Transcript NXT智慧型資源回收桶

NXT智慧型資源回收桶
指導教授:施弼耀
學生:李庚鴻 吳庭羽 陳冠宇
研究目的與背景
臺灣地區近年來由於經濟的快速發展及國人消費能力的提高，使得各類活動所產生的事業廢棄物數量劇增，組成亦日趨複雜，其中尚含有可回收再利用之資源物質。為求環境之永續經營
與發展，資源回收、垃圾減量乃為減少資源浪費、美化生活環境的積極作法。根據統計在丟棄的垃圾裡有四成以上可以回收再利用的資源，經過回收再利用處理之後可以重複利用，例如：
寶特瓶、鐵鋁罐、塑膠瓶、廢玻璃、利樂包與廢紙等。如果社區能妥善處理這些資源垃圾不僅可以使垃圾減量，同時可以將資源垃圾售獲出得資金，供社區運用。其研究目的為增加國內資
源回收率以減少垃圾量，並促進資源永續利用，同時減少人力回收成本，促進日後將資源回收作業自動化。
研究方法與步驟
1.建立研究方向與動機
為增加國內資源回收率與推動回收自動化，故開發智慧型資源回收桶。
2.文獻蒐集與分析
蒐集整理國內現有之相關文獻及技術報告等，瞭解智慧型資源回收之運作原理與感測方式、以及應用實績，以利後續分析。
3.了解各種感測器的作用與程式語言
參考NXT使用說明，使用聲音感測器以及超音波感測器，主要目的是感測音量與偵測距離並計算距離差。
NXC為Not exactly C的縮寫，為開發LEGO NXT套件的程式語言，類似C語言，並使用Brick Command Center開發環境編寫程式。
4.收集實驗樣本
各種回收物:鐵罐、鋁罐、紙盒、圓形紙罐、寶特瓶、鋁箔包，並觀察其特徵。
5.依據實驗樣本特質，繪製結構設計圖
先了解實驗樣本的特性，歸納出結果，再依照結果繪製設計圖。
6.依設計圖製作，並解決實務上所遇到的問題，完成設計
在製作過程中，可能與理想中有出入，必要時甚至必須改變設計，但同時又會影響到其他原本設計的部份，必須以不影響流程進行為原則作修改。
7.效能測試與分析
將測試結果整離於表中，並針對部分敏感度較差之樣本提出問題分析，並歸納出整體問題與整體效能。
8.問題改進與檢討
歸納出問題所在，分析問題產生原因，並提出具體解決方法。
9.提出結論
研究成果與績效
在功能上主要將回收物分類成鐵罐、鋁罐、紙類以及寶特瓶四大類。在製作原理方面，首創以聲音區分金屬及非金屬，以重量辨識鐵罐及鋁罐，以形狀以及摩擦力辨識寶特瓶及紙類。
1.整體大小，長70公分，寬50公分，高60公分，約有70 X 50 X 24 立方公分的空間容納垃圾，並分成4個相同大小的容器容納不同類的垃圾，每個容器約可容納20個寶特瓶，整體空間使用
率40%。
2.操作方式，將垃圾橫向投入洞口，使感測器做出正確的判斷，其中寶特瓶瓶口必須朝向箭頭方向。
3.分類原理及流程
經聲音感應器判
斷
鐵罐 鋁罐 紙盒 鋁箔包 圓紙罐 寶特瓶
音量大於一定程
度
金屬(鐵罐 鋁罐)
音量小於一定程
度
重量大於一定程
度
鐵罐
重量小於一定程
度
鋁罐
經鐵鋁分類機構辨識
非金屬(紙盒 鋁箔包 圓紙罐 寶特瓶)
經兩組超音波感測器計算出距離
差
超音波感測器無偵測到物體
寶特瓶
超音波感測器有偵測到物體
紙盒
距離差大
距離差小
圓紙罐 紙盒 鋁箔包
紙類
結論與未來展望
本研究為國內外少數以LEGO NXT套件研發自動垃圾分類系統，目前尚處於實驗階段，並嘗試應用於實際生活當中。秉持挑戰與創新之精神，
開創NXT應用於生活上的新價值。在結構設計上為力求簡潔並達大最大效益，未來希望能增加一般垃圾之辨識功能，辨識為非資源回收物時，
自動分類至一般垃圾。同時也希望透過結構及感測器之改良，在一次投入多種垃圾之情況下，仍能將每個垃圾做出正確分類，並增加垃圾滿
溢感測，提示使用者垃圾桶已滿，使垃圾分類向自動化邁進。期望本研究在不斷改良下，能更臻完美，以期有朝一日能真正應用於人類的生
活當中。