توصيفگر ها :
بازيافت , مواد ترموپلاستيك , صرفه جويي , پردازش تصوير , مكانيزم جداساز , برنامه نويسي , ميزان نور , زاويه ديد دوربين
چكيده فارسي :
مواد زائد حاصل از فعاليت¬هاي انسان به طور مستقيم يا غير مستقيم در بخش¬هاي صنعتي، تجاري، كشاورزي، خدماتي، اداري و خانگي مي¬توانند وارد محيط زيست شوند و آلودگي¬هاي زيست محيطي را ايجاد كنند. حجم جهاني مواد پلاستيكي از 260 ميليون تن در در سال 2016 به 460 ميليون تن در سال، تا سال 2030 افزايش خواهد يافت. اﻫﻤﯿﺖ ﮐﺎﻫﺶ ﺗﻮﻟﯿﺪ زﺑﺎﻟﻪ از اﯾﻦﺟﻬـﺖ اﺳـﺖ كه ﺳﺒﺐ ﮐﺎﻫﺶ ﻓﺸﺎر اﻋﻤﺎل ﺷﺪه ﺑﺮ اﮐﻮﺳﯿﺴﺘﻢ ﻃﺒﯿﻌﯽ ﻣﯽﺷﻮد و ﺑﻪ ذﺧﯿﺮه ﻫﺰﯾﻨﻪﻫﺎي ﺣﺎﺻﻞ از ﺗﻮﻟﯿﺪ ﻣﻮاد اوﻟﯿﻪ ﺑﺎزﯾﺎﻓﺖ، ﻣﺪﯾﺮﯾﺖ ﭘﺴﻤﺎﻧﺪ و ﺻﺮﻓﻪﺟﻮﯾﯽ در ﻣﺼﺮف اﻧﺮژي ﻣﻨﺠﺮ مي¬شود. راﻫﮑﺎري ﮐﻪ ﺑﺮاي ﻣﻘﺎﺑﻠﻪ ﺑﺎ ﺑﺤﺮان ازدﯾﺎد زﺑﺎﻟﻪ ﻣﻄﺮح اﺳﺖ، ﺑﺎزﯾﺎﻓﺖ اﺳﺖ. ﺑﺎزﯾﺎﻓﺖ ﻣﻬﻢﺗﺮﯾﻦ ﻣﻔﻬﻮم در ﻣﺪﯾﺮﯾﺖ ﭘﺴﻤﺎﻧﺪ اﺳﺖ. جهت جداسازي مواد بازيافتي روش¬هايي همچون استفاده از انواع حسگرها نظير حسگر نزديكي القايي جهت شناسايي فلزات و حسگر ظرفيت خازني جهت شناسايي پلاستيك و شيشه مطرح است. اين روش¬هاي شناسايي داراي محدوديت-هايي نظير حداكثر ميزان فاصله تشخيص ماده بازيافتي و عدم عملكرد مناسب در شرايط گرد، غبار و آلودگي را دارا مي¬باشند. در اين پژوهش به طراحي و ساخت مكانيزم جداساز مواد بازيافتي ترموپلاستيكي PET و PP با روش پردازش تصوير پرداخته شده است. تشخيص و شناسايي مواد بازيافتي ترموپلاستيكي PET و PP با استفاده از روش پردازش تصوير توسط تيم تحقيقاتي ديگري انجام خواهد شد. طراحي و ساخت مكانيزم جداساز شامل بدنه دستگاه، سيستم انتقال قدرت و نوار نقاله، استفاده از عملگر پنوماتيكي و حسگر آلتراسونيك، جانمايي و اتصال قطعات مورد نياز به بدنه دستگاه و برنامه¬نويسي مربوطه از كارهاي انجام شده در اين پژوهش است. در قسمت برنامه¬نويسي، برنامه¬نويسي¬هاي مربوط به ميكروكنترلر و ارتباط آن با دوربين و نرم افزار متلب، استفاده از روش كلاك جهت راه-اندازي موتور محرك دستگاه و برنامه¬نويسي ساير قسمت¬ها نظير راه¬اندازي عملگر پنوماتيكي و حسگر آلتراسونيك مورد بررسي قرار مي¬گيرد. هم¬چنين شرايط موثر بر ميزان تشخيص و شناسايي مواد بازيافتي نظير ميزان و شدت نور، سرعت حركت نوار نقاله، موقعيت قرارگيري دوربين و زاويه ديدآن و ساير شرايط مورد بررسي قرار مي¬گيرد تا بيشترين ميزان دقت شناسايي مواد بازيافتي با سرعت مطلوب حاصل شود. با توجه به داده¬هاي حاصل شده در اين پروژه شرايط نور از لحاظ ميزان و شدت تابش بايد كاملا كنترل شده باشد تا شرايط شناسايي و تشخيص مواد بازيافتي دچار مشكل نشود. براي اين منظور استفاده از منبع نور، استفاده از پوشش پلاستيكي و محصوركردن سازه دستگاه با آن باعث بهبود شرايط تشخيص و شناسايي مواد بازيافتي مي¬شود. استفاده از دوربين در قسمت مياني دستگاه باعث بهبود شرايط تشخيص مي¬شود، ولي به¬طور كلي استفاده از دو دوربين در قسمت¬هاي بالاي دستگاه و قسمت مياني دستگاه پيشنهاد مي¬شود. در پايان هم يك مدل جامع جداسازي مواد بازيافتي جهت به¬كارگيري در بازيافت شهري پيشنهاد مي¬شود.
چكيده انگليسي :
Waste from human activities can enter the environment directly or indirectly in the industrial, commercial, agricultural, service, office and household sectors and cause environmental pollution. The global volume of plastics will increase from 260 million tons in 2016 to 460 million tons per year by 2030. The importance of reduction in waste production is due to the reduction of pressure on the natural ecosystems and leads to reduction of the costs of required materials, waste management, and saving energy consumption. Recycling is the solution of dealing with waste accumulation crisis. Recycling is the most important concept in waste management. In order to separate recycled materials, different types of sensors, such as induction proximity sensor for detection of metals and capacitive capacity sensor to identify plastics and glass are proposed. These detection methods have limitations such as the maximum detection distance of the recycled material and the lack of proper performance in dusty and contaminated conditions. In this research, a mechanism of separation of PET and PP thermoplastic recycled materials by image processing method has been designed and manufactured. Detection and identification of PET and PP thermoplastic recycled materials was performed by another research team using image processing method. Design and construction of the separation mechanism including the body of the device, power transmission system and conveyor belt, use of pneumatic actuator and ultrasonic sensor, location and connection of required parts to the body of the device and related programming of the work were done in this research. In the programming section, programming related to the microcontroller and its connection with the camera and MATLAB software, using the clock method to start the drive motor of the device and programming other parts such as launching the pneumatic actuator and the ultrasonic sensor were tested. Also, the conditions affecting the detection and identification of recycled materials such as the amount and intensity of light, the speed of movement of the conveyor, the position of the camera and its viewing angle and other conditions were examined to achieve the highest accuracy of identifying recycled materials at the desired speed. According to the data obtained in this project, the light conditions in terms of the amount and intensity of radiation should be completely controlled so that the conditions for identification and detection of recycled materials were not difficult. It was concluded that using of light source, using of plastic cover and enclosing the structure of the device improves the conditions for detection and identification of recycled materials. Using the
camera in the middle of the device improves the detection conditions, but it is generally recommended to use two cameras in the upper part of the device and in the middle of the device. Finally, a comprehensive model for the separation of recycled materials for use in urban recycling was proposed.
