Intelligente Abfallüberwachung mit Arduino 101: BLE & WiFi-Integration

Komponenten und Zubehör

Arduino 101 (Kernboard, sendet Daten per BLE)	×	1
Seeed Base Shield V2 (vereinfacht alle Anschlüsse)	×	1
Arduino WiFi Shield 101 (für WiFi-Datenübertragung)	×	1
Arduino MKR1000 (Alternative zum WiFi Shield 101, gleichwertig nutzbar)	×	1
Ultraschallsensor HC-SR04 (aus Grove Arduino 101 Kit, jeder HC-SR04 funktioniert)	×	1
9 V Blockbatterie (Stromversorgung)	×	1
9 V Batterieclip	×	1
Steckbrücken (Sortiment)	×	1
Schiebeschalter	×	1
LED (Standard)	×	3

Benötigte Werkzeuge und Maschinen

• Heißklebepistole (Standard)
• Bohrmaschine (z. B. Bosch Handbohrmaschine)

Apps und Online-Dienste

• Arduino IDE
• Blynk App (visualisiert Projekt auf Smartphone/Tablet)

Über dieses Projekt

Einführung

Smart Garbage Monitoring System Using Internet of Things (IoT)

Wir leben in einer Zeit, in der Aufgaben und Systeme durch IoT effizienter zusammenwachsen. Mit der ganzen Macht an unseren Fingerspitzen haben wir diese Lösung entwickelt.

IoT muss eine riesige Anzahl heterogener Systeme transparent und nahtlos einbinden und Millionen von Nutzern Daten bereitstellen. Eine allgemeine IoT-Architektur zu bauen ist extrem komplex aufgrund der enormen Vielfalt an Geräten, Übertragungstechnologien und Diensten.

Ein Hauptumweltproblem ist die Feststoffabfallwirtschaft, die Gesundheit und Umwelt belastet. Erkennung, Überwachung und Management von Abfall sind zentrale Probleme unserer Zeit. Die herkömmliche manuelle Kontrolle der Mülltonnen ist mühsam, personalintensiv, zeit- und kostenaufwendig – und lässt sich mit heutiger Technik leicht vermeiden.

Unsere Lösung: Automatisiertes Abfallmanagement. Unser IoT-Müllüberwachungssystem – ein innovativer Weg, Städte sauber und gesund zu halten.

Folgen Sie der Anleitung, um Ihren Beitrag für sauberere Gemeinden, Häuser oder Umgebungen zu leisten – einen Schritt näher an besseres Leben : )

Systemüberblick

Die Idee entstand, als wir beobachteten, dass Müllwagen zweimal täglich alle Tonnen abfuhren – sehr ineffizient. Beispiel: Straße A (viel Betrieb) füllt sich schnell, Straße B ist nach zwei Tagen noch halb leer. Genau das passiert real – der „Eureka“-Moment!

Unser System gibt in Echtzeit den Füllstand jeder Tonne an. Damit lassen sich Abfuhrrouten optimieren und Kraftstoff sparen. Müllwerker können ihren Tages-/Wochenplan effizient gestalten.

Kriterien

Das Grundmodell funktioniert so:

1. Zunächst wird die Höhe des Müllbehälters eingegeben – Basis für die Füllstandsberechnung in Prozent.
2. Zwei Kriterien entscheiden, ob eine Tonne geleert werden muss:

• Füllmenge: Unser Schwellenwert (Threshold) ist 75 % (anpassbar). Unterhalb muss nicht geleert werden.
• Zeit: Füllt sich eine Tonne nur 20 % und ändert sich eine Woche nicht, fängt der Müll an zu riechen. Toleranz: 2 Tage. Ist eine Tonne < 75 %, aber älter als 2 Tage, muss sie auch geleert werden.

Die Elektronik

• Ein Ultraschallsensor (Entfernungssensor) wird an der Innenseite des Deckels montiert, mit Blick auf den Abfall. Je mehr Müll, desto kleiner die Distanz. Diese Live-Daten gehen an den Mikrocontroller.
• Der Arduino 101 verarbeitet die Daten und sendet sie per WiFi an eine App.
• Die App visualisiert den Füllstand mit einer kleinen Animation.

So werden alle Tonnen angezeigt, die Aufmerksamkeit brauchen – der Nutzer wählt die effizienteste Route.

Über uns

Alle Projekte veröffentlichen wir auf Instructables (Entdecken, Dokumentieren, Teilen). YouTube-Kanal abonnieren, Instagram folgen. Unterstützung auf Patreon. Arbeitsanfragen: technovationrobot@gmail.com

Materialien

Hardware:

• Grove Base Shield v2
• Arduino 101
• 9 V Blockbatterie (Gearbest) – versorgt das Arduino-Board
• Kunststoffbehälter (Gearbest) – altes Gefäß, in das alle Komponenten passen; wasserdicht, leicht zugänglich
• Ultraschallsensor (Gearbest) – misst Distanz, am Deckel befestigt, zeigt Müllmenge an; Kernkomponente
• Steckbrücken (Gearbest)
• Arduino MKR1000 (Amazon) – neuester Mikrocontroller mit vorinstallierten WiFi-Bibliotheken
• Weiße Sprühfarbe – macht aus der Box ein professionelles Produkt

Werkzeuge:

• Elektrobohrmaschine (Gearbest)
• Heißklebepistole (Gearbest)

Software:

• Arduino IDE
• Blynk – Android-App für Kommunikation mit WiFi-Mikrocontrollern

Kurzer Hinweis zu Gearbest: Günstig, gute Qualität, speziell für Hobbyisten – sehr empfehlenswert!

Modell bauen

Einen kleinen Kunststoffbehälter suchen, in den alle Komponenten passen.

Deckel abnehmen, die beiden „Augen“ des Ultraschallsensors anzeichnen (Seite, die zum Boden der Tonne zeigt).

Größten Bohrer nutzen (hier 10 mm), Löcher bohren. Falls noch zu klein, leicht feilen bis Sensor bündig sitzt.

Lackieren

Wir wählten Weiß – Farbe frei wählbar. Zwei Schichten innen und außen, Deckel nicht vergessen. Hinweis: Dämpfe giftig – im Freien lackieren!

Ultraschallsensor befestigen

Sensor eindrücken, mit Heißkleber fixieren. Schlitz für Schalter fräsen, alles einpassen.

Die Schaltung

Base Shield auf Arduino 101 stecken, Ultraschallsensor an Pin D6 anschließen.

Gehäuse schließen

Alle Komponenten sorgfältig einbauen, Box verschließen.

Test an einer Hausmülltonne: Doppelseitiges Klebeband auf Deckel kleben, System aufsetzen – Sensor muss nach unten schauen.

Einführung in die Blynk-App

Internetverbindung über die vorgefertigte Plattform Blynk (Google Play Store). Unzählige Beispiele in Arduino IDE: Datei → Beispiele → Blynk.

Link zur Blynk-App: https://play.google.com/store/apps/details?id=cc.

App und Code einrichten

Für Arduino 101 Treiber installieren: Arduino IDE → Werkzeuge → Board → Boardverwalter → „intel curie boards“ suchen, passende Version installieren.

Bibliotheken über Sketch → Bibliothek einbinden → Bibliotheken verwalten installieren: WiFi101, Blynk, Ultrasonic.

Testen

In der Blynk-App eine kleine Darstellung mit 3 LEDs für den Füllstand erstellen. Board: Arduino 101, Verbindungstyp: BLE (nicht Bluetooth!).

Per E-Mail kommt der „Auth Token“, der in den Code eingetragen werden muss (im Code markiert).

Ergebnisse!

Das Konzept funktioniert! Screenshots beim Befüllen der Testtonne:

Drei LEDs vertikal angeordnet: Grün (0–25 %), Orange (25–65 %), Rot (65–100 %).

Bei 10 % Müll leuchtet nur Grün. Bei 50 % Grün + Orange. Bei 100 % alle drei LEDs – und ein Lächeln! Modell funktioniert : )

Schritt 14: GPS

WICHTIG: Dieser Schritt wurde nicht real umgesetzt, da dafür mind. 20 Modelle für städtische Mülltonnen nötig gewesen wären – zu teuer. Wir skizzieren nur die Idee, die in Simulationen korrekte kürzeste Routen lieferte.

Plan: Fusion mit Google Maps. Manuell GPS-Koordinaten jeder Tonne erfassen, in Google Maps speichern. Im System statt einer LED pro Tonne eine LED (z. B. 20 Stück).

Morgens öffnet der Fahrer Blynk, sieht alle vollen Tonnen, wählt sie an (jeweils mit eigener Nummer) und generiert die kürzeste, effizienteste Route!

Weitreichende Einsatzmöglichkeiten

Nach dem Selbstbau wurde klar, wie breit dieses System nutzbar ist – aus einer mühsamen Aufgabe wird ein effizienter Prozess. Auswirkungen auf Stadt/Land groß, hoffentlich zukünftig implementiert. Aber auch individuell: Wohnanlage, Apartmentkomplex, einzelnes Haus – alle profitieren von diesem IoT-Tool!

Schritt 16: Komplikationen

Einige Herausforderungen bei Skalierung:

• Ultraschallsensor muss korrekt platziert sein. Häuft sich Müll in der Mitte, liefert der Sensor irreführende Daten.
• Flüssigkeiten/Wasser im Müll: Elektronik und Software müssen wasserdicht sein.
• Größtes Problem: Verfügbarkeit von 3G/4G-Mobilfunknetzen. Unser Heimmodell umging das per WiFi. Das ist das Hauptproblem – aber in wenigen Jahren wird wohl überall Internet sein.

Fazit

Das Projekt ist vielversprechend, braucht aber kleine Anpassungen (s. o.). Eure Versionen, Vorschläge, Ideen willkommen – in die Kommentare damit!

Viel Spaß beim Nachbauen, weiter an Ideen arbeiten, die Leben und Umwelt verbessern. Liken, Teilen, Abonnieren – damit ihr das nächste Projekt nicht verpasst.

HAPPY MAKING : )

Beliebte Projekte

Wenn euch unsere Projekte gefallen, schaut euch diese an:

• Video ansehen für vollen Genuss: HIER Video anschauen
• Cubex der Sensorsafe: HIER anschauen
• Und viele mehr auf Technovation – folgt uns!

Code

IoT Müllüberwachungs-App

Zeigt Echtzeit-Füllstand mit 3 vertikalen LEDs in der Blynk-App: Grün 0–25 %, Orange 25–60 %, Rot 60–100 %.

#define BLYNK_PRINT Serial
#include <BlynkSimpleCurieBLE.h>
#include <CurieBLE.h>
#include <Ultrasonic.h>

// Auth Token aus Blynk App (Projekteinstellungen → Mutter-Symbol)
char auth[] = "8b7229b2c3ec4b999eca6781903a208d";

BLEPeripheral blePeripheral;
WidgetLED green(V1);
WidgetLED orange(V2);
WidgetLED red(V3);

Ultrasonic ultrasonic(7);
int distance = 0;
int thresh[3] = {20, 12, 4}; // Schwellenwerte in cm (Beispiel)

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  delay(1000);
  blePeripheral.setLocalName("garbage");
  blePeripheral.setDeviceName("garbage");
  blePeripheral.setAppearance(384);
  Blynk.begin(blePeripheral, auth);
  blePeripheral.begin();
  Serial.println("Waiting for connections...");
}

void loop() {
  distance = ultrasonic.distanceRead();
  Serial.print(distance);
  Blynk.run();

  if (distance <= thresh[0] && distance >= thresh[1] && distance >= thresh[2]) {
    green.on(); orange.off(); red.off(); Serial.println(1);
  } else if (distance <= thresh[0] && distance <= thresh[1] && distance >= thresh[2]) {
    green.on(); orange.on(); red.off(); Serial.println(2);
  } else if (distance <= thresh[0] && distance <= thresh[1] && distance <= thresh[2]) {
    green.on(); orange.on(); red.on(); Serial.println(3);
  } else {
    green.off(); orange.off(); red.off(); Serial.println(0);
  }
  delay(100);
}

Schaltpläne

Base Shield V2 auf Arduino 101, Ultraschallsensor an Slot/Pin D6. Fritzing-Diagramm für Aufbau ohne Shield: