Как стать автором
Обновить

Как мы делали датчик для измерения уровня мусора

Время на прочтение13 мин
Количество просмотров12K
Всего голосов 20: ↑19 и ↓1+18
Комментарии49

Комментарии 49

Креативно.
Депассивацию Li-SOCl2 можно повторять и в процессе эксплуатации — перед отбором большой мощности создавать кратковременный пик потребления.

На этапе пересмотра корпуса рассмотрите возможность использования отдельного батарейного отсека. Расположение датчика диктуется соображениями его работоспособности, а замена батарей — совсем другая история. На момент замены батарей (конечно же зимой) датчик будет загажен, крепёж будет отказываться откручиваться, при сборке корпус может остаться негерметичным. А гарантийный ремонт нескольких сотен загаженных плат вас не обрадует
Да, спасибо! В процессе работ пришли к тем же выводам в плане держателей батарей (ну и фиксацию к ним продумать, чтобы при выгрузке в мусоровоз не растрясли).

Насчет депассивации — опыты показали, что коротким пиком не отделаешься, нужно время. А время — потраченная энергия. Пока обходимся тем, что «короткий пик» создается при заряде конденсаторов при включении ключа радиомодуля. Да и сам радиомодуль при регистрации в сети изрядно кушает.
Если посмотреть на реальные контейнеры, те, что постарше, а не новые пластиковые, то видно, что они все мятые. Поэтому, вопрос — на сколько хватит этого устройства, пока оно не сломается под действием мусора. Кстати, пластиковые контейнеры не мнутся, а просто трескаются. Про загрязнение датчика вы и сами понимаете, но, как мне кажется, в реальности будет еще сложнее — заставить водителей уборочных машин каждый раз протирать датчики будет непросто. Прозрачный пластик будет быстро царапаться и мутнеть. А еще есть вопрос воровства…

И есть некоторые сомнения в идее забора мусора только по наполняемости контейнера. Летом, если кидать в контейнер продукты, они могут стухнуть быстрее, чем тот наполнится.
Добавляем датчик метана?
Шутки-штуками, а какие только дополнительные датчики не рассматривались: и освещенности, и задымленности, и про датчики газов обсуждения велись. Но все это разбивалось о то, что дорого, прожорливо, ненадежно, нетехнологично, недолговечно и в итоге — нецелесообразно.

В итоге остались только дальномеры, датчик температуры и акселерометр (который в процессе внедрения). Они в сумме по прямым и косвенным признакам позволяют определить самые разнообразные ситуации, в которых оказываются реальные контейнеры.
Сейчас пришло в голову по поводу реальных ситуаций. Коты могут спамить датчики — довольно часто при попытке бросить мусорный пакет в контейнер оттуда выскакивают мирно кормящиеся коты.
Если бы только коты!


На такой случай нужно от датчика заметный индикатор на наружную часть контейнера вывести, чтобы не потревожить зверька.
Мигалку поярче, и батареек не жалеть. Зверьков не надо тревожить :)
Все случаи грубого отношения при эксплуатации и вандализма «в лоб» техническими средствами, увы, не решаются. Ну то есть в порядке бреда можно создать «бронированный» корпус датчика, но это экономически нецелесообразно. Тут только административные меры помогут.

Либо как в некоторых европейских странах — переход на контейнеры-«колокола». Они по форме своей идеально для установки датчиков подходит.
Отдельно добавлю про отходы продуктов — их вывоз регулируется административно, заполнения и загнивания никто ждать не должен!

Вывоз по датчикам наполненности актуален при раздельном сборе, для «нескоропортящихся» отходов.
Topor`ная работа. Красиво!
Что с тестами температурного режима? В -20 будет не только грязь, но и иней.
Ещё ионистор мог бы помочь с током.
А при резком потеплении вообще пленка воды на внутренней поверхности корпуса.
Будет, но пройдет без последствий. Спасают дренажно-вентиляционные неплотности в нужных местах корпуса :)
Topor`ная работа. Красиво!

Написано, что сделано в пакете DipTrace.
Да, ручная трассировка в Диптрейсе.
Спасибо! Это я руками в Диптрейсе так делаю. Просто ради удовольствия, без технических целей.

Иней будет, ничего не поделать. Ну есть методики, но они дорогие и не стоят результата. Просто в моменты переходной погоды будут искажены некоторые показания.

Ионистр тут даже избыточен, хватает с запасом сотни-другой микрофарад непосредственно на шине питания контроллера.
NB-IoT модули еще очень интересны в том, что оптимизированы по напряжению питания от литий-тионилхлоридных элементов, в отличие от обычных GSM модулей, рассчитанных на питание от литиевых аккумуляторов с несколько большим напряжением.
Только самое свежее поколение, и при этом всё равно надо закладываться на токи до 250 мА.

Первые же модели все были на диапазон 3,2-4,2 В, более того, и позиционировались как drop-in replacement для обычных GSM.
У нас так получилось, что довелось общаться с самыми ранними инженерными образцами. Потом с NB-IoT не работали — малое покрытие в нужных нам местах. Новые модули не изучали еще, интересно, что там за три года изменилось.
Тот же SIM7020, судя по Revision History документации, выпускается уже 2 года, а у него заявлен диапазон питания 2.1-3.6 В (правда, пик потребления даже не 250, а 500 мА, но все равно это не сравнить с GSM-овскими 2 А). Правда, живьем еге пощупать у меня руки еще так и не дошли.
Нам довелось иметь дело с инженерными образцами модулей на самой ранней стадии внедрения. Кушали они хорошо, от двух литий-тионилхлоридных элементов АА в параллельном включении работали на грани, но работали :) В боевом девайсе я бы запитал такие модули так же, как 2G сейчас — через понижающий преобразователь.

Вот видео с того мероприятия, где показывали модули: www.youtube.com/watch?v=w4y4wuSEfQI

Перед этим несколько месяцев разработки и тестирования было.
У современных NB-IoT модулей с этим все гораздо лучше — тот же SIM7020X по документации: Supply voltage range: 2.1V-3.6V. При этом еще и низкое потребление в выключенном состоянии — единицы мкА против десятков-сотни у обычных GSM, которым приходится рвать питание внешним ключем.
Да, неплохо! Но от «высоковольтного» питания нам так просто все равно не избавиться — дальномерам нужно 5В :)
Вы же все равно собирались переходить на дальномеры от STMicroelectronics. У VL53L0X и VL53L1X номинальное напряжение питания 2.8 В.
Это да, вы правы. Если новые дальномеры пройдут испытания — то можно будет избавиться от понижающих преобразователей!
Прозрачная крышка не мешает работе GP2Y0A02YK0F?

А на счет питания, я бы всё-таки попробовал поставить маленький кислотный акк.
Поликарбонат близко к дальномеру — не мешает. Проверено на одном из наших приборов (мелкосерийный, тысячи экземпляров) — все стабильно и предсказуемо, даже умеренное загрязнение или помутнение выдерживает.

Кислотный аккумулятор не подойдет. Габариты, масса, саморазряд (нас интересуют сроки автономной работы от двух до пяти лет). Литий-тионилхлорид почти идеален для таких применений. Тут мы имеем запас около 20 Вт*ч в двух элементах АА, а для свинца это что-то вроде 6В 3А*ч — массой больше полкило и размером с наш прибор в сборе.

Ребят, вы, конечно, молодцы и все такое, но все это реально обсчитать аналитикой и статистикой без всяких датчиков.

Все несколько сложнее, чем может показаться после поверхностного прочтения вашего комментария. Если вы пишите не ради красного словца, действительно разбираетесь в такого рода алгоритмах и не шутите — то было бы интересно пообщаться с вами подробнее. Напишите нашему HR на почту hr@big3.ru (если имеете возможность и желание, конечно же).
По-хорошему надо измерять не расстояние а объем. Накиданная напротив датчика кучка подаст сигнал к выгрузке.
Да, все верно. Но объем напрямую пока измерять мало у кого получается (лично я работающих приборов такого рода в руках не держал). Так что по старинке считаем объем через умножение высоты на площадь :)

С кучками, швабрами, аномальными блестящими кусочками фольги и прочими постановщиками помех до определенного предела можно бороться разнесенными на некоторое расстояния разными датчиками. Для реального повседневного использования точности хватает.
Интересно, спасибо. А поясните пожалуйста «Внедрение собственной радиосети ближнего радиуса действия для совместной работы датчиков наполненности контейнеров и телематических контроллеров на автомобилях-мусоровозах.» — какая задача будет этим решаться?
Избавление от gsm? Чай смски не бесплатны…
Хм. Одна из целей проекта то — чтобы мусоровоз приезжал когда контейнер заполнится, какой смысл снимать показания о заполнении когда он уже тут:)
Они всё равно по маршруту следуют. Во дворе многоквартирного дома несколько контейнеров всё равно окажутся заполненными. Остальные на связи.
Овчинка выделки не стоит. Водители не слепые, нет никакого смысла дублировать их глаза. Но дождемся комментария автора.
Подобным образом в США снимают показания счетчиков.
У нас параллельно с проектом по датчикам уровня ТКО существует проект по оснащению контейнеров RFID-метками (для подтверждения опорожнения контейнера). Если в контейнере уже установлен датчик уровня, то от метки можно отказаться — ее роль сыграет связавшийся с БНСО мусоровоза датчик. Так что это больше нужно не датчикам, а мусоровозам :)

Ну и датчикам тоже на пользу — все, что не было отправлено на момент коннекта с мусоровозом, можно отправить более энергоэффективным методом и сэкономить электроэнергию. В итоге данные передаются чаще, а батареек хватает на большее время автономной работы.
Можно ли такой вопрос: удручает вся эта ситуация с Шиесом и московским мусором в болотах Архангельска.
Вы что-нибудь знаете по вопросу мусороперерабатыващих/сжигающих мощностей и почему их не строят? Или строят? Но тогда зачем всё это с «технопарком Шиес»?
Вопрос важный, но увы: информацией по этой теме я обладаю не более, чем вы…
А есть возможность как то мерить объем пустого пространства/воздуха?
Как
Если измерять не с помощью ультразвука, а с помощью НЧ, разница между полным и пустым объёмом должна быть.
Разница есть, но получить из этой разницы значения достаточной точности почти невозможно из-за неоднородных акустических характеристик отходов.
Прямо «в лоб» — задача труднорешаемая, так как «непустое» пространства заполнено отходами с негарантированными физическими характеристиками.

Но в порядке бреда можно заполнять контейнер жидкостью, плотность которой ниже любого возможного материала отходов. Тогда по вытесненному отходами объему жидкости можно с неплохой точностью вычислить объем :)
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
Узкополосным излучением точно измерить не получится, так как проницаемость среды (воздуха) меняется от температуры и влажности, а проницаемость материала отходов и вовсе может быть самой разной. Слишком нестабильные условия. В лоб задача так просто не решается, увы.
Существуют СВЧ датчики и они не боятся грязи. В нашей фирме разрабатывают устройства на базе таких датчиков.
Вот это очень интересно. Напишите, пожалуйста, поподробнее. Можно здесь или в личку!
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий

Публикации