Tempat Sampah Pintar

Perangkat untuk tempat sampah cerdas. Perangkat ini mengintegrasikan beberapa sensor untuk mengawasi keadaan sampah.

Cerita

Pedoman konten

Konteks

Pengelolaan sampah yang baik telah menjadi isu penting bagi planet kita. Di ruang publik dan alam, banyak yang tidak memperhatikan sampah yang mereka tinggalkan. Ketika tidak ada pengumpul sampah, lebih mudah meninggalkan sampah di lokasi daripada membawanya kembali. Bahkan apa yang disebut ruang terpelihara pun tercemar oleh limbah.

Limbah Terpolusi

Untuk melestarikan kawasan alami, penting untuk menyediakan tempat pengumpulan sampah yang dikelola dengan baik :

• Untuk mencegahnya meluap, tempat sampah harus dinaikkan secara teratur. Sulit untuk melewati waktu yang tepat:terlalu cepat, dan tempat sampah bisa kosong, terlambat dan tempat sampah meluap. Masalah ini semakin kritis ketika tempat sampah sulit diakses (seperti di jalur pendakian di pegunungan)

Meluapnya Sampah

• Dalam pengelolaan sampah yang rasional ini, pemilahan bisa menjadi tantangan besar. Sampah organik dapat langsung diolah oleh alam, dalam bentuk kompos. Sampah non organik harus dikumpulkan untuk diolah dengan proses tertentu.

Tujuan Proyek

Tujuan proyek kami adalah menyediakan perangkat pengawasan untuk tempat sampah cerdas. Perangkat ini mengintegrasikan beberapa sensor untuk mengawasi keadaan sampah.

• Sensor level: berdasarkan sistem ultrasonik, digunakan untuk mencegah luapan dengan memperingatkan tim pengumpul sampah.

• Sensor suhu dan kelembapan:  digunakan untuk memantau lingkungan sampah. Ini berguna untuk mengatur kondisi kompos organik, dan untuk mencegah kontaminasi dalam beberapa kasus tertentu (kondisi sangat basah atau panas, risiko kebakaran dalam kondisi sangat kering)

• Sensor api: beberapa mungkin menyimpan limbah pijar (seperti puntung rokok) atau mungkin dengan sengaja membakar tempat sampah. Kebakaran sampah dapat memiliki efek dramatis pada lingkungan (misalnya dapat menyebabkan kebakaran hutan). Sensor api dapat memperingatkan tim pengawasan tentang masalah tersebut.

• Sensor kelembapan : untuk proses kompos, penting untuk menjaga tingkat kelembaban tertentu dalam bahan kompos. Sensor kelembapan, yang disertakan dalam proyek kami, akan mengukur tingkat kelembapan pada kompos.

• Sensor pembuka : detektor pembuka akan dipasang di tutup tempat sampah untuk mendapatkan statistik tentang penggunaan sampah dan mendeteksi penutupan yang buruk.

• Sistem lokasi : sampah harus diidentifikasi dan dilokalisasi untuk membantu tim pengumpul sampah dalam pengelolaannya. Ini akan menawarkan lebih banyak kelincahan dalam pengelolaan lokasi sampah, dengan kemungkinan untuk menyebarkan tempat sampah sementara (misalnya di musim panas di pantai dan trek hiking, di musim dingin di lereng ski, pada acara khusus seperti kompetisi olahraga festival musik)

Proyek ini memiliki arti penuh dengan tempat sampah dengan dua kompartemen:

• Satu untuk sampah non organik.

• Satu untuk sampah organik dengan proses pengomposan.

Tempat Sampah Terpisah

Penggunaan Sigfox

Sampah akan dipasang di area yang terisolasi. Daya akan disediakan oleh baterai, mungkin terhubung ke panel surya. Bagi kami, Sigfox tampaknya menjadi solusi yang sangat baik :

• Sistem komunikasi Sigfox memiliki cakupan area yang luas :memungkinkan untuk menyebarkan proyek dalam skala besar.

• Sistem Sigfox menyediakan kemampuan komunikasi yang memadai untuk kasus penggunaan kami.

• Sigfox dapat memberikan solusi pelokalan 100m :tidak perlu menambahkan pelindung GPS di tempat sampah.

• Sigfox adalah solusi daya rendah, yang memungkinkan perangkat beroperasi dalam waktu lama secara mandiri.

II. Detail Proyek

Metode Desain Perangkat Keras

Diagram metode desain proyek kami

Langkah-Langkah Proyek

Langkah 1:Pahami Sigfox

Sigfox adalah solusi untuk menghubungkan perangkat dalam lingkup Internet of Things. Saat ini dioperasikan di 45+ negara dan 3 juta+ perangkat. Pesan bisa sampai 12 byte yang maksimal 140 uplink dan 4 downlink per hari.

Langkah 2:Pencarian Perangkat Keras

Perangkat Keras

Perangkat Keras yang Digunakan:

• Arduino MKR Fox 1200

• Sakelar Mikro Mini

• HC-SR04 – Sensor Ultrasonik

• DHT11 – Sensor Suhu dan Kelembaban

• KY-026 – Modul Sensor Api

• Sensor Kelembaban (Buatan Khusus) – Sensor kelembapan normal dapat digunakan tetapi, setelah beberapa bulan penggunaan, kedua kaki probe akan mengalami korosi dan lapisan tipis tembaga pada kakinya akan benar-benar hilang. Jadi, kami menggunakan sensor kelembaban custom made yang terbuat dari tembaga agar lebih tahan lama sebelum korosi. http://carrefour-numerique.cite-sciences.fr/fablab/wiki/doku.php?id=projets:moisture_sensor

• Raspberry Pi 3 Model B

Dalam proyek ini kami menggunakan sensor kelembapan yang dibuat khusus agar tahan lama sebelum korosi.

Langkah 3:Koneksi dan Tata Letak Perangkat Keras

Skema

Koneksi ke Arduino MKR Fox 1200

Saklar Mikro -> Arduino MKR Fox 1200

• C -> GND

• NC -> Pin 3

DHT11 -> Arduino MKR Fox 1200

• VCC -> 5V

• GND -> GND

• DATA -> Pin 2

HC-SR04 -> Arduino MKR Fox 1200

• VCC -> 5V

• GND -> GND

• Pemicu -> Pin 9

• Gema -> Pin 10

KY-026 -> Arduino MKR Fox 1200

• VCC -> 5V

• GND -> GND

• DATA -> Pin A0

Sensor Kelembaban (Buatan Khusus) -> Arduino MKR Fox 1200

• VCC -> 5V

• GND -> GND

• SIG -> A1

Langkah 4:Kode Arduino

Instal Arduino IDE:

Instal arduino IDE dari link ini: https://www.arduino.cc/en/Main/Software

Dapatkan Kode:

https://github.com/honhon01/Smart-Waste-Bin

Papan dan Pustaka:

Sebelum memahami kode, Anda perlu menginstal board dan library.

Dewan:

Untuk memasang papan, buka “Alat> Papan> Manajer Papan”.

Pemasangan Papan

Kebutuhan Papan:

• Board SAMD Arduino (32-bit ARM Cortex-M0+)

Perpustakaan :

Untuk menginstal pustaka, buka “Sketsa> Sertakan Pustaka> Kelola Pustaka.”

Instalasi Perpustakaan

Perlu Perpustakaan:

• Arduino Daya Rendah

• Arduino Sigfox untuk MKR Fox 1200

• Perpustakaan sensor DHT

• Driver Sensor Terpadu Adafruit https://github.com/adafruit/Adafruit_Sensor

• RTCZero

Lihat Kode:

• #include :Gunakan untuk mengelola modul Sigfox dan mengirim atau menerima nilai dari perangkat.

• #include :Gunakan untuk menidurkan Modul dan menghemat masa pakai baterai.

• #include :Biasanya, gunakan DHT11 untuk bekerja.

Fungsi:

• setup() :Dalam fungsi ini, kita memeriksa apakah Sigfox telah dimulai. Juga, siapkan pin sensor DHT11 dan Ultrasonik.

• loop() :Dalam fungsi ini, kita memeriksa apakah tombol ditekan yang berarti tempat sampah ditutup atau tidak. Jika tombol tidak ditekan maka Sigfox tidak akan mengirimkan nilai tetapi, Jika ditekan maka akan mendapatkan nilai dari semua sensor dan mengirimkannya ke fungsi sendPayload().

• sendPayload() :Fungsi ini akan memulai modul Sigfox dan mengirim semua nilai sebagai byte ke SigFox. Maka modul Sigfox akan berakhir

Jalankan Kode:

Setelah Anda memahami cara kerja kode. Coba kompilasi dan unggah kodenya.

Jangan lupa untuk memilih board ke Arduino MKR Fox 1200 dan port ke port perangkat Anda.

Langkah 5:Aktifkan Perangkat Anda

Setelah Anda mendapatkan perangkat, buka tautan ini untuk mengaktifkan perangkathttps://buy.sigfox.com/activate. Kemudian, isi informasinya dan Anda akan menginstal perangkat.

Aktifkan Perangkat

Langkah 6:Mengirim Data

Coba jalankan Arduino IDE lagi dan kali ini perangkat akan dapat mengirim data ke SigFox. Anda dapat memeriksa apakah Anda menerima data di backend SigFox. https://backend.sigfox.com/device/list

Pesan di SigFox

Langkah 7:Server Aplikasi

Raspberry Pi 3 Model B digunakan sebagai server Aplikasi. Yang berisi Node-RED, MariaDB dan Aplikasi Web.

Langkah 8:Backend Menggunakan Node-RED

Pasang Node-RED:

Ikuti petunjuk dari tautan ini : https://nodered.org/docs/getting-started/installation

Perlu Npm:

• simpul-merah-simpul-mysql

Untuk mendapatkan data dari SigFox, kita perlu membuat server sendiri untuk menerima data. Kami menggunakan Node-RED sebagai alat untuk mendapatkan data dari SigFox.

Alur Node-RED

Langkah 9:Basis Data – MariaDB

Instal MariaDB:

Raspbian Raspberry Pi: https://howtoraspberrypi.com/mariadb-raspbian-raspberry-pi/

OS Lainnya: https://mariadb.com/downloads

Langkah 10:Aplikasi Frontend (Situs Web)

Beranda situs web kami

Ini adalah bagian depan proyek kami. Situs web menampilkan informasi dan data yang dikirim dari perangkat.

Pencetakan 3D

Memasang Objek dalam Kotak Cetak 3D

1. Tempatkan DHT11 pada poin 1 dan tutup dengan bagian “DHT11 maintain”.

2. Tempatkan HC-SR04 di titik 2 dan tutup dengan bagian “interior”.

3. Tempatkan KY-026 di poin 3 di atas bagian "interior".

4. Tempatkan sensor kelembapan di titik 4.

5. Tempatkan Arduino MKR Fox 1200 pada poin 5.

6. Tempatkan Mini Microswitch di bagian “tengah atas” dan tutup dengan bagian “detektor pembuka”.

7. Hubungkan bagian "pendukung" dengan bagian "dasar" dan tempatkan antena di dalam "dasar".

8. Hubungkan bagian “support” ke kotak utama dan tutup kotak dengan “Middle top”, “Front top” dan “Back top”.

Skema dalam kotak cetak 3D

AKU AKU AKU. Beberapa Kemungkinan Fitur Tambahan

• Dapat mengatur tinggi total bin pada tampilan monitor (tidak hanya memodifikasi pada Arduino). –> Setiap jenis tempat sampah memiliki ketinggian yang berbeda-beda sehingga jika tinggi tempat sampah dapat diatur oleh pengguna, perangkat akan dapat dipasang pada setiap jenis tempat sampah.

• Mampu memisahkan jenis sampah. –> Akan lebih mudah untuk pengelolaan sampah pada sampah organik dan non-organik.

• Menampilkan tingkat sampah di tempat sampah di monitor yang dipasang di atas tempat sampah. –> Mengetahui tingkat sampah di tempat sampah membuat pengguna lebih nyaman dan dapat melewati tempat sampah jika sudah penuh.

• Sediakan baterai otonom dengan panel surya. -> untuk sistem otonom

• Kelola suhu dan kelembapan di dalam wadah dengan mengontrol sistem pasokan air dan sistem ventilasi (jendela yang dapat dibuka atau ditutup). –> Mengawasi dan mengontrol proses pengomposan.

IV. Kesimpulan

Pengelolaan Limbah

Ide kami tentang “Tempat Sampah Cerdas”, menyediakan teknologi cerdas untuk sistem limbah, mengurangi waktu dan tenaga manusia, dan menghasilkan lingkungan yang sehat dan sarat limbah.

Ide yang diusulkan untuk melestarikan kawasan alami dan mengurangi polusi limbah dengan tempat sampah pintar untuk pengelolaan limbah dengan baik, kita dapat mengetahui area mana yang kosong atau meluap. Jadi, proyek ini dapat membantu pemulung dalam pengelolaannya, pengelolaan sampah yang baik, dan bersih. Ketahui lingkungan dan tingkat tempat sampah. Jadi, kami bisa mengatur jadwal penjemputan.

Tujuan dari proyek ini adalah untuk membuat perangkat keras yang cocok dengan perangkat untuk merasakan lingkungan dengan sensor Tempat Sampah Cerdas untuk mendeteksi tingkat, suhu, kelembapan, kelembapan, dan nyala api dari sampah di dalamnya bin secara berkala untuk setiap node bin. Dan kami menghubungkan setiap node dengan jaringan sigfox, node mengirim data ke sigfox dan menampilkan nilainya di situs web.

Hasil akhir dapat diakses di situs web berikut: http://grit.esiee-amiens.fr:8069/smartbin/

V. Ucapan Terima Kasih

KMUTT-Thailand

Universitas Teknologi Thonburi King Mongkut , untuk memberikan kesempatan kepada kami. Mengingat pentingnya kegiatan ini, maka selama 7 minggu masa pelatihan untuk mengikuti mahasiswa tahun ke-3 (Teknik Elektro dan Telekomunikasi dan Teknik Komputer).

ESIEE-Amiens

ESIEE-Amiens , atas kerjasama Anda yang berkelanjutan dalam menyediakan tempat untuk mengembangkan proyek, kesempatan pelatihan lab untuk mahasiswa teknik di fasilitas Anda, dan menyediakan peralatan untuk proyek ini. Ini terbukti bahwa pelatihan merupakan bagian penting dari kegiatan akademik yang membantu siswa mempelajari kegiatan teknik yang dilakukan dalam organisasi komersial.

Kami ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Nicolas HARIAN , supervisor kami dan Thérèse ABY , co-supervisor untuk bimbingan sabar mereka, dorongan antusias dan kritik yang berguna dari pekerjaan kami. Kami ingin mengucapkan terima kasih kepada Stéphane POMPORTES atas saran dan bantuannya. Ucapan terima kasih saya juga disampaikan kepada Nicolas HENOCQ yang memberi kami bahan untuk membuat sensor kelembapan dan Moustapha KEBE atas sarannya dalam pengembangan web.

Sumber:  Tempat Sampah Cerdas