Poubelle intelligente IDC2018 IOT : 8 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:07

La bonne gestion des déchets est devenue un enjeu essentiel pour notre planète. Dans les espaces publics et naturels, beaucoup ne font pas attention aux déchets qu'ils laissent derrière eux. Lorsqu'il n'y a pas d'éboueur disponible, il est plus facile de laisser les déchets sur place que de les rapporter. Même les espaces dits préservés sont pollués par les déchets.

Pourquoi avons-nous besoin d'une poubelle intelligente ? (Solution)

Pour préserver les espaces naturels, il est important de prévoir des points de collecte des déchets bien gérés: Pour éviter qu'ils ne débordent, les poubelles doivent être relevées régulièrement. Il est difficile de passer le bon moment: trop tôt et la poubelle peut être vide, trop tard et la poubelle peut déborder. Ce problème est d'autant plus critique lorsque la poubelle est difficile d'accès (comme sur les sentiers de randonnée en montagne). Dans cette gestion raisonnée des déchets, le tri peut être un enjeu majeur. Les déchets organiques peuvent être directement traités par la nature, en compostage.

Objectif du projet

Le but de notre projet est de fournir un dispositif de supervision d'une poubelle intelligente. Ce dispositif intègre plusieurs capteurs pour surveiller l'état de la poubelle.

• Capteur de capacité: basé sur le système à ultrasons, utilisé pour éviter les débordements en alertant l'équipe de ramassage des ordures.
• Capteur de température et d'humidité: utilisé pour surveiller l'environnement des déchets. Cela peut être utile pour gérer l'état du compost organique et éviter la contamination dans certains cas particuliers (conditions très humides ou chaudes, risque d'incendie en conditions très sèches). Un feu de déchets peut avoir des effets dramatiques sur l'environnement (par exemple, il peut provoquer un feu de forêt). La combinaison des valeurs de température et d'humidité peut alerter l'équipe de supervision du problème.
• Capteur de mouvement PIR: un détecteur d'ouverture sera installé sur le couvercle de la poubelle pour obtenir des statistiques sur l'utilisation des déchets et détecter une mauvaise fermeture.

Étape 1: Composants matériels requis

Dans cette section, nous décrirons le matériel et l'électronique utilisés pour créer cet appareil.

Tout d'abord, nous avons besoin d'une simple poubelle avec un couvercle. Suivant: Carte NodeMCU avec un module Wifi ESP8266 intégré qui nous aidera à créer une connectivité avec les services cloud, et un ensemble de capteurs pour superviser l'état de la corbeille:

Capteurs:

• DHT11 - Capteur analogique de température et d'humidité
• Sharp IR 2Y0A21 - Capteur numérique de proximité / distance
• Servomoteur
• Détecteur de mouvement PIR

Matériel supplémentaire nécessaire:

• Toute poubelle avec couvercle
• Planche à pain (générique)
• Fils de connexion (un tas d'entre eux…) Ruban adhésif double face !

Nous devrons également créer:

• Compte AdaFruit - recevez et maintenez des informations et des statistiques sur l'état du bac.
• Compte IFTTT - stockez les données entrantes d'Adafruit et déclenchez des événements dans différents cas extrêmes.
• Compte Blynk - permet d'utiliser des applications « Webhooks » sur IFTTT.

Étape 2: programmer le NodeMCU ESP8266

Voici le code complet, n'hésitez pas à l'utiliser:)

Vous pouvez facilement trouver les bibliothèques que nous avons utilisées en ligne (mentionnées dans l'en-tête).

*** N'oubliez pas d'entrer votre nom et votre mot de passe WiFi en haut du fichier

Étape 3: Câblage

Connexion à la carte NodeMCU ESP8266

DHT11

• + -> 3V3
• - -> TERRE
• SORTIE -> Broche A0

IR pointu 2Y0A21:

• Fil rouge -> 3V3
• Fil noir -> GND
• Fil jaune -> Pin D3

Servomoteur:

• Fil rouge -> 3V3
• Fil noir -> GND
• Fil blanc -> Pin D3

Capteur de mouvement PIR:

• VCC -> 3V3
• GND -> GND
• SORTIE -> Broche D1

Étape 4: Architecture du système

Composants Cloud dans l'architecture:

• Adafruit IO MQTT: L'ESP8266 est connecté via WiFi aux serveurs cloud d'Adafruit. Permet de présenter les données collectées par les capteurs dans un ordinateur distant et dans un tableau de bord organisé et concis, en gérant l'historique etc.
• Services IFTTT: Permet de déclencher des actions en fonction des valeurs ou des événements des capteurs. Nous avons créé des applets IFTTT connectant des flux de données stables du cloud Adafruit et des événements d'urgence en temps réel directement à partir de capteurs.

Scénarios de flux de données dans le système:

1. Les valeurs sont collectées à partir de capteurs actifs situés sur le bac: taux de capacité des déchets, température du bac, humidité du bac, nombre de fois que le bac a été ouvert aujourd'hui -> Publier les données vers le courtier MQTT -> L'applet IFTTT achemine les données vers un tableau de rapport quotidien Google Feuille.
2. La capacité des déchets est presque pleine (le capteur Sharp atteint une limite de capacité prédéfinie) -> L'entrée de capacité sur le rapport quotidien est mise à jour -> La station de contrôle des déchets verrouille le couvercle de la poubelle et affiche l'heure à laquelle le ramasse-miettes arrive (via le protocole cloud Blynk et applet IFTTT).
3. Des valeurs irrégulières sur les capteurs sont mesurées. Par exemple, risque d'incendie - température élevée et faible humidité -> L'événement est enregistré sur le nuage Blynk -> IFTTT déclenche l'alarme vers la station de contrôle des déchets.

Étape 5: Défis et lacunes

Défis:

Le principal défi que nous avons rencontré au cours du projet était de traiter, de manière raisonnable et logique, toutes les données que nos capteurs avaient collectées. Après avoir essayé différents scénarios de flux de données, nous avons pris notre décision finale qui rend le système plus maintenable, réutilisable et évolutif.

Lacunes actuelles:

1. S'appuyant sur les serveurs Blynk, les données sont mises à jour après un délai important par rapport à leur mesure en temps réel.
2. Le système repose sur une alimentation externe (connexion à un groupe électrogène ou à des batteries), il n'est donc pas encore entièrement automatisé.
3. En cas d'incendie du bac, il doit être manipulé par une intervention extérieure.
4. Actuellement, notre système ne prend en charge qu'un seul bac.

Étape 6: Regarder vers l'avenir…

Améliorations futures:

1. Charge d'énergie solaire.
2. Système d'auto-compression des déchets.
3. Des caméras surveillent la poubelle à l'aide d'événements basés sur la vision par ordinateur (détection d'incendie, surcharge de déchets).
4. Développer une voiture autonome pour circuler entre les poubelles et les vider en fonction de leurs capacités.

Délais possibles:

• Mettre en place un système solaire et auto-déchet-compression (environ 6 mois).
• Développer des algorithmes de détection d'images et Connecter un système de caméras, environ un an.
• Développer un algorithme pour construire une tournée optimale pour la collecte des ordures sur la base des données de tous les bacs dans environ 3 ans.

Étape 7: Photos finales…

Étape 8: À propos de nous

Asaf Getz ---------------------------- Ofir Nesher ------------------ ------ Yonathan Ron

J'espère que vous apprécierez ce projet et les salutations d'Israël !