![\"\"](\"https:\/\/willem.aandewiel.nl\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/Afval-a.jpg\")
<\/a><\/figure>\n<\/div>\n\n\nJelmer vroeg mij of ik mee wilde werken aan dit project. Omdat we al vaker samen aan projecten hebben gewerkt en omdat dat altijd leuk en leerzaam is, heb ik natuurlijk ingestemd!<\/p>\n\n\n\n
Uiteindelijk is het \u00e9\u00e9n van de grootste projecten geworden waar ik de afgelopen jaren aan heb gewerkt. Zowel qua doorlooptijd als ook qua kosten. <\/p>\n\n\n\n
Globaal bestaat het project uit drie delen. <\/p>\n\n\n\n
- Het bestaande Container Management Systeem van de opdrachtgever <\/li>
- De bestaande Controller (met GSM connectivity) van de opdrachtgever<\/li>
- Het (door ons te ontwikkelen) Detectie Systeem<\/li><\/ul>\n\n\n\n
Functionele Eisen<\/strong><\/p>\n\n\n\n
Het Detectie Systeem krijgt periodiek opdracht van de Controller om te \u201ckijken\u201d of er afval bij de container is bijgezet. Zo \u201cja\u201d dan geeft hij dat door aan de Controller die het, via het GSM netwerk over internet doorgeeft aan het Container Management Systeem (CMS) van de containerbouwer (opdrachtgever).<\/p>\n\n\n
\n![\"\"](\"https:\/\/willem.aandewiel.nl\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/ZDD-Concept-1-1024x725.jpg\")
<\/a><\/figure>\n<\/div>\n\n\nTechnische Eisen<\/strong><\/p>\n\n\n\n
In iedere container zit een accu die de energie voor de trommelmotor en de Controller (met kaartlezer) verzorgt. Vaak heeft de container ook een zonnepaneel om de energievoorraad van de accu aan te vullen. Maar het mag duidelijk zijn dat het energie verbruik, om het Detectie Systeem te laten werken, minimaal moet zijn.
De communicatie tussen de Controller en de Detectie Module loopt via een RS485 bus.<\/p>\n\n\n\nOp zich dus redelijk overzichtelijk.<\/p>\n\n\n\n
Afgesproken wordt dat de al in de containers aanwezige Controller van de opdrachtgever, die ook al gebruikt wordt voor communicatie met het bestaande CMS, door de opdrachtgever geschikt wordt gemaakt voor onze Detectie Module en dat de Detectie Module de Controller van de opdrachtgever zal gebruiken voor het doorgeven van de status van de sensoren. Wij kunnen ons dan volledig concentreren op het afvaldetectie systeem.<\/p>\n\n\n\n
Uiteraard hebben we alle functionele- en technische-eisen plus alle deliverables, go-no-go momenten, risico\u2019s, randvoorwaarden en kosten in een projectplan vastgelegd.<\/p>\n\n\n
\n![\"\"](\"https:\/\/willem.aandewiel.nl\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/Screenshot-2022-09-16-at-10.27.01.png\")
<\/figure>\n<\/div>\n\n\nSensor Selectie<\/h2>\n\n\n\n
Om te beginnen moesten we uitzoeken welke typen sensoren geschikt zijn om betrouwbaar objecten in de nabijheid van een afvalcontainer te detecteren. <\/p>\n\n\n\n
Lidar<\/h3>\n\n\n\n
Een eerste type sensor dat we probeerden waren Lidar<\/a><\/strong> sensoren. Deze detecteren door middel van een laserreflectie \u00f3f er een object in zicht ligt en hoe ver (of dichtbij) dat object zich van de afvalcontainer bevindt.<\/p>\n\n\n
\n![\"\"](\"https:\/\/willem.aandewiel.nl\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/LiDar-Time_of_flight.png\")
<\/figure>\n<\/div>\n\n\nDe tests met Lidar waren hoopgevend, maar Lidar blijkt in (fel) zonlicht minder betrouwbaar te werken omdat de zon ook licht in het spectrum van Lidar uitzendt en zodoende de werking nadelig be\u00efnvloedt. Ook de beperkte spreiding van de lichtbundel maakt Lidar ongeschikt voor ons doel. <\/p>\n\n\n\n
Radar<\/h3>\n\n\n\n
Als tweede sensor type hebben we RaDAR<\/a> (Ra<\/strong>dio D<\/strong>etectie A<\/strong>nd R<\/strong>anging)<\/strong> sensoren getest. Uit onze tests bleek dat deze sensoren wel heel gevoelig zijn voor het detecteren van beweging maar ze verliezen stationaire objecten al snel uit het oog. Daarbij komt dat de volledig uit metaal bestaande afvalcontainers de werking van de sensoren nadelig be\u00efnvloedt.<\/p>\n\n\n
\n![\"\"](\"https:\/\/willem.aandewiel.nl\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/Radar_Principle.png\")
<\/figure>\n<\/div>\n\n\nCamera<\/h3>\n\n\n\n
De mogelijkheid om gebruik te maken van camera\u2019s en AI wordt door een potenti\u00eble klant (Omrin) verworpen vanwege privacy wetgeving.<\/p>\n\n\n\n
Ultrasoon<\/h3>\n\n\n\n
Het vierde type sensor waar we mee zijn gaan testen waren Ultrasone<\/a> sensoren. De ultrasone sensoren bestaan, globaal, uit twee uitvoeringen.
De eerste variant maakt gebruik van een zogenaamde transducer <\/em>die zowel als luidspreker <\/em>(zender) als ook als microfoon <\/em>(ontvanger) werkt.<\/p>\n\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/willem.aandewiel.nl\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/Ultrasonic-Sensor-1.png\")
<\/figure>\n<\/div>\n\n\nDe tweede variant maakt gebruik van een aparte luidspreker (zender) en microfoon (ontvanger). <\/p>\n\n\n
\n![\"\"](\"https:\/\/willem.aandewiel.nl\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/Ultrasonic-Sensor-2.png\")
<\/figure>\n<\/div>\n\n\nDoor middel van een complexe elektronische schakeling wordt geschakeld tussen het zenden en het ontvangen. Het verzonden signaal wordt weerkaatst door objecten die in de line of sight <\/em>van de zender staan en opgevangen worden door de microfoon. Met behulp van de tijd die verstrijkt tussen het zenden en ontvangen \u00e9n de snelheid van het geluid in lucht kan de afstand tussen de sensor en het object worden berekend.<\/p>\n\n\n
\n![\"\"](\"https:\/\/willem.aandewiel.nl\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/Distance-Time-Calculation.png\")
<\/a><\/figure>\n<\/div>\n\n\nUit tests bleek dat dit type sensor, mits een waterdichte uitvoering wordt gebruikt, uitermate geschikt is om betrouwbaar zwerfafval rond de afvalcontainer te kunnen detecteren.<\/p>\n\n\n\n
Om bovenstaande reden hebben we met dit type sensoren een ontwerp gemaakt dat voldeed aan alle door de opdrachtgever gestelde eisen.<\/p>\n\n\n
\n![\"\"](\"https:\/\/willem.aandewiel.nl\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/ZDD-Schematics.png\")
<\/a><\/figure>\n<\/div>\n\n\nWe hebben een dummy \u201ccontainer<\/em>\u201d gemaakt met, conform ons projectplan, ons prototype Detectie Module om het proof of concept<\/em> aan de opdrachtgever te demonstreren die de opdrachtgever vervolgens aan Omrin kan demonstreren. <\/p>\n\n\n\n
Waarschijnlijk omdat de opdrachtgever nog geen tijd heeft gehad om zijn CMS geschikt te maken voor onze Detectie Module, worden de functionele- en technische-eisen op het laatste moment aangepast en moeten we in korte tijd \u00f3\u00f3k een systeem ontwikkelen waarmee we \u201cstand alone\u201d de detectie \u00e9n het signaleren op een telefoon (via WiFi) kunnen demonstreren.<\/p>\n\n\n\n
\n ![\"\"](\"https:\/\/willem.aandewiel.nl\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/ZDD-POC-B-1024x768.jpg\")
<\/figure>\n\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/willem.aandewiel.nl\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/ZDD-POC-A-1024x768.jpg\")
<\/figure>\n<\/figure>\n\n\n\nNa de geslaagde demonstratie van ons \u201cproof of concept<\/em>\u201c blijkt dat de opdrachtgever helemaal geen \u201copdrachtgever<\/em>\u201d wil zijn maar dat, in tegenstelling tot eerdere afspraken, eMails en toezeggingen, van ons wordt verwacht dat wij de ontwikkeling uit eigen zak betalen. <\/p>\n\n\n\n
Mocht het systeem goed werken dan zullen wij immers meeliften met het succes van de containerbouwer, want er staan in Nederland globaal 80.000 afvalcontainers en alle Gemeenten in Nederland (en daar buiten) zijn op zoek naar zo\u2019n zwerfafval detectie systeem…<\/p>\n\n\n\n
Na intern beraad hebben Jelmer en ik besloten om inderdaad, voor eigen rekening, het systeem verder te ontwikkelen. Om het systeem algemener te maken hebben we wel besloten om naast de Zwerfafval Detectie Module<\/strong><\/em> \u00f3\u00f3k een eigen GSM Communicatie Module<\/strong><\/em>, een Portal<\/em><\/strong> op een Externe Server<\/em> (gehost bij AWS) \u00e9n een telefoon app<\/strong><\/em> die van de Externe Server<\/em> meldingen krijgt zodra er naast een container afval wordt neergezet, te ontwikkelen.<\/p>\n\n\n\n
Met de containerbouwer hebben we afgesproken dat hij, zodra we een werkend systeem kunnen leveren, een factuur zal ontvangen voor het verkrijgen van \u00e9\u00e9n unit die hij bij zijn klant (Omrin) kan plaatsen en vervolgens nog een factuur voor een tweede unit waarmee onze gemaakte kosten, min-of-meer<\/em>, worden gedekt.<\/p>\n\n\n\n
De Oplossing<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
Om energie te besparen worden de sensoren alleen van spanning voorzien als ze ook daadwerkelijk een meting moeten doen. Daarvoor worden de sensoren ieder gevoed vanuit een eigen High-Side switch. Om zogenaamde \u201cfalse positives<\/em>\u201d te voorkomen wordt een detectie pas gemeld als deze in twee achtereenvolgende cycli aanwezig is. De Micro Controller wordt periodiek wakker uit deep-sleep<\/em>, leest \u00e9\u00e9n voor \u00e9\u00e9n alle sensoren uit, analyseert de nieuwe en oude situatie, meldt de status eventueel aan de Communicatie Module en gaat weer slapen.<\/p>\n\n\n
\n![\"\"](\"https:\/\/willem.aandewiel.nl\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/ZDD-ENERGY.jpg\")
<\/a>Energieverbruik per scan<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n E\u00e9n keer per uur (zodat het Portal “weet<\/em>” dat de container nog actief is) \u00f3f als de status zodanig is veranderd dat deze aan het Portal moet worden gemeld, wordt de Communicatie Module wakker gemaakt en wordt een JSON bericht met status informatie naar het Portal gestuurd. Hierdoor kan het energieverbruik tot een minimum worden beperkt (zie bovenstaande afbeelding). <\/p>\n\n\n\n
{\n \"ID\":253706,\n \"Name\":\"AH Midstraat\",\n \"Lv\":72,\"La\":80,\"Al\":76,\"Ar\":999,\"Ra\":999,\"Rv\":999,\n \"Vbat\":\"10.9\",\"pwr\":\"21.70\",\n \"nrScans\":21356,\n \"ts\":\"2022-04-23 17:49:55\"\n}<\/code><\/pre>\n\n\n\nIn het JSON bericht staan achtereenvolgend:<\/p>\n\n\n\n
- Het unieke ID van de Communicatie Module<\/li>
- De Naam (omschrijving) van deze container<\/li>
- De gemeten afstand tussen de verschillende sensoren en een object<\/li>
- De accu spanning van de container<\/li>
- Het verbruik in mA\/h (deze wordt sterk be\u00efnvloed door het aantal scans per uur)<\/li>
- Het aantal door de Detectie Module uitgevoerde scans<\/li>
- De datum en tijd van de laatste scan<\/li><\/ul>\n\n\n\n
Na het ontvangen van het JSON bericht zal de server een JSON bericht naar de Communicatie Module sturen met daarin de gewenste interval en per sensor hoe ver hij moet “kijken” om vast te stellen dat er een object in zijn zicht is bijgezet (soms staat er bijvoorbeeld een lantarenpaal of muurtje dichtbij de container. In dat geval wil je dat de sensor alleen kijkt tot vlak voor die lantarenpaal of dat muurtje en deze objecten niet als bijzet meldt). <\/p>\n\n\n\n
\n ![\"\"](\"https:\/\/willem.aandewiel.nl\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/ZDDportal-b.png\")
<\/a><\/figure>\n\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/willem.aandewiel.nl\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/ZDDportal-a-1024x630.png\")
<\/a><\/figure>\n<\/figure>\n\n\n\nIn maart 2022 is Omrin een proef gestart met ons detectie systeem. <\/p>\n\n\n
\n![\"\"](\"https:\/\/willem.aandewiel.nl\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/KrantenArtikel.png\")
<\/a>Klik op de afbeelding voor het hele artikel<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n Helaas hebben we daarna niets meer van de containerbouwer gehoord. Hij heeft de factuur voor \u00e9\u00e9n systeem betaald, maar dat was op geen stukken na voldoende om de door ons gemaakte, kosten te compenseren (om nog maar te zwijgen over de ge\u00efnvesteerde tijd).<\/p>\n\n\n\n
In juni 2022 hebben we ons systeem (Detectie Module<\/em> en Communicatie Module<\/em>) uit de demonstratiecontainer van Omrin verwijderd.<\/p>\n\n\n\n
Al met al was het een leerzaam en technisch uitdagend project.<\/p>\n\n\n\n
Jammer dat het op niets is uitgelopen.<\/p>\n\n\n\n
\n ![\"Prototype\"](\"https:\/\/willem.aandewiel.nl\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/ZDD-POC-3-1024x768.jpg\")
<\/a>Prototype<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n ![\"Prototype\"](\"https:\/\/willem.aandewiel.nl\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/ZDD-POC-6-1024x768.jpg\")
<\/a>Prototype<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n ![\"Proof](\"https:\/\/willem.aandewiel.nl\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/ADD-Cntrl-b.jpg\")
<\/a>Proof of Concept<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n ![\"Proof](\"https:\/\/willem.aandewiel.nl\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/ADD-Cntrl-a-1024x724.jpg\")
<\/a>Proof of Concept<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n ![\"Communicatie](\"https:\/\/willem.aandewiel.nl\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/CommMod-Side.png\")
<\/a>Communicatie Module<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n ![\"Communicatie](\"https:\/\/willem.aandewiel.nl\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/CommMod-top.png\")
<\/a>Communicatie Module<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n ![\"Detectie](\"https:\/\/willem.aandewiel.nl\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/DetMod-side.png\")
<\/a>Detectie Module<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n ![\"Detectie](\"https:\/\/willem.aandewiel.nl\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/DetMod-side2.png\")
<\/a>Detectie Module<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n ![\"Detectie](\"https:\/\/willem.aandewiel.nl\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/DetMod-top.png\")
<\/a>Detectie Module<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n ![\"PCB](\"https:\/\/willem.aandewiel.nl\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/ZDD-PCB-1024x865.jpg\")
<\/a>PCB Detectie Module<\/figcaption><\/figure>\n<\/figure>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" This post has 4,161 keer bekeken \/ views In 2020 kreeg een vriend van mij (Jelmer de Jong) het verzoek van een Afval Container Bouwer uit Friesland om voor hen een systeem te ontwikkelen waarmee zwerfafval rond ondergrondse afvalcontainers kan … Continue reading