Máquina de Venda Reversa (RVM): Sistema Inteligente de Reciclagem DIY

Componentes e Materiais

Componente	Quantidade
Arduino Mega 2560	1
Placa NodeMCU ESP8266	1
Sensor de Proximidade Indutivo, 15 mm	2
Sensor de Proximidade Capacitivo, 12 mm	1
Micro Servomotor SG90	2
Display LCD Alfanumérico 16x2	1
Sensor Ultrassônico HC-SR04	2
Módulo GPS (genérico)	1
Buzzer Piezo	1
Potenciômetro 100k ohms	1
Chave de Botão com Retorno por Mola	1
LED 5mm Vermelho	2
Jumpers (genéricos)	1
Bateria 12V	1
Bateria 9V	1
Protoboard (genérico)	2

Ferramentas Necessárias

• Ferro de Solda
• Multímetro Digital Autoranging
• Alicate de Desencapar/Cortar Fios (18-10 AWG)

Aplicativos e Serviços Online

• Arduino IDE
• Blynk
• ThingSpeak API

Sobre o Projeto

Motivação

Para onde vão as garrafas plásticas de água? Em aterros, flutuando nos oceanos, rios e calçadas. Estima-se que 46.000 peças de lixo plástico flutuam por milha quadrada de oceano. Esse plástico mata animais, vaza químicos e perturba ecossistemas. Cada garrafa leva até mil anos para se decompor, liberando substâncias perigosas durante o processo. Algumas toxinas podem causar câncer e deficiências reprodutivas. A queima de plástico gera emissões tóxicas como monóxido de carbono, cloro, ácido clorídrico, furanos e nitritos. Infelizmente, a reciclagem tem impacto limitado: apenas 12% das 35 bilhões de garrafas usadas anualmente são recicladas, indicando que apenas metade do que colocamos no lixo reciclável efetivamente é reciclado.

Ideia

Uma máquina inteligente para descarte de resíduos plásticos e metálicos que aceita garrafas plásticas e latas de metal para reciclagem e, em troca, credita pontos na carteira digital do usuário. A máquina utiliza sensores de proximidade para distinguir entre diferentes tipos de recipientes. Os pontos são obtidos quando o usuário insere o código exibido no site. Esta invenção relaciona-se à gestão de resíduos e reciclagem de plásticos e metais no meio ambiente. O descarte inadequado de plásticos e a baixa adesão à reciclagem representam um problema contínuo para o meio ambiente e todos os seres vivos.

Funcionamento

Uma Máquina de Venda Reversa (RVM) é um dispositivo que aceita recipientes de bebidas usados e devolve dinheiro ou créditos ao usuário (o inverso do ciclo típico de venda). São populares em locais com leis de reciclagem obrigatória ou legislação de depósito de embalagens.

As operações básicas envolvem:

1. O usuário insere a garrafa/lata vazia na abertura de recebimento;
2. O sistema de alimentação horizontal permite inserir um recipiente por vez;
3. O recipiente é escaneado automaticamente com sensores de proximidade capacitivo e indutivo;
4. Se o sensor indutivo retorna 1 → objeto é metálico; se indutivo retorna 0 e capacitivo retorna 1 → objeto é plástico.

Quanto ao sistema de recompensas, a RVM distribui tokens valiosos (moedas, cupons) quando recipientes são reciclados. Para reduzir uso de papel, nosso sistema exibe um código criptografado no LCD. O usuário escaneia o QR code na máquina, acessa o site e insere o código do LCD para resgatar seus pontos.

Há um banco de dados para usuários cadastrados no site da máquina. É obrigatório ter conta para fazer login e resgatar pontos.

Recurso adicional: Quando a máquina atinge capacidade máxima, coletores de lixo/recicladores são notificados via aplicativo. O nível é monitorado por sensor ultrassônico e NodeMCU; ao encher, a localização exata é enviada via GPS.

Código

Segregação de Resíduos (C/C++)

#include <LiquidCrystal.h>
#include <Servo.h>

LiquidCrystal lcd(1, 2, 4, 5, 6, 7);
const int btn = 3;
int buttonState = 0, oldButtonState = 0;
const int ledPin1 = 10, ledPin2 = 11;
const int buzz1 = 12, buzz2 = 13;
const int plasticSensor = A0;
int metalSensor = A1, metalSensorM = A2;

Servo myservo, myservoM;
int pos = 90, posM = 360;

void setup() {
  pinMode(btn, INPUT);
  digitalWrite(btn, LOW);
  lcd.begin(16, 2);
  lcd.clear();
  myservo.attach(9);
  myservoM.attach(8);
  pinMode(plasticSensor, INPUT_PULLUP);
  pinMode(metalSensor, INPUT_PULLUP);
  pinMode(metalSensorM, INPUT_PULLUP);
  pinMode(ledPin1, OUTPUT);
  pinMode(ledPin2, OUTPUT);
  pinMode(buzz1, OUTPUT);
  pinMode(buzz2, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("INSIRA METAL NA");
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print(" DIREITA ");
  delay(6000);
  lcd.clear();

  int plasticRead = digitalRead(plasticSensor);
  int metalRead1 = digitalRead(metalSensor);
  int metalRead2 = digitalRead(metalSensorM);

  Serial.println("Sensor plástico: " + String(plasticRead));
  Serial.println("Sensor metal 1: " + String(metalRead1));
  Serial.println("Sensor metal 2: " + String(metalRead2));

  // Lixeira de plástico
  if ((plasticRead == 1) && (metalRead1 != 1)) {
    for (pos = 90; pos <= 240; pos += 1) {
      myservo.write(pos);
      digitalWrite(ledPin1, HIGH);
      digitalWrite(buzz1, HIGH);
    }
    for (pos = 240; pos >= 90; pos -= 1) {
      myservo.write(pos);
    }
  } else {
    myservo.write(pos);
    digitalWrite(ledPin1, LOW);
    digitalWrite(buzz1, LOW);
  }

  // Lixeira de metal
  if ((metalRead2 == 1) && (plasticRead == 0)) {
    for (posM = 360; posM >= 50; posM -= 1) {
      myservoM.write(posM);
      digitalWrite(ledPin2, HIGH);
      digitalWrite(buzz2, HIGH);
    }
    for (posM = 50; posM <= 360; posM += 1) {
      myservoM.write(posM);
    }
  } else {
    myservoM.write(posM);
    digitalWrite(ledPin2, LOW);
    digitalWrite(buzz2, LOW);
  }
}

Monitoramento de Nível da Lixeira (C/C++ para NodeMCU)

#include "ThingSpeak.h"
#include <ESP8266WiFi.h>
#include <BlynkSimpleEsp8266.h>
#include <TinyGPS++.h>
#include <SoftwareSerial.h>

#define BLYNK_PRINT Serial
#define TRIGGER2 5
#define ECHO2 4

WiFiClient client;
static const int RXPin = 4, TXPin = 5;
static const uint32_t GPSBaud = 9600;

unsigned long myChannelField = 1067056;
const int ChannelField = 1;
const char * myWriteAPIKey = "FMV95MD2A1J7Y8SP";

TinyGPSPlus gps;
WidgetMap myMap(V0);
SoftwareSerial ss(RXPin, TXPin);
BlynkTimer timer;

char auth[] = "YVvgHBx9fIM1-yR_2XrGXXkKdIuEmrYL";
char ssid[] = "diksha";
char pass[] = "diksha19";

unsigned int move_index = 1;

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  ss.begin(GPSBaud);
  Blynk.begin(auth, ssid, pass);
  pinMode(TRIGGER2, OUTPUT);
  pinMode(ECHO2, INPUT);
  pinMode(BUILTIN_LED, OUTPUT);
  WiFi.mode(WIFI_STA);
  ThingSpeak.begin(client);
}

void loop() {
  if (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    Serial.print("Conectando a: ");
    Serial.println(ssid);
    while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
      WiFi.begin(ssid, pass);
      Serial.print(".");
      delay(100);
    }
    Serial.println("\nConectado.");
  }

  while (ss.available() > 0) {
    if (gps.encode(ss.read())) {
      Serial.println("GPS Conectado");
      if (gps.location.isValid()) {
        float latitude = gps.location.lat();
        float longitude = gps.location.lng();
        Serial.print("LAT: "); Serial.println(latitude, 6);
        Serial.print("LONG: "); Serial.println(longitude, 6);
        
        ThingSpeak.setField(3, latitude);
        ThingSpeak.setField(4, longitude);
        ThingSpeak.writeFields(myChannelField, myWriteAPIKey);
        
        Blynk.virtualWrite(V1, String(latitude, 6));
        Blynk.virtualWrite(V2, String(longitude, 6));
        myMap.location(move_index, latitude, longitude, "Localização_GPS");
      }
    }
  }

  long duration2, distance2;
  digitalWrite(TRIGGER2, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(TRIGGER2, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(TRIGGER2, LOW);
  duration2 = pulseIn(ECHO2, HIGH);
  distance2 = (duration2 / 2) / 29.1;

  if (distance2 <= 5) {
    Blynk.notify("Por favor!! Esvazie a lixeira");
  }
  
  Serial.print("Ultrassônico 2 - cm: ");
  Serial.println(distance2);
  
  Blynk.virtualWrite(V6, distance2);
  ThingSpeak.writeField(myChannelField, ChannelField, distance2, myWriteAPIKey);
  
  delay(100);
  Blynk.run();
  timer.run();
}

Esquemático