De slimme stoeptegel

(1)

De slimme stoeptegel

Opdrachtgever: Wouter Meys Door: Eduard, Gilles, Sam, Yaro, Daan

4V

26-01-2016

(2)

Inleiding

Het is winter, het regent, waait en het is al snel donker. Je bent net klaar met werken en gaat met de fiets naar huis. Tijdens het fietsen heb je oortjes in.

Als je bijna thuis bent en over een rustig weggetje rijd, wijk je uit voor een plas.

Het volgende moment ben je van je fiets gevallen en lig je op de natte straat. Je bent aangereden door een scooter die je niet hebt gezien of gehoord tijdens het fietsen.

De intelligente stoeptegel. Dit was het idee van meneer Meys, de opdrachtgever.

We hebben dit project gekozen, omdat dit project veel te maken heeft met informatica en omdat de stoeptegel ook echt gebruikt gaat worden. Het doel van de opdracht is om een stoeptegel te ontwerpen waarin een lichtje gaat branden als het geluid van een scooter wordt opgevangen. Door dit lichtje worden fietsers gealarmeerd van de naderende scooter.

De stoeptegel redt levens.

(3)

Inhoudsopgave

1. Samenvatting blz. 3

2. Aanleiding en relevantie blz. 4 3. Doelstelling in de opdracht blz. 7

4. Theoretisch kader blz. 10

5. Werkmethoden blz. 11

6. Resultaten en conclusies blz.

7. Evaluatie en discussie blz.

8. Literatuur blz.

9. Logboek blz.

(4)

Hoofdstuk 1

Samenvatting

In dit eindverslag leest u wat we tijdens het hva-project hebben gedaan en geleerd.

Wouter Meys heeft het project bedacht. Hij wilt namelijk dat fietsers zich beter bewust zijn van aankomende scooters. Onze opdracht was om een stoeptegel te ontwerpen, waar de module, een apparaat aangesloten op een geluidssensor dat bij het geluid van een scooter van groen naar rood licht gaat, in kan. Deze use-case moet weather- en hufterproof zijn. Dit hebben wij zo goed mogelijk geprobeerd te doen. Hierdoor hebben we veel dingen geleerd en hebben we ook het en en ander fout gedaan.

(5)

Hoofdstuk 2

Aanleiding en relevantie

§ 2.1 Verlegenheidssituatie

De opdracht is ontstaan uit het probleem dat veel mensen op de fiets last hebben van scooters die ze niet aan zien komen/horen. Omdat er tegenwoordig veel mensen met muziek op door de stad fietsen is dit nog erger geworden. Daarom hebben studenten op de HvA vorig jaar de opdracht gekregen van Wouter Meys om een methode te bedenken om fietsers te waarschuwen voor brommers die aan komen rijden. De studenten bedachten een apparaat wat een lampje zou laten branden boven een bepaald geluidsniveau zodat als er brommers aan kwamen fietsers gewaarschuwd werden door een brandend lampje. Uit dit idee volgde de volgende vragen:

- Wat voor use cases kan je gebruiken voor de module en welke is de beste in dit geval?

- Welke andere sensoren die een scooter zou kunnen detecteren zijn er die even goed of zelfs beter werken?

- Wat voor energievoorzieningen werken goed en kan het ook duurzaam?

- Wat voor behuizing werkt het beste voor het doel van de module?

Hieruit ontstond onze opdracht. Wouter Meys heeft dit jaar aan zijn studenten gevraagd om deze vragen te beantwoorden en te zorgen voor het mogelijk maken van gebruik maken van deze module in het straatbeeld van de Wiboutstraat waar men de module binnenkort wil gaan gebruiken. Wij hebben dezelfde opdracht uitgekozen nadat wij de opdracht gekregen hadden om te kiezen uit 25

verschillende opdrachten die eigenlijk opgesteld waren voor de studenten van de HvA door de leraren daar.

§ 2.2 Praktijkrelevantie

Onze opdrachtgever, Wouter Meys, zou met het resultaat van de opdracht kunnen aangeven aan fietsers die fietsen op het fietspad, dat er een voorbijgaande scooter aankomt en zo de fietsers kan waarschuwen. De gevolgen hiervan kunnen zijn dat de fietsers zich veiliger voelen als ze fietsen en dan niet schrikken als er opeens een scooter hard langs rijd.

Bij eventueel mislukken tijdens het project, zouden we in tijdnood kunnen komen voor de deadline van 16 december 2015.

Het prototype is met meest gevoelig voor fouten, want dit is uiteindelijk het eindproduct voor de opdrachtgever en is ook complex. Fouten in het prototype zouden kunnen ontstaan door fouten in het vooronderzoek. Deze fouten moeten dus zo snel mogelijk worden verholpen.

Als er een fout in het prototype van de stoeptegel is, hebben wij in onze planning 4 weken speling overgehouden waarvan 1 week om het echt te testen. Dus als de stoeptegel niet functioneert zoals wij, en de opdrachtgever, willen is dat niet qua tijd niet een al te groot probleem.

(6)

§2.2.1 Praktijkrelevantie deelopdracht 1

Deelopdracht luidt: Maak een use-case voor de module.

Goed uitgevoerd:

Als deze deelopdracht goed uitwerkt dan zou je een beter ontwerp kunnen maken voor de stoeptegel doordat je weet hoe hij kan liggen en wat niet werkt door

bijvoorbeeld speciale omstandigheden, waar hij moet komen liggen, Hoe de stoeptegel gebruikt zou kunnen worden, wie hem kan gebruiken etc. Wanneer deze opdracht perfect uitgevoerd is zorgt dat er voor dat het hele project snel uitgevoerd kan worden, de opdrachtgever in verhouding zijn product makkelijk op de markt kan brengen of in dit geval kan zorgen dat

Voldoende uitgevoerd:

Wanneer de opdracht voldoende uitgevoerd is kan je vertellen waar de module moet liggen en hoe hij gebruikt kan worden. In dit geval zal het hele project langer duren dan nodig is en is het resultaat misschien niet zo goed als het had kunnen zijn.

Mislukt:

Wanneer deze opdracht mislukt heb je een kleine kans om een bruikbaar ontwerp te maken omdat je niet goed weet wat je moet maken.

Deelopdracht luidt: Onderzoek naar verschillende sensoren.

Goed uitgevoerd:

Als deze deelopdracht goed uitwerkt kunnen we de module zelf verbeteren wat zou zorgen voor een beter eindproduct wat de opdrachtgever een beter product zou leveren.

Als de opdracht voldoende uitgevoerd is kan je verschillende mogelijke sensoren beschrijven die gebruikt kunnen worden maar heb je er geen gevonden die beter geschikt is dan de originele.

Mislukt:

Wanneer deze opdracht mislukt is betekent dat dat je geen onzerzoek hebt gedaan naar andere sensoren en heb je kans dat je een grote kans gemist hebt.

Deelopdracht luidt: Energie-toevoerring verbeteren Goed uitgevoerd:

Als dit onderdeel goed uitgevoerd is heb je een nieuwe energietoevoer aan de module gekoppeld en is deze niet alleen milieuvriendelijker in het gebruik van energie dan de oude maar gaat deze ook langer mee waardoor hij minder vaak vervangen moet worden of misschien wel helemaal niet.

Als de opdracht voldoende is uitgevoerd heb je de energietoevoer vervangen voor een milieuvriendelijkere energietoevoer of gaat de energietoevoer langer mee.

Mislukt:

Als de opdracht mislukt dan heb je geen betere energietoevoer dan de batterijen die al aan de module zaten kunnen vinden.

(7)

Deelopdracht luidt: Behuizing voor de module ontwerpen Goed uitgevoerd:

Als deze opdracht goed uitgevoerd is gaat de behuizing niet kapot door verkeer wat er overheen rijd, is hij hufterproef, waterdicht en blijft het licht van de module 24/7 goed zichtbaar.

Wanneer deze opdracht voldoende uitgevoerd is kan de behuizing de module beschermen tegen het weer en kan er verkeer over heen rijden.

Mislukt:

Als deze opdracht mislukt kan de module niet in gebruik genomen worden omdat hij dan practisch meteen stuk gaat.

§2.2.5 De gewenste uitkomst

De gewenste uitkomst is een stoeptegel die perfect in de Wibautstraat past (kleur, vorm, etc.), bestand is tegen elke vorm van geweld, goedkoop is, bestand is tegen elke weervorm, op groene stroom loopt, bestand is tegen het gewicht van een vrachtwagen, altijd goed zichtbaar is en een sensor heeft die alleen scooters/

brommers detecteerd.

§2.2.6 De te verwachten uitkomst

De te verwachten uitkomst is dat we een stoeptegel maken die geschikt is voor de Wibautstraat qua grote, grotendeels weatherproof is, een stroomtoevoer heeft die zeer zelden vervangen moet moet worden en bestand is tegen simpel vandalisme.

§2.2.7 De verkregen uitkomst

Uiteindelijk hebben we een stoeptegelbehuizing gemaakt die bestand is tegen simpel vandalisme zoals trappen tegen het oppervlak. Hij kan aangesloten worden op een zonnepaneel en is waterdicht. We vermoeden dat fietsers er over heen kunnen rijden maar tot nu toe hebben er alleen mensen overheen gelopen.

(8)

Hoofdstuk 3

Doelstelling in de opdracht

Intelligente stoeptegel Inleiding:

Er is Vanuit de minor intelligent environments

en vanuit het domein DMCI en de

opleiding (technische) informatica een module ontwikkeld die de volgende componenten bevat:

-3 Watt RGB LED;

-Arduino module;

-Geluidssensor;

-Zigbee module.

Deze module is oorspronkelijk ontwikkeld om scooters op fietspaden te detecteren en fietsers te waarschuwen.

In de eerste fase is er een eerste prototype ontwikkeld door de studenten. Echter dit prototype kan verder worden ontwikkeld door bijvoorbeeld te kijken hoe en met welke use cases

deze module in het straatbeeld kan functioneren. Tevens kan

er worden gekeken naar welke (sensor) modules verder kunnen worden aangesloten op de stoeptegel. Als laatste moeten de studenten nadenken over energie en behuizing. Momenteel wordt de module d.m.v. batterijen vna energie voorzien, maar dit zou moeten veranderen naar een een autonome (duurzame) manier door bijvoorbeeld zonnecellen te gebruiken. Tevens zullen de studenten moeten nadenken over hoe de behuizing van de module er uit moet zien om deze te realiseren in het straatbeeld.

Opdracht:

Het is aan de studenten teams om in 20 weken te werken aan de volgende punten : - Verzinnen van diverse “use cases” die gebruik maken van de module;

- Onderzoek doen naar de mogelijkheid om verschillende sensoren te gebruiken in combinatie met de module; (Indien mogelijk)

- Verbeteren van de energie voorziening van de module op een autonome (duurzame) manier;

- Ontwerp van een behuizing voor de module.

Begeleiding:

De begeleiding zal vanuit de HvA plaatsvinden van uit het Citizen Data Lab (Wouter Meys). Tevens zal het domein techniek ook begeleiding aan studenten teams bieden.

(9)

§3.1: De opdracht

De opdracht is om een behuizing te maken voor een module die (rood) licht gaat geven wanneer er een scooter aankomt, zodat fietsers gewaarschuwd worden. Er moet ook onderzoek worden gedaan naar verschillende sensoren voor in de module. Ook moeten we de energie voorziening verbeteren.

Deelopdracht 1: Een use-case maken voor de module.

Deelopdracht 2: Onderzoek naar verschillende sensoren. (Indien mogelijk)

Deelopdracht 3: Energie voorziening verbeteren.

Deelopdracht 4: Een weather en hufter proof behuizing maken voor de module

§3.2: Omschrijving van de deelopdrachten

§3.2.1 Omschrijving deelopdracht 1

Maak een use-case voor de module. Schrijf een verslag over wie de module kan gebruiken, hoe hij hem kan gebruiken en waarvoor. Deze opdracht gaat

uitgevoerd worden door Eduard. Hij zal naar de Wiebautstraat gaan en

Wij moeten onderzoek gaan doen naar verschillende soorten sensoren. Hiermee wordt bedoeld dat wij niet alleen maar gebruik hoeven te maken van de

geluidssensor die in de module zit, maar ook andere soorten sensoren mogen gebruiken, zoals een snelheidssensor of een gewichtssensor. Als wij namelijk gebruik maken van een geluidssensor sluiten wij elektrische scooter namelijk buiten. Wij gaan deze opdracht uitvoeren met behulp van het Citizen Data Lab (Wouter Meys). Niemand gaat deze opdracht uitgebreid uitvoeren doordat we niet genoeg tijd over hebben hiervoor en het feit dat de originele sensor werkt en de HvA zelf vorig jaar al onderzoek daarnaar verricht heeft.

Wij moeten de energie voorziening van de module verbeteren. De module wordt nu aangedreven door batterijen, maar dat is niet duurzaam en onpraktisch omdat je die batterijen dan te vaak zou moeten vervangen. Wij gaan deze opdracht uitvoeren met behulp van het Citizen Data Lab

(Wouter Meys). Ons groepje gaat

deze opdracht uitvoeren en de aanvoerder (Eduard Klein Onstenk) is eindverantwoordelijk.

(10)

We hadden de opdracht gekregen om een geschikte behuizing te maken voor de module, die wij van de hva gekregen hebben. De behuizing moest in het

straatbeeld passen en hufter- en weatherproof zijn ook moet er voor gezorgd worden dat de module zonder problemen door geautoriseerden uit de stoeptegel te halen is. Deze deelopdracht was nodig om te zorgen dat de module

daadwerkelijk in de Wibautstraat gebruikt zou kunnen worden zonder dat hij meteen kapot gaat of niet in de straat gebruikt kan worden door problemen met de vorm of omvang. We hebben deze opdracht uitgevoerd door een gat in een rubberen tegel te zagen met een decoupeerzaag en vervolgens een rand weg te snijden aan de bovenkant waar we een doorzichtig stuk plexiglas in legde en vastkitten met siliconenkit. Verder verbonden we nog een plastic buis aan de onderkant met een stuk plexiglas aan het uiteinde wat er voor zorgt dat er geen water bij de module kan komen. De module zelf is opgeslagen in een ge-3d-print bakje wat precies in de buis past waardoor De stoeptegel was hufterproof doordat het rubber van de tegel alle klappen opving tegen het plexiglas waardoor men de module niet makkelijk kan breken.

(11)

Hoofdstuk 4

Theoretisch kader

§4.1: Literatuurvragen

1. Wat is een ZigBee module?

2. Hoe kun je het buitensluiten van de elektrische scooter voorkomen?

§4.2: Literatuurverkenning

§4.2.1 https://nl.wikipedia.org/wiki/ZigBee URL/ISBN:

https://nl.wikipedia.org/wiki/ZigBee / Wim van Heusden

Geraadpleegd door:

Wim van Heusden

Een ZigBee module is een sensor die informatie kan doorsturen naar andere ZigBee modules. De ZigBee module wordt in de stoeptegel gebruikt voor het verzenden van informatie naar andere stoeptegels. Zo kan een stoeptegel die een paar meter verderop ligt ook een rood lampje aan geven wanneer er een scooter aankomt, zodat fietsers die verderop zijn ook kunnen weten dat er een scooter aankomt.

§4.2.2 Wouter Meys URL/ISBN:

Wouter Meys

Geraadpleegd door:

Wouter Meys

Het buitensluiten van de elektrische scooter kun je voorkomen door een andere sensor in de module te gebruiken. Voorbeelden van andere sensoren die het wel mogelijk maken om ook het gevaar van de elektrische scooters te verhelpen zijn:

- een gewichtssensor; een gewichtssensor weegt het gewicht dat over de sensor heen komt. Aangezien een scooter, of het nou een elektrische

scooter of geen elektrische scooter is, altijd zwaarder is dan een fiets kan de sensor onderscheiden wanneer iets een fietser is en wanneer iets een scooter is. En zo het probleem van de elektrische scooter voorkomen.

- een stralingssensor; een stralingssensor meet de straling dier ergens vanaf komt. Net zoals een gewone scooter zend de elektrische scooter wel straling uit, en fietser zou niet zo snel straling uit zenden en wordt hierdoor

onderscheiden van de scooter. Ook met de stralingssensor kan het probleem van de elektrische scooter verholpen worden.

(12)

Hoofdstuk 5

Werkmethoden

(13)

Hoofdstuk 6

Resultaten en conclusies

§6.1 Deelopdracht 1

Deelopdracht 1: Maak een use-case voor de module.

We hebben de use-case zo ontworpen, dat het hufter- en weatherproof is. Zo hebben we de bovenkant van de stoeptegel bevestigt met (waterdichte) siliconenkit

. De use-case zelf hebben we gemaakt met de 3D-printer. De onderkant

van de buis, waar de use-case en dus ook de module in zitten, hebben we ook dicht gemaakt met plexiglas en zit dicht d.m.v. magneten.

De use-case is waterdicht, weatherproof en hufterproof.

Deelopdracht 2: Onderzoek naar verschillende sensoren

Voor een optimale prestatie van de module, moeten de goede sensoren gekozen worden.

Zo kun je naast de geluidssensor ook gebruik maken van een snelheids- en gewichtssensor maken. Elektrische voertuigen bijvoorbeeld, maken niet genoeg geluid om de geluidssensor te laten reageren, de module gaat dus niet aan.

We hebben uiteindelijk alleen voor de geluidssensor gekozen, omdat deze zeker goed werkt (voor de ‘normale’ scooters) en deze al op de module aangesloten was.

Deelopdracht 3: Energie voorziening verbeteren.

We hebben geprobeerd de energie voorziening te verbeteren, zodat het niet alleen op (vervangbare) batterijen hoeft te werken. Onze conclusie was dat als we de module op het elektriciteitsnet (waar ook bijvoorbeeld lantaarnpalen en stoplichten zijn aangesloten) zouden aansluiten, we er een grote weerstand zouden moeten zetten.

Zonnepanelen zouden een andere mogelijkheid zijn alleen hebben we geen tijd gehad om dit verder uit te werken.

De energie voorziening van onze module zijn dus 9V batterijen.

(14)

Hoofdstuk 7

Evaluatie en Discussie

Bij de discussie kijk je kritisch naar de resultaten:

● In hoeverre is het gelukt om een goed resultaat te krijgen voor de verschillende deelopdrachten?

De deelopdrachten zijn redelijk goed gelukt, als je kijkt naar deelopdracht 1, dan is deze zeer goed gelukt aangezien onze use-case hufterproof, waterproef en ook weatherproof is. Als je kijkt naar onze tweede deelopdracht, onderzoek doen naar verschillende sensoren, dan hebben wij deze ook goed voltooid. We hebben onderzoek gedaan naar snelheids-, geluids- en gewichtssensor. Naar onze derde deelopdracht kijkende hadden we daar nog verbeteringen uit kunnen voeren. De deelopdracht luidde: Verbeter het energievoorziening. Hier hebben wij eigenlijk alleen het stroomnetwerk nog onderzocht, we hadden eerst ook het idee om zonnepanelen te onderzoeken, maar hier zijn we niet meer aan toe gekomen.

● Welke vragen blijven open staan of welke problemen zijn niet opgelost?

Vragen die open zijn blijven zijn, omdat we deelopdracht 3 niet helemaal hebben afgerond: Had een zonnepaneel veel verbetering gegeven op de energie

voorzieningen en wat zou je dan dus beter kunnen gaan gebruiken.

● Welke nieuwe problemen zijn er ontstaan door jullie uitkomsten?

Door onze uitkomst zijn we nog niet op nieuwe problemen gekomen, maar dit zou laten natuurlijk nog kunnen.

● Zijn er fouten gemaakt tijdens de uitvoering van de opdracht en hoe hadden deze eventuele fouten voorkomen kunnen worden?

In het laatste deel van de opdracht kwamen we in tijdnood, dit was te verkomen om in het begin meer te doen dan we gedaan hadden. In het begin houden we niet echt indrukwekkend veel gedaan maar stel dat hadden we wel gedaan dan zouden we aan het einde een stuk rustiger aan kunnen doen. Dit is een tip om te

onthouden voor de volgende keer.

(15)

Hoofdstuk 8

Literatuur

- Prijs klein zonnepaneel

http://www.futurlec.com.au/Solar_Cell.jsp - Materialen module prijs/ eigenschappen

https://www.gamma.nl/assortiment/betontegel-30x30cm http://dutch.alibaba.com/product-gs/chinese

http://www.fitin-glas.nl/glazen-wanden/glazen-vloer/

- Voorbeeld idee

https://www.google.nl/maps/@52.3410109 - Triz 40

http://www.triz40.com/TRIZ_GB.php - Eindverslag

http://www.science-web.nl/index.php/eindverslag-uitleg/eindverslag-nivea u-4

- Wiebautstraat

https://www.google.nl/maps/@52.3410109,4.7924495,3a,15y,297.97h,61.42t/

data=!3m6!1e1!3m4!1s1T9LVV51HqTz9JLWw1WJ1g!2e0!7i13312!8i6656 - informatie over glazen vloeren

http://www.fitin-glas.nl/glazen-wanden/glazen-vloer/

- Onderzoeksverslag voorbeeld

http://www.carrieretijger.nl/functioneren/communiceren/schriftelijk/mod ellen/rapport

- Pva eisen

http://www.science-web.nl/verslagen/verslagen-plan-van-aanpak-2/pva-niv eau-7d

- Kunsthars

http://www.technischwerken.nl/kennisbank/techniek-kennis/wat-is-kunst hars-en-waarvoor-worden-kunstharssen-gebruikt/

- Hoe maak ik een gat in rubber:

http://www.dakterrastegel.nl/downloads/Handleiding%20van%20website%

20opgeslagen.pdf

(16)

Hoofdstuk 9

Logboek

https://docs.google.com/spreadsheets/d/1BKSy_OWzUv94YIxkdVMrcRTTGo-HU Y0n6EpEq0YitnI/edit#gid=0