成するのに役立ちます。次に、特定のビンを空にする必要があることを示すために満たす必要のある2つの基準があります：

ゴミの量。つまり、ゴミ箱が半分いっぱいになっている場合は、実際にゴミ箱を空にする必要はありません。私たちのしきい値、または私たちがゴミ箱に許可する最大量は、ビンの75％です。（好みに応じてしきい値を変更できます。）

特定のゴミ箱が20％いっぱいになり、その後1週間変わらないと仮定すると、それは2番目の基準である時間になります。時間が経つにつれて、少量でも腐り始め、周囲の臭いにつながります。許容レベルが2日になるのを避けるために、ゴミ箱が75％未満であるが、2日経過している場合は、ゴミ箱も空にする必要があります。

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エレクトロニクス

これらの基準を念頭に置いて、技術的な部分を理解しましょう：

超音波センサー（A.K.A距離センサー）は、固形廃棄物に面する蓋の内側に配置されます。ゴミが増えると、超音波とゴミの間の距離が短くなります。このライブデータはマイクロコントローラーに送信されます。

当社のマイクロコントローラー、 Arduino 101 次に、データを処理し、WiFiを使用してデータをアプリに送信します。

アプリが行うことは、小さなアニメーションでゴミ箱のゴミの量を視覚的に表します。

このプロセスにより、注意が必要なすべてのビンが示され、ユーザーは最も効果的なルートをたどることができます。

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私たちについて

すべてのプロジェクトをInstructablesに投稿します。この場所では、DIY作品を探索、文書化、共有できます。こちらからYouTubeチャンネルに登録することもできます。進行中の写真をたくさん投稿し、Instagramで会話しています。

私たちが作ったものが好きで、私たちをサポートしたい場合は、ここのPatreonでそれを行ってください。

仕事関連のお問い合わせは、technovationrobot @ gmail.com

までお問い合わせください。

材料

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ハードウェア：

Grover Base Shield v2

Arduino 101

9vバッテリー（Gearbest）これらのバッテリーはArduinoボードに電力を供給します

プラスチック容器（Gearbest）すべてのコンポーネントが収まる古いプラスチック容器を見つけました。箱はコンポーネントに簡単にアクセスでき、防水性があるので重要です。

超音波センサー（Gearbest）超音波センサーが距離を測定します。ごみの量を示す蓋に取り付けられます。システムの主要コンポーネント。

ジャンパー線（Gearbest）

Arduino MKR1000（Amazon）Arduinoの最新のマイクロコントローラーの1つで、ダウンロード可能なビルド済みライブラリを使用してインターネットに接続するタスクを簡素化します。

ホワイトスプレーペイント通常の箱をよりプロフェッショナルな製品に変えましょう

ツール：

電気ドリル（Gearbest）

ホットグルーガン（Gearbest）

ソフトウェア：

Arduino IDE

BlynkWiFi互換のマイクロコントローラーとの通信を可能にするAndroidアプリ。

Gearbestについて簡単に説明すると、特に愛好家向けのすべての製品を見つけることができます。安くて高品質を強くお勧めします。ぜひチェックしてください。

モデルを構築する

自宅で私たちのコンセプトを小規模にテストするための独自のシステムを作成する時が来ました！古い小さなプラスチック容器を探して、コンポーネントが収まっていることを確認してください。

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次に、ふたを取り外し、超音波センサーの2つの「目」をトレースします。これは、ビンの底に面する側になります。

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あなたの最大のドリルビットを取りなさい、私のものは 10mm 穴を開けます。それでもまだ少し小さい場合は、超音波センサーがぴったりとはまるまで軽くやすりをかけ、表面に完全に洗い流します。

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スプレー塗装

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私たちは白を選びましたが、好きな色を選ぶことができます。内側と外側の両方に2コートのペンキを塗ってください。カバーを忘れないでください。注：煙は有毒です。外でそれをしてください。

超音波センサーを取り付ける

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センサーを押し込み、ホットグルーを少し塗り、センサーを所定の位置に固定します。次に、スイッチ用のスロットを作成し、すべてを所定の位置に取り付けます。

サーキット

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ベースシールドをArduino101に取り付け、超音波センサーをピンD6に取り付けるだけです

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エンクロージャー

すべてのコンポーネントを慎重に取り付け、ボックスを閉じます

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モデルをテストするために家のゴミ箱を持って行きました。

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両面テープを切り取って貼り付け、システムをゴミ箱の蓋に取り付け、センサーが下を向いていることを確認します。

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Blynkアプリの紹介

インターネットに接続するには、Blynkと呼ばれる構築済みのプラットフォームを使用します。これは、AndroidPlayストアからダウンロードできます。以下のリンクを参照してください。 Arduinoでアプリを使用する方法については数え切れないほどの例があり、それらはすべてファイルにアクセスすることで利用できます。 Arduino IDEで、例および Blynkリストの下。

blynkアプリへのリンク ：https：//play.google.com/store/apps/details？id =cc。

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アプリとコードの設定

Arduino 101をプログラムできるようにするには、最初に必要なドライバーをインストールする必要があります。それらがすでにインストールされているかどうかを確認するには、Arduino IDEを開き、ツールをクリックしてからボードをクリックし、ArduinoまたはGenuino101のいずれかがリストに含まれているかどうかを確認します。それらが存在する場合は、それに従っていない場合は、次のステップにスキップしてください。

Arduino mkr1000を使用できるようにするために必要なドライバーをダウンロードするには、Arduino IDEを再度開き、ツール、ボード、ボードマネージャーの順にクリックします。

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検索バーで、「インテルキュリーボード」を検索します "、Arduino IDEのバージョンを選択し、付属のバージョンをダウンロードします（下の画像で再確認してください）

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ドライバがインストールされたら、先に進んで必要なライブラリをダウンロードします。プログラムを実行するには、WiFi101ライブラリ、blynkライブラリ、超音波ライブラリが必要です。これら3つはすべて、Arduinoの組み込みライブラリマネージャーにあります。スケッチを開いてからライブラリを含めます。次にライブラリマネージャー。

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検索バーでWiFi101、Blynk、Ultrasonicを検索し、IDEのバージョンを選択してインストールします。（下の写真で再確認してください）

テスト

次に、Blynkアプリを使用して、ゴミ箱レベルの3つのLEDを使用して小さな表現を作成しました。マイクロコントローラーおよび「接続タイプ」BLEとして、BluetoothではなくArduino 101を選択してください！

次に、コードに入力する必要のある「認証トークン」のメールが届きます（コードに記載されています）。

結果！

ここに、コンセプト全体が最終的に機能する結果があります。やあ！

これらは、ゴミ箱を埋めたときの私の電話のスクリーンショットです。 blynkアプリケーションでは、3つのLEDを重ねて配置しました。緑は0〜25％の範囲で、オレンジは25〜65％の範囲で、赤は65〜100％の範囲です

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ゴミを10％入れてゴミ箱を閉じると、他の2つに付いている緑色のLEDが消灯します。

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50％満杯...

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...そして最後に、可能な限りすべてのゴミを置き、3つのLEDすべてと笑顔が点灯しました！モデルが機能することをおめでとうございます：）

ステップ14：GPS

重要

町のゴミ箱の周りに設置するには少なくとも20のモデルを作成する必要があったため、実際にはこの手順を実装していません。これは高額になりすぎたので、ランダムにシミュレートしたときに最短ルートで正しい結果が得られるというアイデアを提案します。

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今は時間のかかる部分です。プロジェクトをGoogleマップと融合させる予定です。方法は次のとおりです。

各ゴミ箱のGPS位置を取得して、手動で町を移動する必要があります。次に、それをGoogleマップに保存します。それが済んだら、1つのLEDではなくモデルのシステムを作成したのと同じ方法で、ゴミ箱の数についても同じことを行う必要があります。 20個あるとしましょう。

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トラックの運転手が1日を始めると、Blynkを開いて注意が必要なすべてのゴミ箱を確認し、各ゴミ箱を選択して（それぞれに特定の番号がある場合）、最短で最も効率的なルートを生成します。

広範な機会

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自分たちで作った後、このシステムを使用して、このかなり恐ろしい面倒な雑用を本当に効率的なものに変えることができることに気づきました！

それが都市や国に大規模に影響を与える可能性がある方法は理解でき、将来的にはそれが実施されることを願っています。しかしそれ以外は、各個人がこの概念で利益を得ることができます。コミュニティ、集合住宅、さらには家でさえ、モノのインターネットを利用したこの強力なツールを使用して、生活を大幅に簡素化できます。

ステップ16：合併症

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とはいえ、この製品を大規模に服用した場合に発生すると思われるいくつかの合併症があります。

課題：

•超音波距離センサーが正しく配置されていることを確認します。ダンプの山が中央で増加した場合、センサーは誤解を招くデータを提供している可能性があります。

•ビンに液体/水が投入される可能性があります。設計には、防水電子機器と組み込みソフトウェアが必要です。

•3G / 4Gセルラーネットワークの最大の問題の可用性。自宅でモデルを作成したという事実は、WiFiを使用したため、この問題を回避しました。これは実際、これが唯一の主要な問題ですが、個人的には、数年以内に世界の隅々でインターネット接続が利用できるようになると感じています

結論

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このプロジェクトは全体として有望に見えますが、上記のように確かに小さな調整が必要です。あなたのバージョン、あるいは提案やアイデアを見たいので、コメントセクションにドロップしてください。

皆さんがこのプロジェクトを楽しんでくれたことを願っています。私たちの生活と環境に影響を与えるアイデアに取り組み続けましょう。いつものように共有し、次のプロジェクトを見逃さないように登録してください。

幸せな作り：）

コード

IoTガベージモニタリングアプリ

IoTガベージモニタリングアプリ Arduino

このアプリは、Blynkアプリケーションに垂直に配置された3つのLEDでゴミのリアルタイムレベルを表示します。緑は0〜25％、オレンジは25〜60％、赤は60〜100％の範囲を表します。

 #defineBLYNK_PRINT Serial＃include  #include  #include <超音波。 h> // Blynkアプリで認証トークンを取得する必要があります。//プロジェクト設定（ナットアイコン）に移動します。charauth[] ="8b7229b2c3ec4b999eca6781903a208d"; BLEPeripheral blePeripheral; WidgetLED green（V1）; WidgetLED orange（V2）; WidgetLED red（V3）;超音波超音波（7）; int距離=0; int thresh [3] ={20,12,4}; void setup（）{Serial.begin（9600）; delay（1000）; blePeripheral.setLocalName（ "garbage"）; blePeripheral.setDeviceName（ "garbage"）; blePeripheral.setAppearance（384）; Blynk.begin（blePeripheral、auth）; blePeripheral.begin（）; Serial.println（ "接続を待機しています..."）;} void loop（）{distance =超音波.distanceRead（）; Serial.print（distance）; Blynk.run（）; if（distance <=thresh [0] &&distance> =thresh [1] &&distance> =thresh [2]）{green.on（）; Serial.println（1）; } else if（distance <=thresh [0] &&distance <=thresh [1] &&distance> =thresh [2]）{green.on（）; orange.on（）; Serial.println（2）; } else if（distance <=thresh [0] &&distance <=thresh [1] &&distance <=thresh [2]）{green.on（）; orange.on（）; red.on（）; Serial.println（3）; } else {green.off（）; orange.off（）; red.off（）; Serial.println（0）; } delay（100）;}