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캡스톤디자인경진대회

캡스톤디자인이란 1~2학년 동안 배운 전공 교과목 및 이론 등을 바탕으로, 산업체(또는 사회)가 필요로 하는 과제를 대상으로 3학년 이상 학생들이 스스로 기획과 종합적인 문제해결을 통해 창의성과 실무능력, 팀워크, 리더십을 배양하도록 지원하는 정규교과목입니다

은상

■ 캡스톤디자인경진대회 ■

태양광을 이용한 쓰레기통 관리 시스템

쓰레쉬 / 신재생에너지공학(종합설계)

전자공학과

지도교수

박재훈

학부명

과제 목적

우리는 길을 지나가다가 담배꽁초를 잘못 버려 화재가 발생한 쓰레기통을 자주 볼 수 있었습니다. 또한, 학교 시험기간에 열람실에서 공부를 하다가 잠시 나오면서 보이는 쓰레기통은 가득 차서 주변에 일회용 용기가 널브러져 있는 모습을 자주 보았습니다. 만약 쓰레기통이 이러한 상황을 인지하고 신호만 준다면 사람이 충분히 대처할 수 있는 현상들이라고 생각합니다. 만약 이를 인지하는 장치를 설치했을 때, 전원 공급을 위해 배터리나 유선으로 배선 작업을 시행해야 합니다. 배터리로 공급한다면 자주 갈아줘야 하는 불편함이 있고, 유선으로 배선 작업을 한다면 쓰레기통 설치 대수마다 비용 부담이 크기 때문에 신재생에너지 중에 하나인 태양광 에너지를 이용하는 방법을 선택했습니다. 그렇게 하여 태양광 에너지를 이용하여 쓰레기통이 화재가 발생하거나 쓰레기의 양을 측정할 수 있는 시스템을 만들게 되었습니다.

과제 내용

이번에 코로나19바이러스 때문에, 대면 회의를 진행하기 어려운 상황이라 각자 집에서 혼자 만들어보기로 했습니다. 장치의 동작에 대해 간략하게 설명하면 우선 아두이노를 이용하여 뚜껑을 제어하기 위해 서보모터를 사용했고, 쓰레기의 양을 판단할 수 있게 초음파 센서를 이용했습니다. 이를 시각적으로 표현해 주기 위해 양에 따라 LED 색을 달리했고, 화재 경보를 위해 화재 센서와 버저를 설치했습니다. 만약 화재가 발생한다면 버저 소리와 함께 빨간색 LED가 점등됩니다. 쓰레기를 충분히 넣을 수 있는 양이면 초록색 중간이면 노란색, 그리고 다 찼으면 빨간색 LED를 점등하며 뚜껑을 닫아버립니다. 전원은 태양광으로 배터리를 충전하고 배터리로 아두이노에 전원을 공급하게 됩니다. 만약 해가 뜨지 않는 날씨이거나 밤이 되면 배가 있을 때 태양광으로 충전해둔 배터리로 장치에 전원을 공급하게 됩니다.

활용방안 및 기대 효과

공공장소에서 사용할 경우 태양광 에너지이기 때문에 별도의 전력 소모가 없이 자가발전으로 동작하고 담배꽁초로 인한 화재를 예방할 수 있습니다. 단순히 뚜껑만 덮은다고 해서는 쓰레기가 무방비로 버려진 것에 대한 해결책으로 마땅하지 않은 거 같아 통신 시스템을 접목시켜 직원이 즉각적으로 쓰레기통을 비워줄 수 있게 개선해야 한다고 생각했습니다. 만약 화재가 난다면 주위 버저 소리를 듣고 주위 사람이 더욱 쉽게 화재가 발생했다는 것을 인지할 수 있고, 소화기를 사용해 불을 끄거나 119에 신고할 수 있을 것입니다. 이 역시 통신 시스템을 접목한다면 소방서로 바로 신고를 보낼 수도 있을 것입니다. 또한 학교나 박물관과 같은 교육 시설에 설치하여 태양광 패널을 통해 아이들에게 신재생 에너지에 대한 교육 목적으로도 사용할 수 있습니다.