02분반 6조

프로젝트 개요

기술개발 과제

국문 : 페트(PET) 선별 수거에 특화된 플라스틱 수거함

영문 : Plastic collection box specialized for PET selective collection

과제 팀명

이루핑

지도교수

구자용 교수님

개발기간

2024년 9월 ~ 2024년 12월 (총 4개월)

구성원 소개

서울시립대학교 환경공학부·과 2021890088 박**(팀장)

서울시립대학교 환경공학부·과 2021890085 김**

서울시립대학교 환경공학부·과 2021890086 나**

서울시립대학교 환경공학부·과 2021890094 정**

개발 과제의 개요

개발 과제 요약

플라스틱 폐기물은 전 세계적으로 심각한 환경 문제를 야기하고 있다. 특히 PET용기의 경우, 재활용률은 높은 편이지만 고품질 원료로 재활용되는 비율은 10%에 불과하다. 이는 플라스틱 종류의 혼합 배출, 세척 부족, 그리고 비효율적인 수거 시스템에 기인한다. 한국에서는 이를 해결하기 위해 투명 PET병 분리배출 제도를 도입했지만, 현장에서는 여전히 수거함 부족, 내용물 잔여로 인한 위생 문제, 그리고 비효율적인 수거작업이 주요 장애로 작용하고 있다. 본 개발 과제는 교내뿐만 아니라 향후 공공기관 및 다중 이용시설로의 확대 적용 가능성을 염두에 두고 있으며, 지속 가능한 플라스틱 폐기물 관리 시스템 구축에 기여할 것으로 기대된다.

개발 과제의 배경

한국의 PET 재활용률에 비해 고품질 원료로 재활용되는 비율은 10%에 불과하다. 이는 다양한 종류의 플라스틱이 혼합 배출되기 때문이며, 이를 개선하기 위해 2020년부터 투명 PET병 분리배출 제도가 시행되고 있다. 그러나 교내 현장과 외부 조사 결과, 쓰레기통 용량 부족으로 인해 플라스틱 용기가 넘쳐나는 경우가 많고, 버려진 용기 내부의 잔여물로 인한 위생 문제가 지속되고 이는 실정이다. 
넘쳐나는 PET는 자연과 생태계를 파괴한다. 현재 미세플라스틱으로 인한 인간 건강의 문제가 심각해지고 있는데 미세플라스틱은 공기, 물, 음식 등을 통해 인간의 몸에 유입된다. 이는 재활용되어 버려지지 못한 플라스틱 폐기물이 분해되며 환경에 방출되는 유독물질에 기인한 것으로 보인다. 또한 재활용되지 못한 플라스틱은 제조 및 소각 과정에서 다량의 온실가스를 배출하여 기후 변화에 직접적인 영향을 미치고 있다. 이에 재활용률을 높여 기후변화와 환경문제를 해결하고자 본 과제를 수행한다.

개발 과제의 목표 및 내용

본 프로젝트는 교내에서 발생하는 PET 용기를 선별적으로 세척하고 압축하는 특수 수거함을 개발하여 재활용 효율성을 높이고 위생 문제를 개선하고자 한다. 이를 위해 IoT 기술을 활용한 효율적인 관리와 마일리지 시스템 도입으로 분리배출 참여를 독려하고 위생을 개선하여 PET 처리 효율을 증대하는 것을 목표로 한다. 주로 기대되는 효과는 재활용 효율 극대를 통한 고품질 재활용 원료의 비율증대, 작업 부담 감소, 쓰레기통 주변의 오염 문제 해결 및 보건 수준 향상으로 위생환경 조성 등이 있다

관련 기술 조사

관련 기술의 현황 및 분석(State of art)

관련 기술 현황

1. Oyster Able (랄라루프)

1) 자사의 회원가입을 통해 등록된 회원이 재활용품, 재사용품을 전용 반환기를 통해 자원 수거후 보증금, 인센티브를 적립과 자원 회수율, 탄소 크레딧 데이터, 자원 배출량 데이터를 통합 관리하는 시스템
2) 전용 어플리케이션인 ‘오늘의 분리수거’와 연동하여 재활용, 재사용하는 회원들의 사용현황과 실시간 편의성 높은 정보를 제공
3) 재활용품, 재사용품의 디지털 워터마크, QR코드, 바코드, RFID와 같은 전용 인식 정보로 인코딩시켜 기록하며 데이터 저장
4) 전용 클라우드 제어 서버 ‘Lalaloop©’과 애플리케이션으로 실시간 연동하여 대량의 데이터 수집 및 처리하여 안정적인 서비스를 제공

2. 정한 인프라 (에코리터너)

1) 사용자 인식 바코드와 IoT 시스템을 통해 사용자의 분리수거와 적극 참여 유도 캐시백 시스템
2) 형상인식 기술 적용과 자원 분리장치를 통해 회수하고자 하는 자원만을 회수가능하여 합당하지 못한 자원 투입시 퇴출구로 반환

3. NAWA (컵끼리)

1) 일회용컵을 전용 반환기에 투입시 내용물 제거와 제품 사이즈별로 특정 개수 축적시(5~7개) 상단에 저장부 상단에 위치한 프레스 기계를 통해 압축 가능
2) 전용 반환기의 사이즈와 컵의 재질에 따라 평균 컵 300~700개 압축 보관 가능

4. 이노버스 (리컵)

1) 사용자의 쓰레기 내 내용물 간편한 페기와 간단한 작동방식으로 고압의 세척수로 용기 내부를 세척하여 깔끔하게 폐기
2) 수거함내 오염과 냄새 및 해충 발생을 해결하고 장기간 수거 및 보관 가능

특허조사

1. 근적외선에 의한 플라스틱 선별 장치 (주식회사 이오니아_10-2001-0030330)

근적외선에 의한 플라스틱 선별장치에 관한 것으로, 판별하고자 하는 플라스틱의 표면에 적외선을 조사하여 반사된 적외선 광원을 분광시킨 후 적외선을 파장별 스캐닝하여 분석함으로 플라스틱을 신속 정확하게 선별/분리하도록 하는데 그 목적이 있다. 

2. 컵형 용기의 세척 장치 (최칠송_10-2017-0030715)

외부 관체, 외부 관체 내부에 배치되는 중간 이동 관체, 중간 이동 관체 내부에 배치되는 상하 이동 관체, 수관이 연결되는 베이스 관체, 그리고 중간 이동 관체를 지지 하는 개폐 스프링을 포함한다. 이에 따르면, 컵형 용기와 같이 내부가 깊게 파인 식기에 깊숙이 세척 노즐이 진입 가능하여 확실하게 세척을 진행할 수 있다.

3. 폐기물 압축자이 (Waste Compressor) (한국과학기술원_10-2022-0162930)

폐기물 압축 장치에 있어서, 투입구가 마련되는 캐비닛, 캐비닛 내부에 배치되고, 폐기물을 수용하기 위한 수거함, 투입구를 개폐하는 셔터, 수거함 내부에 수용된 폐기물을 압축하는 압축 판, 압축 판에 연결되는 제1 가이드 부재, 제1 가이드 부재에 연결되고, 제1 가이드 부재를 압축 방향 또는 그 반대 방향으로 이동시키는 구동 모듈 및 셔터에 연결되고, 제1 가이드 부재의 이동에 연동하여 적어도 일부 영역에서 제1 가이드 부재와 함께 이동하며 셔터를 이동시켜 투입구를 개폐하는 연결 모듈을 포함할 수 있다.

기술 로드맵

시장상황에 대한 분석

경쟁제품 조사 비교

이큐브랩 (클린튜브)

1. 활용 기술

1) 재활용 쓰레기 압축을 통한 폐기물 부피 감축
2) IoT기술을 통한 수거함의 부피 현황 및 회수 시점 확인
3) CCNx 네트워크 시스템으로 폐기물 관리 데이터를 통해 최적화된 수거 경로 제공

2. 제품 현황

1) IoT 태양광 압축 쓰레기통
2) 국내 서울시, 일부 대학 캠퍼스, 롯데 백화점, 에버랜드 등 전국 500대 이상 설치

3. 제품 특징

1) 태양광 패널 또는 콘센트 전원으로 전력을 공급하여 부피 압축형 분리수거함으로 수거 횟수를 주 1~2회로 줄여 수거 효율성을 높이고 공공 위생 청결도를 높히며 자체 네트워크 시스템을 통해 관리 효율성을 증대

4. 제품 한계점

1) 이물질이 포함된 상태로 압축하여 재활용시 품질이 낮음
2) 플라스틱 재질별 분류가 불가능하여 재활용시 고순도 플라스틱 활용 불가
3) 사용자의 적합한 분리배출 판단 불가

수퍼빈 (네프론)

1. 활용 기술

1) 딥러닝 기반 이미지 센싱 인공지능(NEURO-GENIE)으로 순환자원 여부 판단 및 선별
2) 순환자원 이미지를 확보하여 폐기물 빅데이터 구축
3) 투명페트 여부, 라벨, 뚜껑유무, 재활용이 불가한 제품 판단하는 알고리즘 설계

2. 제품 현황

1) 전국에 약 1천 350여대 보급
2) 2024년 9월까지 수퍼빈을 거쳐 재활용된 자원은 누적 페트병 4억 7천만개 돌파
3) 누적 앱 다운로드 26만건, 월간 이용자수 8.1만명 (2023 결산 기준)

3. 제품 특징

1) 회수기에 페트병을 버리면 개당 10원(포인트) 적립 (단, 1인당 하루 투입개수 제한 있음)
2) 전용 앱으로 실시간 네프론의 사용가능 여부와 적립포인트 확인 및 2000원(포인트)
3) 이상 적립 시 현금 환전 신청가능
4) 설치 장소와 사용자 등에 따라 설치 목적에 맞는 여러 네프론 제공

4. 제품 한계점

1) W 890mm * H 1,850mm * D 1,000m라는너무 큰 부피로 실내 설치가 어려움
2) 비싼 가격 (19,800,000원)으로 인해 초기설치 비용 부담
3) 자원 투입 시, 페트 내부를 미리 세척한 후 투입해야 하는 번거로움

마케팅 전략 제시

SWOT 분석

• Strengths

1) PET 자동 선별, 세척 및 압축으로 인한 재활용률 증가
2) 교내 플라스틱 발생 중 PET 선별 수거로 인한 인적, 경제적, 시간적 이익
3) PET 수거 과정 및 재활용 과정 간소화로 인한 탄소 배출량 감축
4) 실시간 모니터링으로 수거함에 대한 정보를 관리자에게 제공
5) 교내 플라스틱 발생량 및 발생 종류에 대한 데이터베이스 구축

• Weaknesses

1) 라벨 분리 과정의 시민 참여 요구
2) 라벨 미부착이며 투명인 PET만 분류하므로 분류 대상의 제한성
3) 발생 오수를 개별적으로 처리해야 함
4) 세척수를 지속적으로 공급해야 함

• Opportunities

1) 유동 인구가 많은 장소에서의 기존 플라스틱 수거함의 용량 초과 문제로 압축 선별 수거함 필요성 제고
2) 플라스틱 성상별 미분류 시 재활용률 감소하는 문제로, 성상별 선별이 필요
3) 탄소 배출을 감축하고자 하는 국내외적 노력

• Threats

1) 수거함 관리 인력 확보의 불안정성
2) 높아진 관리 강도
3) 고장으로 인한 수거함의 기능 오류

SWOT 비교분석

• S/O 전략 : 강점을 살려 기회를 최대화하는 전략

1) 플라스틱 성상 중 PET만을 분류하여 고품질 재활용 플라스틱을 확보할 수 있다.
2) 수거 및 재활용 과정 단순화로 경제적 이윤 극대화와 탄소 배출 감축을 달성한다.

• S/T 전략 : 강점을 이용한 위협을 극복하는 전략

1) 수거 과정 단순화 및 모니터링으로 관리자의 노동 횟수를 줄일 수 있다.
2) 수거함 실시간 모니터링으로 고장에 대해 빠르게 대처할 수 있다.

• W/O 전략 : 약점을 보완하여 기회를 포착하는 전략

1) 유동인구가 많은 적절한 장소에 수거함을 비치하여 효율적인 PET 선별 수거를 진행한다.

• W/T 전략 : 약점을 최소화하여 위협에 대처하는 전략

1) IoT(사물인터넷) 시스템을 도입하여 오수 및 세척수의 양을 모니터링함으로써 효율적인 관리 동선을 제공하며, 고장 발생 시 신속한 대응이 가능하도록 한다.

개발과제의 기대효과

기술적 기대효과

1. IoT(사물인터넷)를 기반으로 한 수거함의 상태 모니터링을 통해 효율적으로 수거함을 관리할 수 있다.
2. 품질이 좋은 단일 성상의 PET만 모아 재활용률을 높일 수 있다.
3. 재생원료 제조업체로 공급하기위해 소요되는 인적, 물적 비용을 줄일 수 있다.

사회적 기대효과

1. 적절한 장소에 수거함을 비치하여 효율적인 PET 선별 수거를 달성할 수 있다.
2. 마일리지를 지급함으로써 시민의 분리 배출에 대한 인식 및 참여도를 제고할 수 있다.
3. 교내 설치시 교내의 위생 및 보건에 도움이 된다.
4. 수거 및 재활용 과정에서 발생하는 탄소 배출량을 감축할 수 있다.
5. 온실가스 배출량 저감할 수 있다.

경제적 기대효과

설계

개념설계안

수거함 제작 규격 (이론상 실제 크기)
- 가로 150cm X 세로 80cm X 높이 100cm
- 용기 투입구 크기: 가로 12cm X 세로 12cm X 높이 36cm

1. 투입

1) 뚜껑이 바닥면을 향하게 사용자가 입구에 투입한다. 투입이 완료되면 외부 이물질이 들어가지 않도록 자동으
   로 투입구가 폐쇄된다.
2) 2cm 튀어나온 노즐에 페트 입구를 끼워 거꾸로 세운다.

2. 세척

1) 노즐이 지정된 높이 32cm까지 상승하고 고압 세척수를 3초간 분무한다. 이후 세척이 완료되면 노즐이 하
   강한다.
2) 센서로 재질, 색깔, 라벨 유무가 판단 완료되면 세척 모드로 전환된다. 세척 시 고압으로 병의 빠짐 현상
   을 방지하기 위해 세척 노즐이 상승하여 지정된 높이(32cm)까지 올라온다.
3) 올라온 노즐로 고압의 물로 3초 동안 1번 세척하여 이물질과 오염을 제거한다. (약 335ml)
4) 세척이 완료되면 노즐은 처음 상태 2cm로 내려간다.
5) 세척부 구조는 물탱크-호스-아두이노 워터 펌프-호스-노즐-노즐팁
6) 노즐은 옆 부분이 용접되어 모터 레일과 결합해 위아래로 이동한다.
7) 노즐은 오수 빗면 중앙부와 거름판을 관통하는 부식방지 관 안에 내장되어 있다.
8) 부식 방지관은 오수 빗면과 거름판을 관통하고 이들과 용접하여 연결되어 있다. (오수통은 새척부 뒷쪽에
   내장되어 있기 때문에) 
9) 상수관과 연결이 어려울 경우 물탱크&펌프 구조로 세척수를 공급한다.
10) 상수관 연결이 쉬울 경우 물탱크-호스-펌프 구조 대신 수도관-호스-개폐장치로 구성한다.

3. 분류

1) 분류 가능한 PET는 색이 없고, 홀더와 라벨이 없고 투명한 페트인지를 판단하여 재활용이 가능한 PET만을 
   선별하여 분류한다.
2) 벽면에 센서는 RGB 센서, 재질 선별 센서(NIR) 두 가지로 운영된다. 
3) 벽면에는 센서가 내장된 중앙부와 선별된 플라스틱을 옮겨주는 날개형 회전부가 있다.
4) 벽면의 센서는 밑바닥 기준 
   → 4cm: 재질 선별 센서(NIR)
   → 6cm, 12cm, 18cm, 25cm: RGB 센서
5) 벽면의 RGB 센서는 라벨 유무 판단과(하단, 중단) 병의 색 유무를 판단(상단)한다.
6) 벽면의 회전부는 스테핑 모터가 내장되어 회전하여 플라스틱 통을 넘어뜨린다.
7) 코딩 방식 : 만약 ‘투명+라벨 없음 상태‘가 RGB 센서를 통해 0이 나온다면, 네 개의 RGB 센서에서 하나
   라도 0이 아닌 것이 나오면 B 수거함으로 보내는 방식. 그러나, 아무것도 관찰되지 않은 상태의 RGB 값이 
   100이라면, 이 100 또한 바탕 값으로 주어 RGB 값 0이나 100을 제외한 값들이 나왔을 때에만 B 수거함으 
   로 보내는 방식이다.
8) 각 통으로 이송되는 쓰레기 통로들은 10~15도 기울어진 통로로 구성된다.

4. 이송

1) 분류가 완료된 PET는 인식된 센서에 따라 이송관을 따라 이동한다. 
2) 선별된 PET는 왼쪽으로 이동하며 그 외 분류되지 못한 쓰레기는 오른쪽으로 이동한다.
3) IR 센서를 이용하여 이송된 PET의 개수를 파악한다.

5. 압축

1) 이송된 PET의 개수가 8개가 되면 압축을 진행한다. 
2) 수거함의 용량에 따라 112개의 PET가 압축되면 용량이 찼다는 알림이 어플리케이션으로 전송된다.

설계 사양

이론적 계산 및 시뮬레이션

시립대 내 쓰레기통 용량 확인

현재 학교 내 사용되고 있는 쓰레기통을 활용하기 위해 중앙도서관 쓰레기통을 측정함. 
측정기준(외직경): 34×34×54cm³
부피 계산시 57~62L(내직경~외직경)
→ 시중 판매되는 쓰레기통은 10L 단위로 판매되기에 규격에 맞는 쓰레기통들을 찾아보다가, 해당 쓰레기통은 60L임을 확인.

시립대 및 주변 상권 플라스틱(페트) 일회용 컵 발생량 조사

• 시립대학교 및 주변 일회용 컵 발생 카페 매출 건수 조사

시립대학교 내 
 : 2,600건/6일(학생회관) + 2,100건/6일(전농관) = 4,700건/6일 = 784건/일
시립대학교 외 
 : 300건/일 (메X커피) + 840건/일 (정문 매X드) + 400건/일 (후문 매X드) = 1,540건/일
 → 1일 총 매출건수 : 784 + 1,540 = 2,324건
 → 총 일회용컵 발생량 : 2,324건 x 1.5개/건 = 3,486개    
* 이X야 커피 등의 매점은 테이크 아웃 비율이 비교적 적어 제외
* 전체 매출 중 잔의 개수는 파악이 불가능하여 1건당 1~2잔을 구매하는 비율이 높다는 직원의 언급을 바탕으로 ‘1.5잔/건’으로 계산

• 일회용 플라스틱(페트) 컵 무게 및 크기 측정 및 압축 결과

압축 전 계산
 <압축 전 컵의 1개 평균 부피 계산>
  : (517.86 × 0.231)+(732.9 × 0.615)+(1088.8 × 0.154) = 738.03cm³/개
 <압축 전 쓰레기통 수거 가능 개수> 
  : 쓰레기통 부피 : 60L = 60,000cm³
    60,000cm³ / (738.03cm³ /개) = 81.30개 = 82개

 압축 후 계산
  <압축 후 컵의 1개 평균 부피 계산>
   : (495.9 × 0.615)+(945.38 × 0.154)+(355.52 × 0.231) = 532.69cm³/개
  <압축 후 컵의 1개 평균 부피 계산> 
   : 쓰레기통 부피 : 60L = 60,000cm³
     60,000cm³ / (532.69cm³/개) = 112.63개 = 113개

 압축 후 수거효율 계산
   : (82+(113-82)/82)*100% = 137.80%
    즉, 압축하여 수거하게 되면, 기존 수거량보다 최소 38%(=31개) 추가 수거 가능

설계 제품의 재료 및 구성

<세척수>
 - 플라스틱 컵 세척기 이용
 - 압축 후 최대 가용 플라스틱 개수 이용
 - 1회 세척 시 3초의 물 분사라 가정한다. 
      
 → 111.67mL/(sec * 1개) x 3sec x 113개 x 1L/1,000mL = 37.86L = 40L
 → 세척수 통의 사이즈는 10L 단위로 판매하기에 40L 말통으로 선택한다.

 <음폐수>
 - 음료는 ‘매X드커피’ 아이스 아메리카노 1잔을 기준으로 설정함.
 - 레시피 기준으로 에스프레소 1샷 (30mL)당 물 150mL 추가를 기준한다.
 - 사이즈별 샷은 다음과 같다. S:1샷, M:2샷, L:3샷
 - 사이즈별 컵 용량과 얼음양은 다음과 같다. 
   S:14oz (414mL), M:20oz (591mL), L:32oz (946mL)
   * S 사이즈 얼음양 : 414mL - 30mL coffee - 150mL water = 234mL Ice
   * M 사이즈 얼음양 : 591mL - 60mL coffee - 300mL water = 231mL Ice
   * L 사이즈 얼음양 : 946mL - 90mL coffee - 450mL water = 406mL Ice
     
 → 음폐수 최대 발생량은 음료를 20% 남겼고 얼음 50% 남았을 때라 가정한다.
    즉, 커피 1잔당 최대 음폐수는 (234mL x 0.231 x 0.5 + 180mL x 0.2) + 
    (231mL x 0.615 x 0.5 + 360mL x 0.2) + (406mL x 0.154 x 0.5 + 540mL x 
    0.2) = 349.5mL/1잔
     
 → 113잔 당 발생 최대 음폐수 : 349.5mL/1잔 x 113잔 x 1L/1,000mL = 39.49L
    (음료를 다 마신 경우가 더 많으나 이론상 최대 저장 용량 계산을 위해 해당 값을 
    도출함)

  <오수통 용량>
  - 이론상 최대 저장 용량 : 37.86L + 39.49L = 77.35L
  - 시판되는 물통은 10L 단위로 판매하기에 80L 물통으로 선택한다.

상세설계 내용

조립도

①번 : 쓰레기통

크기 : 길이(L) 340mm, 폭(W) 340mm, 높이(H) 540mm
용도 : 선별된 플라스틱들을 저장
좌측 쓰레기통: 세척하고 모든 조건에 적합한 PET 재질 플라스틱 저장 쓰레기통
우측 쓰레기통: 조건 외의 플라스틱 저장 쓰레기통

②번 : 세척수 저장탱크

크기 : 길이(L) 360mm, 폭(W) 280mm, 높이(H) 500mm
용도 : 세척 노즐대을 통해 용기를 세척하기 위해 필요한 세척수를 보관하는 탱크

구성
 1. 세척수 저장탱크
 2. 세척수 저장탱크 내 수위 알림용 수위 센서 모듈
 3. 세척수를 공급하기 위해 저장탱크에 워터펌프 설치

③번 : 오수 저장탱크

크기 : 길이(L) 640mm, 폭(W) 280mm 높이(H) 270mm
용도 : 용기 내 내용물 및 세척 후 발생된 오수들을 모아 연결 통로(하얀색)로 통해 이송된 오수를 저장하는 탱크

구성
 1. 내용물 및 사용된 세척수를 저장하는 오수 저장탱크
 2. 오수 저장탱크 내 수위 알림용 수위 센서 모듈

④번 : 플라스틱 선별 및 이송 장치

재질 : 우드락
크기 : 길이(L) 746mm, 폭(W) 130mm 높이(H) 368mm
이송바닥 각도 : 15˚
용도 : 투입구로 플라스틱을 넣으면 자동으로 상태, 재질, 라벨을 확인하고 조건에 만족하는 플라스틱 군과 아닌 플라스틱 군들을 나눔. 나뉜 플라스틱들을 세척 후 쓰레기통으로 이송

구성 
 1. 플라스틱 상태, 재질, 라벨을 확인하는 선별 센서(RGB센서 4개)
 2. 선별된 플라스틱을 각 쓰레기통으로 옮겨주는 회전형 날개(서보 모터 2개)
 3. 선별된 플라스틱을 각 쓰레기통으로 옮겨주는 기울어진 이송바닥
 4. 선별된 플라스틱의 개수를 측정하는 센서(IR센서)
 5. 세척 작업 진행 시, 내장된 ‘용기 내부 세척용 노즐대’가 리니어 레일을 통해 위로 이동
 6. 철판으로 된 깔대기가 투입구 바로 아래 위치하며, 용기 내 내용물과 세척 후 발생된 오수를 모아 오수 저장 탱크로 이송시키는 튜브가 연결되어 있다.

⑤번 : 투입구 여닫이문

재질 : 우드락
크기 : 길이(L) 120mm, 폭(W) 20mm, 높이(H) 360mm
용도 : LCD 화면에서 버튼을 누르면 자동으로 투입구가 개폐되고, 세척수의 유출을 차단하는 역할

구성 : 서보 모터와 여닫이문을 결합

⑥번 : 용기 내부 세척용 노즐바

크기 : 지름(R) 20mm, 길이(L) 600mm
용도 : 고압 세척수로 내부 오염물질들을 제거하는 역할

구성
 1. 노즐바와 노즐헤드으로 구성 
 2. 튜브로 노즐바와 워터펌프를 연결 
 3. 리니어 레일에 노즐바 설치

⑦번 : 압축판

재질 : PCV
크기 : 길이(L) 300mm, 폭(W) 300mm
용도 : 선별되어 쓰레기통에 모인 페트를 압축하는 역할

구성 : 리니어 엑추에이터에 압축판을 설치

조립순서

1. 선별 장치

1) 벽면에 센서는 RGB 센서, 재질 선별 센서(NIR) 두 가지로 설치한다.
2) 플라스틱 재질 선별 센서로 사용할 근적외선 센서(NIR)는 바닥 기준 4cm 높이 벽면에 설치한다.
3) 플라스틱 라벨, 색깔 선별을 위해 RGB센서 4개를 사용해야 한다. 각 센서들은 바닥 기준 6cm, 12cm, 
   18cm, 25cm 높이 벽면에 설치한다.
4) 각 센서들을 부착한 벽면은 철판 재질로 제작한다.

2. 분류이송 장치

1) 벽면을 회전시키기 위해 서보 모터를 각 방향에 1개씩 설치한다. 
2) 서보 모터는 내장된 날개 최상단에 위치하며 각도는 최대 170˚까지 회전하여 플라스틱을 넘어뜨리는 역
   할을 한다.
3) 좌측 쓰레기통으로 옮겨지는 이송관 중앙 부분 바닥면으로부터 10cm 높이에 IR 센서를 설치한다.
4) 각 통으로 이송되는 쓰레기 통로들은 12˚ 기울어진 통로로 구성되며 재질은 오염에 강한 PVC로 제작한
   다. (분류 이송장치에서 이송관 재질인 PVC는 예산 초과로 시연물 제작에서 우드락으로 대체한다.)

3. 세척 장치

1) 투입구 바닥면보다 2cm 튀어나오도록 노즐바를 설치하고 노즐바는 리니어 레일과 연결하여 설치한다.
2) 노즐바에 세척을 위한 노즐헤드를 설치하고, 리니어 레일은 수거함 중앙 내부에 고정시킨다.
3) 세척시 리니어 레일을 통해 노즐바는 32cm 위로 올린다.
4) 세척수통에 워터펌프를 설치하고 실리콘 튜브를 연결하고 이를 노즐바에 연결시킨다.
5) 내용물 및 이용된 세척수를 모아 실리콘 튜브로 오수통으로 이송하기 위한 목적으로 철판으로 된 깔대기 
   모양을 제작하여 투입구 바로 아래에 설치한다.(세척을 위한 장치들은 예산 초과로 시연물 제작에서 제외
   한다.)

4. 압축 장치

1) 좌측 저장 쓰레기통의 천장에 프레스형 압축 장치를 설치한다.
2) 설치한 프레스형 압축 장치는 분류 이송 장치에서 IR 센서를 통해 특정 개수(8개) 이상 측정시 자동으로 
   일정한 힘과 시간으로 압축을 진행한다.
3) 압축판은 PVC판으로 수거함의 크기인 300mm x 300mm 정방형 크기로 제작 후 리니어 액추에이터에 설치한
   다.(압축을 위한 리니어 액추에이터와 PVC판은 예산 초과로 시연물 제작에서 제외한다.) 

5. 저장 장치

1) ‘쓰레기통’은 시판 중인 60L 쓰레기통을 사용한다
2) ‘세척수 저장탱크와 오수 저장탱크’는 사각 PE 물탱크를 사용하며 각 통의 상단에 수위 센서를 설치한
    다.
3) ‘세척수 저장탱크’는 40L 말통으로, ‘오수 저장탱크’는 80L 탱크를 이용한다.

6. 수거함 외부 장치

1) 사용자 정보를 입력할 수 있는 터치형 LCD 모니터를 설치한다.
2) 사용자 정보 입력 후 투입구가 자동으로 개폐되는 자동문을 설치한다. 이때, 자동문의 재질은 PVC로 제작
   하며 회전 방식은 서보 모터를 설치하여 최대 90˚ 까지 회전하여 개폐한다.

부품도

회로설계

어플리케이션 제작

<관리자용 애플리케이션>

1. 관리자용 대시보드에서 각 수거함의 현재 용량 상태를 실시간으로 파악한다.
2. 센서 및 기타 장치 고장 시 관리자에게 정보를 제공한다.
3. 각 수거함이 가득 찬 상태에 도달하면 관리자에게 알림을 보낸다.

<사용자용 애플리케이션>

1. 사용자가 근처의 플라스틱 용기 수거함 위치를 쉽게 찾을 수 있도록 위치 정보를 제공한다.
2. GPS 기반 지도를 통해 현재 위치와 가장 가까운 수거함을 표시하며, 선택한 수거함의 현재 사용 가능 여부 및 용량 상태를 실시간으로 확인할 수 있다.
3. 수거함이 찼을 때 대체 가능한 수거함 위치를 추천한다.
4. 마일리지 적립 제도를 통해 사용자의 분리수거를 극대화한다.

결과 및 평가

프로토 타입 사진 및 세부 내용

프르토 타입 외관

프로토 타입 투입부

프로토 타입 선별부

프로토 타입 이송부

포스터

개발사업비 평가 내역서

완료 작품의 평가

향후 계획

내용