Проекты

Система автоматизированного учёта сбора пластиковых крышечек

Работа призёра открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «Инновации умного города. Умная школа» среди работ учащихся 10−11 классов

Направление работы: Информационные технологии, Программирование
Авторы работы: ГБОУ Школа «Дмитровский»
Предметы: Математика, Информатика
Классы: 10 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Инженеры будущего» 2020 года

Актуальность

В нашей стране проблеме утилизации и переработке твёрдых бытовых отходов уделяется большое значение. Особенно важно со школы прививать культуру раздельного сбора мусора. В нашей школе с 2016 г. проходит акция «Добрые крышечки» Каждый класс собирает крышечки для последующей сдачи на переработку. Мы решили автоматизировать процесс сбора крышечек и создать прототип системы автоматизированного учёта сбора пластиковых крышечек.

Цель

Разработать систему автоматизированного учёта сбора крышечек.

Задачи

1. Изучить проблему рециклинга крышек пластиковых бутылок.

2. Спроектировать и запрограммировать систему.

3. Собрать прототип.

4. Провести испытания системы.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

  • 3D-принтер
  • Лазерный станок
  • Паяльная станция
  • Система проектирования: Fusion 360
  • Среда разработки: VS Code + PlatformIO
  • Слайсер для нарезки 3D-моделей: Ultimaker Cura 4.5
  • Программа для лазерного станка: RDWorks
  • Язык программирования: C++

Описание

Авторами проекта была разработана система, способная вести автоматический подсчёт пластиковых крышек.

Для подсчёта крышек в конструкции предусмотрен концевой переключатель с распаянной обвязкой, использование которого имеет ряд преимуществ:

•   наличие фильтра в виде RC-цепочки для устранения дребезга контактов;

•   удобный форм-фактор и удобство монтажа;

•   удобство в подключении;

•   наличие светодиода, позволяющего визуально проверить работу датчика.

Регистрация крышечки проводится с помощью AVR-микроконтроллера ATmega328 на базе отладочной платы Arduino Nano. Данная платформа имеет компактные размеры, а также невысокую цену ввиду своей популярности, поэтому отлично подходит для проекта.

Для вывода количества опущенных крышек используется четырёхразрядный семисегментный индикатор на базе драйвера TM1637. Данный дисплей способен выводить число от -999 до 9999 ввиду своих конструктивных особенностей. При максимальном зафиксированном числе крышечек их общая масса будет составлять около 20 кг. Для питания устройства подойдёт любой источник питания напряжением от 5 до 12 вольт. Для концевого выключателя была спроектирована деталь «держатель» в программе Fusion 360.

Результаты работы/выводы

В результате работы

- была изучена проблема рециклинга крышек пластиковых бутылок;

- была спроектирована и запрограммирована система учёта;

- был собран и протестирован прототип;

- был получен опыт работы с 3D-принтером и лазерным станком.

Перспективы использования результатов работы

Результат разработанного прототипа в дальнейшем может быть преобразован в действующую модель в целях использования в работе школы.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

МГТУ «Станкин»