Устройство измерения наполняемости мусорного контейнера

Работа призёров открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» по направлению «Инженеры» в секции «Приборостроение, микроэлектроника и схемотехника» среди работ учащихся 10–11 классов

Направление работы: Приборостроение

Авторы работы: ГБОУ Школа № 1412

Email: Написать

Предметы: Информатика

Классы: 10 класс

Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Инженеры будущего» по направлению «Инженеры» 2022 года

Актуальность

Заполняемость урны напрямую зависит от её местонахождения. Следовательно, частота вывоза мусора с различных территорий должна быть индивидуальной. Благодаря системе механизмов устройства диспетчер будет иметь доступ к информации о наполненности конкретной урны и составлять оптимальный маршрут для мусоровоза.

Цель

Разработать устройство измерения наполняемости мусорного контейнера с использованием среды разработки Arduino IDE.

Задачи

Рассмотреть рынок устройств для мусорных контейнеров.
Изучить справочную литературу по сборке подобных устройств.
Приобрести необходимые навыки в среде программирования Arduino.
Произвести подбор определённых компонентов и разработать схему их подключения.
Понять принцип работы УЗ-датчика HC-SR04+.
Написать программу, отвечающую за определение наполненности бака и отправки данных на сервер.
Разработать и распечатать на 3D-принтере прочный корпус.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

Компьютер с установленным на нём ПО
GSM-модуль SIM800L
Программная плата WeMos D1 mini
УЗ-датчик HC-SR04+
Wi-Fi 802.11 B/G/N
Паяльник
Arduino IDE, микроконтроллер ESP-8266EX
Светодиод на выводе GPIO или Arduino D2
3D-принтер

Описание

Рассмотрены рынки устройств для мусорных баков.
Изучена справочная литература по сборке подобных устройств.
Собрано устройство по схеме посредством Arduino.
Написан программный код.
Разработан корпус, напечатан на 3D-принтере.
Проверены работы механизмов с помощью симулятора контейнера.

Результаты работы/выводы

Авторы занялись этим проектом, поскольку считают актуальной проблему нерационального вывоза мусора. Задачи, поставленные в работе, выполнены. Получен прототип устройства измерения наполняемости контейнера.

Устройство работает и отправляет данные на сервер каждый час (изменяемый параметр). Результат удовлетворителен, но выделено несколько моментов, которые нужно доработать.

В ходе отслеживания работы устройства установлено, что тратится нежелательное количество ёмкости аккумуляторов во время регистрации GSM-модуля в сети и работы модуля WEmos в обычном режиме, для этого был подключён режим «глубокого сна» на плате управления, чтобы дольше сохранить автономное рабочее состояние устройства.

Перспективы использования результатов работы

Увеличить время работы батареи, подобрав более энергоёмкий источник питания.

Спроектировать универсальный корпус, подходящий для контейнерных площадок различной планировки.

Установить плату GPS для точного отслеживания диспетчером.

Мнение автора

«Городской образовательный проект «Инженерный класс в московской школе» и открытая городская научно-практическая конференция «Инженеры будущего» оказали содействие в реализации нашего проекта. Возможность принять участие в открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» мотивировала нас на результативную работу. На секции мы оценили уровень подготовки других ребят, представивших свои работы, и увидели в них серьёзных конкурентов как по уровню подготовки, так и по тематике проектов.

Спасибо организаторам конференции и экспертному жюри за оценку наших возможностей и уровень наших компетенций в инженерной сфере»