Tempat Sampah Otomatis: 7 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:54

Ini adalah tempat sampah otomatis yang mendeteksi gerakan. Ini memiliki konektivitas wifi dan mengirim pesan teks ketika sudah penuh. Ini dibuat untuk ECE-297DP di University of Massachusetts - Amherst. Tujuan utama kursus ini adalah untuk mendapatkan pengalaman dengan elektronik langsung karena saya merasa berada di belakang rekan-rekan saya dan akan bermanfaat bagi saya untuk menggabungkan hal-hal yang saya pelajari dari kuliah saya dengan pekerjaan pengalaman.

Bahan yang Dibutuhkan:

- 1x Arduino Uno

- 1x ESP-8266

- 2x Mikroservo

- 2x Detektor Gerak Ultrasonik HC-SR04

- 1x LED RBG

- 3x 330 resistor

- Pengatur Tegangan 1x3,3

- Kapasitor Elektrolit 2x 100 uF

- Kapasitor Keramik 1x 0,1 uF

- 1x Wadah Bir Botol Leher Panjang 12 bungkus Corona Extra

Langkah 1: Rencana dan Kemajuan Asli

Di awal semester, saya tidak punya rencana apa yang ingin saya lakukan. Saya melompat ke kelas ini tanpa ide dalam pikiran. Jadi untuk memulai saya mengembangkan cara mudah bagi saya untuk perlahan-lahan menjelajahi dunia elektronik hobi.

Langkah:

1. Pelajari dasar-dasar Arduino

- Ini dilakukan dengan mengikuti panduan penemu SparkFun yang disertakan dengan starter kit. Itu memungkinkan saya untuk mempelajari dasar-dasar resistor, LED, elemen piezo (suara), penginderaan, dan pengkodean umum dengan Arduino.

2. Lihat proyek Arduino DIY online

- Ini adalah untuk menemukan beberapa inspirasi untuk membuat elektronik yang kreatif dan bermanfaat

3. Gunakan inspirasi untuk menemukan apa yang ingin saya buat

- Karena saya adalah orang yang malas, dan karena teman-teman saya yang sekamar dengan saya semester depan tidak membersihkan dengan baik, saya memutuskan untuk membuat tempat sampah otomatis.

Rencana awal untuk ini datang dengan berbicara dengan salah satu Peer Mentor saya, Bryan Tam, mahasiswa Teknik Komputer lainnya. Berdiskusi dengannya dengan mengkritik desain saya membantu saya memahami proses desain. Proses mengambil masalah dan memikirkan solusi tidak peduli seberapa tidak layak, dan kemudian berdebat tentang bagaimana melakukan proyek tersebut. Itu mengajari saya bahwa ambisi dan kreativitas adalah yang terpenting untuk mendesain di bidang teknik.

Awalnya saya ingin membuat tempat sampah yang otomatis mendeteksi saat tempat sampah penuh lalu menutup atau membungkusnya. Setelah meneliti kemungkinan cara untuk mendesain ini, saya menyadari bahwa ini jauh dari jangkauan saya. Jadi, saya sedikit mengubah tujuannya - untuk membuat tempat sampah yang bisa mengirim teks ketika sudah penuh.

Menjelang akhir semester, saya mengalami kesulitan mengintegrasikan komponen WiFi untuk mengirim teks dan khawatir jadi saya memikirkan alternatif lain sebagai sistem alarm. Saya melihat ke elemen piezo untuk mungkin membuat suara mengganggu yang tidak akan berhenti sampai sampah dikeluarkan. Juga, saya melihat penggunaan LED untuk membuat warna yang berbeda untuk menunjukkan tingkat sampah.

Untuk membuat ini, dua sensor akan diperlukan: satu untuk bagian luar untuk merasakan ketika tangan di atasnya untuk membuka, dan satu di bagian dalam untuk mendeteksi tingkat sampah. Awalnya, hanya modul WiFi yang akan mengirim teks sebagai alarm tetapi menjelang akhir semester, saya memutuskan untuk menambahkan lampu di bagian atas tempat sampah untuk mendukung ini.

Ini adalah desain proyek yang saya ikuti dan jalani sampai akhir.

Langkah 2: Riset

Untuk mempersiapkan cobaan ini, saya meneliti banyak hal.

Pertama saya meneliti tentang cara umum untuk mengkode Arduino. Berlatih dengan kit penemu SparkFun sangat membantu; membuat saya terbiasa harus menghubungkan pin ke Arduino dan cara menggunakan papan tempat memotong roti.

Kemudian saya secara khusus mempraktekkan penggunaan servo karena saya tahu bahwa saya perlu mengontrol tutup untuk memutar. Pertama, berlatih mengendalikan waktu mereka dan kemudian menggabungkan penggunaan dengan kondisional sehingga saya dapat mengontrol kapan mereka diaktifkan.

Kemudian saya meneliti sensor apa yang akan digunakan. Ada dua jenis: Sensor ultrasonik (HC-SR04) dan sensor inframerah (PIR Motion Sensor). Sensor ultrasonik mengirimkan pulsa yang kemudian dipantulkan kembali dan dibaca oleh HC-SR04, menghitung waktu dalam interval ini, untuk menentukan jarak antara itu dan lokasi pantulan. Saya memutuskan untuk menggunakan sensor ultrasonik untuk sensor bagian dalam karena mendeteksi jarak akan lebih membantu, terutama karena sampah tidak memancarkan banyak radiasi. Kemudian saya memutuskan akan lebih mudah menggunakan HC-SR04 untuk sensor dalam dan luar.

Meneliti tentang ESP-8266, saya belajar banyak tentang cara kerja wifi. Saya belajar tentang titik akses dan titik stasiun. Saya belajar tentang server web sebagai opsi yang memungkinkan juga. Pada akhirnya. ESP adalah papannya sendiri yang dapat diprogram sepenuhnya secara terpisah ke Arduino. Dengan demikian, bahkan dimungkinkan untuk membuat seluruh proyek ini hanya dengan menggunakannya. Untuk memprogram ESP, saya menghubungkannya ke Arduino dan menghubungkan GND di Arduino ke Reset untuk menonaktifkannya dan membuatnya bertindak sebagai komunikator antara ESP dan kabel USB.

Saya kemudian belajar bahwa saya dapat membuat ESP bertindak sebagai klien yang ingin mengakses atau meminta data dari situs web. Mengetahui hal ini, saya menggunakan situs web IFTTT.com untuk membuat applet untuk menghubungkan webhook ke SMS secara keseluruhan sehingga ketika suatu peristiwa dipicu (ketika klien meminta data dari URL tertentu, itu akan mengirim teks).

Hal lain yang saya teliti adalah regulator tegangan, dioda, dan resistor. Resistor diperlukan untuk LED untuk menghubungkan LED ke Arduino. Dioda dan regulator tegangan adalah solusi yang mungkin untuk memberi daya pada ESP-8266 karena secara ketat membutuhkan 3.3V untuk Vcc. Regulator tegangan adalah solusi termudah. Meskipun ada opsi 3.3V di Arduino, saya menganggapnya sebagai kesempatan untuk mempelajari lebih lanjut.

Setelah ini, saya belajar tentang kapasitor karena diperlukan untuk pengatur tegangan yang berfungsi. Kapasitor membantu menaikkan tegangan jika "memantul" atau "cegukan" terlalu banyak. 2 kapasitor elektrolitik dan 1 kapasitor keramik adalah pengaturan biasa untuk regulator tegangan.

Sebagian besar penelitian mencoba men-debug kode saya karena ada banyak kesalahan saat saya membuatnya.

Langkah 3: Kesulitan yang Dihadapi dan Bagaimana Saya Mengatasinya

Sebagian besar kesulitan di awal semester hanyalah fakta bahwa saya tidak berpengalaman. Saya bahkan tidak pernah berpikir untuk membangun sesuatu sebelumnya, jadi saya takut menjadi terlalu ambisius atau terlalu sederhana. Inilah sebabnya mengapa saya menunda memilih ide begitu lama.

Untuk mengatasinya, berbicara dengan senior yang sudah berpengalaman pasti membantu. Bryan mampu mengkritik ide-ide saya dan memberi tahu saya mana yang menuju ke arah yang benar dan mana yang menuju ke arah yang salah. Dia membantu saya menyadari bahwa saya perlu mempertimbangkan tingkat keahlian saya, sumber daya yang dapat saya akses, dan manajemen waktu.

Manajemen waktu juga sangat sulit bagi saya. Saya sudah tahu bahwa saya memiliki kelemahan dalam hal manajemen waktu, terutama karena semester ini sangat padat karena saya kelebihan 21 sks.

Ada saat-saat ketika saya harus mengorbankan mengerjakan proyek saya, tetapi untuk mengatasi ini saya mendedikasikan setidaknya satu jam penelitian di akhir pekan untuk mengerjakan proyek, dan setiap minggu di akhir pekan untuk pergi ke M5 untuk mengerjakannya.

Kesulitan lain yang saya alami adalah kurangnya pengetahuan saya tentang banyak bagian. Saya tidak tahu bagaimana mereka bekerja atau kabel apa yang terhubung di mana. Untuk mengatasi ini, saya mempelajari aset berharga untuk mencari lembar data online, yang membantu saya memahami apa input tegangan yang diperlukan, dan di mana VCC, GND, dan input perlu dihubungkan. Saya ingat secara khusus bekerja untuk mencoba menghubungkan servos ke detektor gerakan dan menjadi frustrasi karena servos tidak beroperasi sama sekali.

Ini membuat saya mencoba servo yang berbeda, berharap ada yang salah dengan mereka. Namun, mereka masih tidak berfungsi, yang berarti itu harus menjadi kabel saya, atau kode saya. Saya kemudian mencoba menggunakan sumber daya eksternal dengan menghubungkan servos ke 4 baterai AA karena saya telah membaca bahwa kadang-kadang, USB pada PC mungkin tidak memberikan tegangan yang cukup untuk memberi daya. Akhirnya, saya memutuskan untuk hanya melihat lembar data dan menyadari itu hanya karena kabel saya salah sepanjang waktu.

Kendala tersulit saya dalam hal ini adalah mencoba mengintegrasikan komponen WiFi ke Arduino. Saya mencari banyak tutorial online dan hanya memahami pemrograman karena sulit bagi saya untuk memahaminya. Namun, satu situs web tertentu membantu saya dan memperkenalkan saya ke IFTTT. Saya percaya saya telah mencapai kemenangan namun, saya tidak menyadari bahwa papan itu terpisah dan saya akhirnya memprogram papan dengan kode yang berbeda. Saya terjebak selama seminggu mencoba mencari cara untuk menghubungkannya tetapi internet tidak membantu. Untuk mengatasi kendala ini, akhirnya saya hanya meminta bantuan Dr. Malloch. Saya adalah orang yang sangat sombong dan cenderung ingin melakukan sesuatu sendiri. Dia telah membantu saya sebelumnya Namun, itu bukan masalah yang saya miliki melainkan diskusi tentang cara yang mungkin untuk mendekati proyek saya. Cukup meminta Dr Malloch segera diselesaikan mengintegrasikan ESP-8266 saya.

Proyek ini membantu menempatkan saya di tempat saya dan menyadari bahwa saya harus bekerja dan meminta bantuan orang lebih banyak karena teknik bukanlah proyek solo tetapi dinamika tim.

Langkah 4: Perubahan pada M5 untuk Membantu Merampingkan Proses Pembelajaran

M5 adalah alat yang fantastis bagi saya semester ini. Itu sudah datang dengan banyak sumber daya untuk penjelajah baru dan veteran berpengalaman.

Saya pikir M5 dapat membantu merampingkan proses pembelajaran dengan mengadakan lebih banyak lokakarya tentang berbagai topik yang lebih luas dan dengan membuatnya lebih diumumkan. Saya hampir tidak pernah mendengar tentang bengkel yang berlangsung di M5, dan satu-satunya yang saya ketahui adalah bengkel penyolderan.

Lokakarya lain seperti "Cara mendesain" atau "Cara menggunakan Printer 3D" juga akan membantu. Mungkin mereka memiliki lokakarya ini, tetapi saya tidak pernah dapat mendengar tentang mereka.

Langkah 5: Apa yang Saya Capai pada Akhirnya

Saya bisa membuat tempat sampah otomatis

Lebih penting lagi, bagaimanapun, saya belajar pentingnya manajemen waktu, bagaimana membangun sirkuit dan menggunakan komponen elektronik. Saya belajar tentang Arduino, gelombang dan penginderaan, resistor, papan tempat memotong roti, WiFi, ESP-8266, server web, pengatur tegangan, dioda, dll. Saya dapat mencapai apa yang saya pikirkan. Untuk mendapatkan pemahaman tentang tingkat langsung tentang elektronik dan sirkuit.

Itu juga memicu api kreatif dalam diri saya karena membuat proyek ini, meskipun terkadang sangat membuat frustrasi, sangat menyenangkan dan bermanfaat untuk dilakukan. Akhirnya memahami bagaimana suatu bagian bekerja atau membuat kode berfungsi seperti yang saya inginkan sepadan dengan waktu penyesuaian dan perubahan yang harus saya lakukan. Ini membantu saya memahami bahwa inilah yang ingin saya lakukan. Pada awal semester, saya ragu-ragu tentang Teknik Elektro dan Komputer karena saya tidak memiliki pengalaman di dalamnya untuk mengetahui apakah saya menyukainya atau tidak. Seperti bagaimana seseorang tidak tahu apakah mereka menyukai olahraga, video game, atau hobi kecuali mereka mencobanya.

Prestasi terbesar saya dari ini adalah dapat mengatakan dengan percaya diri bahwa saya ingin melanjutkan Teknik Elektro dan Komputer.

Langkah 6: Bagaimana Orang Lain Dapat Mengikuti Jejak Saya

Jika seseorang berada dalam situasi yang sama dengan saya di awal semester, saya akan merekomendasikan melakukan langkah yang sama yang saya uraikan dalam "Rencana dan Kemajuan Asli". Itu benar-benar membantu saya perlahan-lahan memilih apa yang saya minati dan apa yang bisa saya lakukan.

Secara khusus, untuk proyek ini, saya akan menguraikan di bawah ini cara membuatnya.

Langkah 1: Buka IFTTT.com, daftarkan nomor telepon Anda lalu buat applet. Pilih "jika" untuk menjadi webhook dan "itu" untuk menjadi SMS. Setelah dibuat, cari Maker Webhooks di kotak pencarian dan klik dokumentasi. Isi informasi dengan nama acara Anda sendiri dan salin URL-nya. Ini adalah URL yang akan Anda gunakan untuk kode ESP-8266 yang ada di bagian bawah.

Langkah 1: Hubungkan ESP-8266 seperti itu:

RXD -> RX

TXD -> TX

VCC -> VCC

CH_PD VCC

GPIO0 -> GND

GND -> GND

Kemudian hubungkan GND di Arduino ke Reset di atasnya untuk menonaktifkannya.

Langkah 2: Masukkan kode di bagian bawah dan unggah ke ESP-8266 (download dulu board esp-8266 di IDE). Kemudian cabut ESP-8266.

Langkah 3: Hubungkan servos ke pin 8 dan pin 9 di Arduino

Langkah 4: Hubungkan sensor HC-SR04 pertama ke pin 10 dan 13 (masing-masing untuk trigonometri dan gema). Kemudian sambungkan yang kedua ke pin 11 dan 12 (sekali lagi untuk trigonometri dan gema masing-masing).

Langkah 5: Hubungkan LED RGB ke pin 4 (merah), 5 (hijau), dan 6 (biru).

Langkah 6: Hubungkan GPIO2 ke pin 2

Langkah 7: Masukkan kode di bagian bawah (ECE_297_DP) dan unggah ke Arduino.

Langkah 8: Temukan kotak bir daur ulang tua dan selembar karton untuk tutupnya. Lem panas stik es loli ke servos dan kemudian lem panas servos ke bagian dalam bot di setiap sisi. Rekatkan tutupnya ke stik es krim. Rekatkan kedua sensor ke tutupnya (bagian dalam untuk mendeteksi sampah (pin 11 dan 12) dan bagian luar untuk mendeteksi gerakan (pin 10 dan 13), lalu rekatkan LED ke bagian atas tutupnya. Dan Rekatkan kabel di belakang kotak untuk menyembunyikan kabel yang jelek.

Langkah 7: Apa yang Akan Saya Lakukan Selanjutnya

Melanjutkan proyek, saya memiliki beberapa ide untuk menerapkan alarm suara selain LED. Karena saya membuat ESP-8266 berfungsi, saya memutuskan untuk tidak melakukannya. Namun, jika saya maju, akan menarik untuk menambahkan satu dan mengganggu orang untuk membuang sampah.

Juga, saya ingin mengerjakan proyek yang lebih definitif, karena ini sebagian besar merupakan bukti proyek konsep. Jika saya harus bergerak maju, saya akan menggunakan tempat sampah yang sebenarnya atau wadah plastik yang lebih besar. Selain itu, saya ingin lebih efisien dengan kabel karena sangat berantakan.

Salah satu alternatif untuk ESP-8266 yang saya cari saat saya khawatir tidak dapat mengintegrasikannya adalah menggunakan modul Bluetooth. Teman saya Sean telah menyebutkan kepada saya bahwa dia sebelumnya telah membuat proyek di masa lalu di mana dia harus mengirim data dari proyeknya ke teleponnya dan menggunakan modul Bluetooth. Dia mengatakan itu relatif mudah. Namun, saya mendapatkan modul WiFi untuk bekerja sebelum saya melakukan pekerjaan detektif yang serius ke dalamnya. Saya pikir akan menarik untuk melihat ke mana jalan itu akan membawa saya.

Selain itu, saya ingin sekali menerapkan bagian "pembungkus kantong sampah otomatis", tetapi itu masih di luar kemampuan saya saat ini. Mungkin di waktu mendatang, saya akan meninjau kembali proyek ini dan mencoba membuatnya lebih efisien.