Sistema d'escombraries: 7 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

Vam decidir intentar fer una manera de fer un seguiment de l’ompliment d’escombraries comunitàries d’un barri o d’un sensor a totes les escombraries del barri per intentar que les eliminacions d’escombraries siguin més eficients. Vam pensar que si un camió cada dues setmanes venia a fer una recollida, què passaria si jo o el meu veí només acabéssim tirant una mica? No seria ineficient enviar un camió on la meitat del barri no enviés papereres plenes? Estaria molt bé que fos possible veure com les escombraries del nostre veí s’omplien i, després, fer servir la brossa si la meva estava plena i la seva estava buida i viceversa. Vam decidir utilitzar el sensor d'ultrasons, HC-SR04 juntament amb un raspberry pi per intentar abordar aquest projecte.

Subministraments

Sensor d'ultrasons (HC-SR04)

Raspberry Pi (hem utilitzat Pi 4 Model B)

Taula de pa

Cables de pont

Parell de resistències (3 x 1k ohm)

Pas 1: Connectar HC-SR04

Com que fem servir el Raspberry Pi, hem d’utilitzar un divisor de tensió per regular el voltatge que entra als pins GPIO del Pi, ja que només permeten 3.3v. L’HC-SR04 utilitza 5V però s’ha de reduir a 3,3V quan es connecta al Pi. Connecteu els pins de 5V i de terra respectivament i, segons el vostre programa, connecteu els pins de ressò i activador als respectius pins. Al nostre programa hem utilitzat els pins 23 i 24 per a l'eco i el disparador respectivament.

Pas 2: Mosquitto i Paho MQTT

Abans de començar a programar a Python perquè el sensor d'ultrasons funcioni amb el Pi, hauríem d'instal·lar aquestes aplicacions per aconseguir que el sensor d'ultrasons es comuniqui amb el nostre programari de programació Node-RED. Mosquitto és un broker MQTT que podeu utilitzar al Pi mentre que Paho MQTT és la biblioteca que us permet codificar a Python per aconseguir que el sensor es comuniqui amb el broker MQTT. Per instal·lar-los, escriviu aquestes ordres al vostre terminal Pi

actualització sudo apt

sudo apt install -y mosquitto mosquitto-clients

sudo apt-get install python3-pip

sudo pip3 instal·la paho-mqtt

Pas 3: Programa Python per al sensor d'ultrasons

Aquest és el programa que utilitzava per llegir les dades entrants del sensor i també publicar-les al corredor MQTT.

Pas 4: Node-VERMELL

Alguns nodes no vénen preinstal·lats al programa, de manera que és possible que hàgiu d'instal·lar-lo des de les paletes. Els que heu d’instal·lar són node-red-dashboard i node-red-node-sqlite.

Aquí és on comencem a utilitzar el nostre programari de programació i el sensor. El primer node que necessitareu és el node MQTT-in i això ens permet utilitzar el sensor que executa el programa des de dalt per enviar dades a aquest programari. El node d’interval que hem utilitzat fa canviar els valors que tenim (és a dir, 5 cm estan plens del programa, de manera que el girem al 100%). Després del node d’interval tenim 2 nodes de funcions, un per mostrar el missatge al nostre tauler i un per mostrar un visual que la brossa està plena. S'adjunta el programa per als nodes de funció.

Si fos possible, aquest flux es podria utilitzar per a diversos sensors d'ultrasons. No obstant això, per al nostre projecte vam haver de fer dades de simulació, ja que no vam poder aconseguir més sensors. La nostra manera de fer-ho és molt similar, però tenim botons als quals l’usuari pot fer clic per afegir aleatòriament un 1-10 per cent de les escombraries a cadascuna d’elles. Hem utilitzat 2 botons, un per afegir escombraries i un per esborrar. L'indicador, els missatges i l'indicador segueixen sent exactament el mateix; el codi a comptar i fer el recompte de les escombraries és una mica diferent.

Pas 5: registre de dades

Vam decidir que seria una bona idea registrar fins a quin punt estan plenes les escombraries quan el camió arriba a buidar-les. Amb l'ajuda del node sqlite podem llegir i escriure dades que també les guarden al Pi. Hauríeu d’instal·lar aquest node com he dit abans.

Els passos per crear i registrar dades són els següents:

1. Creeu la base de dades

2. Registreu les dades

3. Estireu les dades per mostrar-les al nostre tauler

4. Esborreu i suprimiu les dades

La manera com funciona SQL és que heu de crear per executar el tema CREATE TABLE, INSERT INTO, SELECT FROM i DELETE FROM. Mitjançant els nodes de marca de temps podem executar temes al node sqlite que fa cadascuna d’aquestes funcions (crear, inserir, seleccionar i eliminar). Només hem de crear la base de dades una vegada i un cop feta, podem registrar-hi dades. Un cop creada la base de dades, podem registrar dades i tornar a utilitzar les dades de l'usuari per registrar quan ha arribat el camió. Ho hem aconseguit perquè no pugueu registrar dades fins que no es pugui arribar al camió, que és de 5 escombraries al 80% de la capacitat (considerada plena). També hem tornat a fer servir el node d’interval per reduir el 500 a un 0-100%. Aleshores tenim l'opció de suprimir totes les dades de la base de dades si ho desitgem. El node de la taula d’interfície d’usuari és un node que ens permet veure la taula d’una manera ben formatada al nostre tauler.

Pas 6: disseny

Un cop acabat tot això, podeu crear un disseny que desitgeu amb l'ajut de Node-RED. A la pestanya lateral, podreu espaiar-les com vulgueu i hi ha moltes més opcions de personalització que teniu. També s’adjunta el meu flux per a tot el meu programa.

Pas 7: Conclusió

Un cop finalitzat aquest projecte, hi ha zones on podem veure que el programa es desenvolupa encara més. Mai no vaig trobar la manera de fer el registre automàticament, ja que l’única manera que podríem fer era que es registri a intervals i no necessitaríem repetir números si el camió d’escombraries arribés una vegada. Crec que això es deu en part a la forma en què vam decidir dependre en gran mesura dels nodes de funció i de la programació, ja que ens sentim més còmodes amb aquesta programació. Després d’explorar un cop acabat, va quedar clar que hi ha nodes fets per a tot i que la vida podria ser molt més fàcil si trobéssim la funció de nodes de commutació i rbe abans. També hi havia un node per a sensors d'ultrasons que no vam aconseguir treballar. Hauria facilitat les coses ja que no caldria ni MQTT ni el programa Python, ja que només és un node amb el disparador i els pins d'eco. Vam decidir solucionar-ho creant el programa Python tal com heu vist més amunt. Un consell enorme per a qualsevol persona que vulgui submergir-se en Node-RED és que heu d’utilitzar molts nodes de depuració per esbrinar si cada flux funciona i genera el que voleu / necessiteu.