2024학년도 1학기 창의공학종합설계

Course Information

과목명 : [2024.1학기]창의공학종합설계
담당교수 : 이수일 교수님, 황면중 교수님

Course Description

요약 : 창의적인 시스템 설계를 위하여 설계 절차와 방법을 배우고 실제로 과제를 부과하고 월별로 개인 및 팀의 다양한 기계정보공학 프로젝트의 수행과 발표를 통해 공학적인 설계 감각과 공학인증에서 요구하는 여러가지 학습성과를 달성할 수 있도록 한다.

Ongoing Project

2024년 1학기

1조-사이좋은 A들 - 김**, 김**, 박**, 변**, 임**, 최**

프로젝트 개요

기술개발 과제

국문 : 음료 자동 처리 페트 수거 압축 쓰레기통

영문 : Recycling Bin equipped with automatic PET (Polyethylene Terephthalate with liquid processing and compacting feature

과제 팀명

사이좋은A들

지도교수

이수일 교수님, 황면중 교수님

개발기간

2024년 3월 ~ 2024년 6월 (총 4개월)

구성원 소개

서울시립대학교 기계정보공학과 2017430007 김성수(팀장)

서울시립대학교 기계정보공학과 2018430018 김지운

서울시립대학교 기계정보공학과 201954019 박혜선

서울시립대학교 기계정보공학과 2018430027 변성준

서울시립대학교 기계정보공학과 2018860030 임도현

서울시립대학교 기계정보공학과 2018430042 최두리

서론

개발 과제의 개요

개발 과제 요약

매년 일회용 음료 컵 쓰레기 분리 문제로 뉴스 기사가 보도되고 있다. 이러한 사회문제를 해결하기 위해 본 개발 과제에서는 음료가 남아있는 카페용 페트류를 자동으로 분리 및 수거하고 압축하는 쓰레기통을 설계하려 한다. 앞서 제시한 쓰레기통의 페트병 투입인식부, 내용물제거 회전부 , 분리 내용물 처리 거름부, 페트병 압축부, 수납부를 직접 설계하고 제작할 것이다. 음료 자동 처리 페트 수거 압축 쓰레기통은 악취 개선, 쓰레기 용량 확보, 시험기간, 버스 정류장 쓰레기문제 해결등의 효과가 있을 것으로 기대된다.

개발 과제의 배경

최근 여러 저가 대용량 테이크 아웃 커피 브랜드들이 범람하면서 늘어난 일회용 페트 컵의 사용량 증가로 인하여, 학교 분리수거함과 지하철 및 버스 정류장 앞 쓰레기통 등에 쌓이는 일회용 음료 컵 쓰레기의 분리배출 주제로 하는 뉴스 기사들이 보도되고 있다. 특히 부패할 가능성이 높은 유제품이나 고형물을 함류한 음료가 든 일회용 PET컵 쓰레기는 그 수거 시 내용물을 비우는데 들어가는 수고가 더해질 뿐 아니라, 방치되면 내부 내용물의 부패 되며 발생하는 악취와 벌레 문제 등이 추가로 발생하는데, 이런 문제를 해결하기 위해 컵 내부의 음료를 자동으로 처리하고 남은 페트컵을 압축해서 수거하는 쓰레기통 시스템의 제작을 목표로 본 프로젝트가 고안되었다. 파일:사진1.jpg

개발 과제의 목표 및 내용

과제의 목표는 압축기와 모터를 이용해 pet컵의 내용물을 제거하고 빈 용기를 압축시켜 보관하는 것을 목표로 진행되었다. 이때, 각 목표 사항의 결정은, 실험적 방법과 시뮬레이션적 방법으로 결정했는데, 시뮬레이션 적인 방법은 본체의 목표강도 및 재질 설정 그리고 모터의 소요동력 결정과 압축기의 압축력 결정에 사용되어, 적절한 성능의 기재를 구비 하는 것에 도움을 주었고, 실험적 방법은 여러 크기의 목표물을 동작 목표에 맞춰 실제로 압축-변형-이송시켜 가면서 과제물 형상을 구체화 시켰다. 그렇게 하여 각 부분은 크게 본체부, 투입 인식부, 회전 분리 부, 그리고 압축 이송 부의 4가지로 구분하였으며 그 동작을 아두이노 uno 모듈을 사용해 통합 제어 하는 것으로 한다.

이때 나눠진 프로젝트의 각 부분의 요구 목표를 달성하는데 필요한 컵 내부의 음료를 자동으로 처리하는 기준 및 남은 페트컵을 압축해서 수거하는 기능의 기준은 다음과 같이 설정했다.

1. 페트병 투입 인식

-페트병이 투입됨을 감지.

-장치의 작동여부로 판단, 무조건 작동

2. 내용물 제거

-페트컵을 180도 회전시켜, 내용물을 제거.

-내용물은 100% 제거를 이상적 목표로 최소 95% 제거

3. 분리된 내용물 처리

-액체가 아닌 고형물은 거름망으로 분리. 타피오카 펄 같은 일반적인 고형물 분리

4. 페트병 압축 후 수납

-내용물이 분리된 페트병을 적절한 크기로 압착하여 저장.

-압축은 기존 부피대비 1/5를 목표로 최소 1/3 이상

개발 일정

내용

구성원 및 추진체계

내용

설계

설계사양

제품의 요구사항

내용

설계 사양

내용

개념설계안

내용

이론적 계산 및 시뮬레이션

내용

상세설계 내용

내용

결과 및 평가

완료 작품의 소개

프로토타입 사진 혹은 작동 장면

내용

포스터

내용

완료작품의 평가

내용

향후계획

내용

특허 출원 내용

내용