Panteautomaten APPS HO2-300 Hovedprosjekt 2011

Panteautomaten APPS HO2-300 Hovedprosjekt 2011 Espen S. Huseklepp Vegard Hammerseth Johannes Møgster Rune Sagevik Avdeling for Ingeniør og Naturfag

STUDENTRAPPORT Boks 523, 6803 FØRDE. Tlf: 57722500, Faks: 57722501 www.hisf.no TITTEL RAPPORTNR. DATO Panteautomaten APPS HOV-04/11 24.05.2011 PROSJEKTTITTEL TILGANG ANTAL SIDER HO2-300 Hovedprosjekt Åpen 52 FORFATTERER Espen S Huseklepp Vegard Hammerseth Johannes Møgster Rune Sagevik OPPDRAGSGIVER Repant ASA ANSVARLIGE VEILEDERER RETLEIARARsvarlege Joar Sande(PA) er STYRINGSGRUPPE RETTLEIARAR Marcin Fojcik Olav Sande SAMMENDRAG Panteautomaten APPS er en Automatisk Papp- og Plastkopp Sorterer. Automaten bruker avansert gjenkjenningssystem og er tiltenkt et kontorlandskap for å bedre kildesortering. Pant gis ved opplading av et nøkkelkort som tenkes brukt til rabatt ved neste kjøp av f.eks. kaffe. SUMMARY The reverse vending machine «APPS» is an Automatic Paper and Plastic cup Sorter. The machine uses advanced recognition system to improve recycling e.g in an office environment. A keycard is used to store credit for each pawned item. This credit can be used for discount at next purchase of e.g coffee. EMNEORD APPS, automatisk, plast, papp, kopp, sortering, kamera, servo, paper, plastic, cup, automatic, machine, camera, computer vision, RFID, OpenCV, Arduino 2

Forord I faget hovedprosjekt i siste semester ved Høgskolen i Sogn og Fjordane, avdeling for ingeniør og naturfag, skal studentene gjennomføre et prosjekt så nært virkeligheten som mulig. Det oppfordres til å definere et prosjekt selv eller få en ekstern oppdragsgiver, der det siste er å foretrekke. Vår gruppe valgte å konstruere en prototype av en panteautomat for Repant ASA. Dette er et teknisk prosjekt der en ser på tekniske og teoretiske løsninger. Prosjektet ble valgt fordi utfordringene i rammebetingelsene var spennende og vi så det positive i miljøaspektet, samt at muligheten for å utvikle en prototype som kan bli masseprodusert var til stede. Førde, den 25.05.11 Espen S Huseklepp Johannes Møgster Vegard Hammerseth Rune Sagevik 3

Sammendrag I Januar 2011 startet samarbeidet mellom fire studenter fra Høgskolen i Sogn og Fjordane og Repant ASA i Drammen, om bygging av en panteautomat som hovedprosjekt. Denne automaten skulle fortrinnsvis ta i mot papp- og plastkopper, men også kunne tenkes å tilpasses andre returemballasjer. En del av målet for Repant ASA var også å få nye innspill og idèer som kunne inspirere dem til utvikling av sine produkter. I forprosjektet kom det frem flere ulike mekaniske løsninger. Prosjektgruppen og oppdragsgiver ble enige om hvilken løsning som var mest aktuell og jobbet videre med denne. Valg av tekniske løsninger ble også tatt stilling til i forprosjektet. I forprosjektperioden ble det også utført ulike forsøk. Å skille mellom papp og plast ved hjelp av kapasitans- og tykkelsemåling er et av forsøkene som ble utført, der konklusjonen ble at det er mulig. Automaten bruker kamera gjenkjenning for å verifisere om et objekt er en kopp. Kamera ser blandt annet på at kopper har mindre på diameter på bunn enn topp, at sidevinkel ligger i et spesifikt område og om bunnen er uthevet eller ikke. Pappkopper har en brettekant nederst for å holde bunnen på plass der plastkopper gjerne er støpt i et stykke. Kopper mates liggende i en v-formet lukeinnretning. Kamera gjenkjenning er montert i taket av automat, rettet ned mot objektet som ligger i innmatingen. Ultralydsensor er montert i bakkant for å måle avstand til objektet. Når objektet blir godkjent åpner v-luken på papp eller plast side. Komponenter er montert i automaten på en slik måte at service skal være enklest mulig. Platene på front, sider og bak er festet med magneter slik at de lett kan fjernes for videre utvikling. Resultatet av prosjektet ble en fungerende prototype av en automat som sorterer papp- og plastkopper ved hjelp av kamera deteksjon og avstandsmåling. Papp- og plastkopper blir skilt ved å sjekke om bunnen er flat eller innpresset. For å få pant av automaten er det brukt RFID fremfor tradisjonelle papirkvitteringer. Prosjektet beviser at geografisk plassering av oppdragsgiver og studenter ikke et hinder for et godt samarbeid. 4

Forkortelser APPS CAD CE FSM HMI HMS IDE LCD LSA-PLUSS PA PWM RFID Automatisk Papp- og Plastkopp Sortering Computer Aided Design Comitè Europèen Finite-State Machine Human Machine Interface Helse Miljø og Sikkerhet Integrated Development Environment Liquid Crystal Display Lötfrei, Schraubfrei, Abisolierfrei, Preiswert, Leicht zu handhaben, Universell anwendbar, Sicher und schnell (Hurtig og enkel koblingsenhet for kabler) Prosjektansvarlig Pulse-Width Modulation (pulsbredde modulasjon) Radio Frequency Identification 5

Innholdsliste 1. Innledning... 8 2. Problemstilling... 9 2.1 Rammebetingelser... 9 2.2 Hovedmål... 9 2.3 Delmål... 10 3. Drøfting av ulike løsninger... 10 3.1 Innmating... 10 3.2 Lagring... 11 3.3 Skille mellom kopper ut fra fysiske egenskaper... 11 3.4 Test av måleprinsipper... 11 3.4.1 Dielektrikum konstant... 12 3.4.2 Gjennomlysning... 13 3.4.3 Ultralydsensor... 13 3.4.4 Kamera... 14 3.5 Makulering- og komprimeringstester... 15 3.6 Mekaniske løsninger... 16 3.6.1 Løsning med vertikal sylinder... 17 3.6.2 Løsning med liggende innmating, X-krybbe... 18 3.6.3 Løsning med liggende innmating, V-luke... 19 3.7 Grensesnitt... 20 3.8 Styring... 20 4. Valg av løsning... 20 5.1 Prinsipp... 22 5.2 Automatens utforming... 24 5.2.1 Byggestruktur... 25 5.2.2 Enheter... 26 5.3 Styringsteknikk... 29 5.3.1 Inn- og utganger... 29 5.3.2 Kommunikasjon... 29 5.3.3 Programvare... 29 5.4 Algoritmer... 31 5.4.1 Datamaskin... 32 5.4.2 Mikrokontroller... 34 5.5 Automatspesifikasjoner... 37 6. HMS... 38 7. Drøfting og utvidelser... 40 8. Konklusjon... 42 9. Prosjektadministrasjon... 43 9.1 Organisering... 43 9.2 Prosjektgruppen... 44 9.3 Styringsgruppen... 44 9.4 Historikk... 44 9.5 Møter... 45 9.6 Måloppnåelse... 45 6

10. Økonomi og ressurser... 47 11. Nettside... 48 Figur- og tabelliste... 49 Referanseliste... 50 Vedlegg... 52 7

1. Innledning Hovedprosjekt ved Høgskolen i Sogn og Fjordane, avdeling for ingeniør og naturfag blir gjennomført av 3. klasse studenter, i siste semester av utdanningen. Prosjektet utgjør 2/3 av semesteret, gir 20 studiepoeng og går over ca. 23 uker, der 7 uker er forprosjekt. Prosjektgruppen for APPS-prosjektet består av studentene Rune Sagevik, Espen S. Huseklepp, Johannes Møgster og Vegard Hammerseth. Prosjektansvarlig er Joar Sande. Veiledere for prosjektet er Marcin Fojcik og Olav Sande. Oppdragsgiveren studentene utfører arbeidet for er Repant ASA i Drammen. Repant ASA er et av de to store norske panteautomatselskapene. Deres panteautomater for flasker og bokser finnes på utvalgte butikker i Norge og i utlandet. Disse panteautomatene skal kunne gjenkjenne strekkode, men hver bedrift har også diverse andre egne løsninger for å gjenkjenne og skille ulike drikkevareemballasjer. Denne rapporten viser hele utviklingen fra problemstilling til ferdig løsning. Rapporten er et tillegg til den funksjonelle automaten, som bekrefter den teoretiske realiseringen av prosjektet. 8

2. Problemstilling Oppdragsgiveren Repant ASA hadde ønske om at det skulle konstrueres en prototype for en automat som skal ta imot plast- og pappkopper og sortere de etter materialtype. Formålet med automaten er å bedre kildesortering. Det er også tenkt at en ved bruk av automaten skal en motta rabattkuponger e.l. som brukeren kan benytte for å få redusert pris ved kjøp av en ny kopp med f.eks. kaffe. 2.1 Rammebetingelser Repant ASA ønsker at prosjektgruppen skal utvikle en panteautomat med følgende betingelser. Størrelse 500x500x1750mm 20,000NOK til utvikling av prototype Lite støy Skal kunne sortere kopper Ukjente objekter skal returneres Automaten bør kunne skille mellom plast og papp Det er ønskelig å samle koppene på en slik måte at de tar minst mulig plass Tømming skal være enkelt Service og tømming skal foregå på fremsiden av automaten Ta hensyn til rullestolbrukere Innmatingsenhet uten transportbånd Automaten skal eventuelt kunne brukes til mottak av flasker og bokser Sensorer og elektronikk skal ikke monteres i bevegelige deler 2.2 Hovedmål Hovedmålet for prosjektet var å konstruere en prototype av en panteautomat for Repant ASA. Automaten skal gjenkjenne papp- og plastkopper, og sortere de. 9

2.3 Delmål Gjennom prosjektet skulle vi nå disse delmålene Innkjøp av deler Bygge prototype Programmere Testing Skrive rapport Forberede presentasjon CAD-tegning 3D modell Presentasjon m/plakat Ferdigstille nettside 3. Drøfting av ulike løsninger Forprosjektperioden startet med at hvert gruppemedlem laget skisser over sine idèer. Dette ga flere ulike resultater som kan deles inn i underkategorier. Det ble gjennomført flere økter med idèmyldring, for å komme opp med mulige teknikker og løsninger for å skille papp og plast. Ulike måter å lagre koppene på ble også sett på. 3.1 Innmating Eksisterende automater bruker i stor grad en form for transportbånd i innmatingsenheten. Repant ASA ønsket ikke transportbånd i prototypen, men nye idéer. Konseptene fra forprosjektperioden som bygget på å legge en kopp inn i automaten, for så å flytte koppen ved dytting eller velting ble aktuelle. Det var ikke ønskelig å overlate flytting av innmatet objekt til tyngdekraften, da kliss kan lage stor friksjon mellom kopp og automat. Innmatingen kan skje liggende eller stående, noe som hver for seg stiller ulike krav til plassbruk i automaten. Selve åpningen for innmating vil være forskjellig fra om en mater koppene stående eller liggende. En må da ta høyde for henholdsvis maks høyde eller maks diameter på objekt som skal mates inn, når en skal utforme åpningen. 10

3.2 Lagring Det var ønske om å kunne lagre mest mulig kopper i automaten, og samtidig skulle den være enkel å tømme. Dersom en samler kopper i søppelsekker kan disse lett plukkes ut av automaten og fraktes bort. Sortere og stable hver kopp for seg kan spare plass, men kan ta lenger tid å tømme en bare vanlige søppelsekker. 3.3 Skille mellom kopper ut fra fysiske egenskaper Papp- og plastkopper har noen unike karakteristikker, men er også like på flere måter. Bunnen av koppen har oftest mindre diameter enn toppen. Siden på koppen danner en vinkel på ca. 10 til 20 grader. Noen pappkopper har utbrettbare håndtak, dette er uvanlig på plastkopper. Plastkopper er gjerne støpt i et stykke og har en bunn som er i kontakt med overflaten koppen er plassert på. Pappkopper har en brettekant nederst for å holde bunnen på plass. Dette skaper en høydeforskjell fra overflaten koppen står på og bunnen i koppen. Papp og plast har ulike dielektrikum konstanter [1]. Komprimering av papp- eller plastkopper gir ulike lyder. Plastkopper er støpt og har en annen konstruksjon enn pappkopper, og stiller dermed andre krav til tykkelse. Alt dette er fysiske parametre som, ved å utføre ulike målinger, teoretisk sett kan brukes til å skille papp og plastkopper. 3.4 Test av måleprinsipper Det finnes mange måter for å skille materiale, utforming og farger fra til dels like objekter. Gjennom forprosjektperioden ble det testet noen måleprinsipper for dette. Det er ikke fritt spillerom for hvilke metoder en kan bruke for å løse problemet rundt det å skille papp og plast. Repants konkurrenter har patent på løsninger som gjorde det nødvendig for oss å tenke nytt. Å gjenkjenne ulike typer plast er eksempel på et område der det finnes patenter hos konkurrenter. 11

3.4.1 Dielektrikum konstant Dieletrikumets konstant er forskjellig fra stoff til stoff. Pappkopper består av papir, og et tynt innvendig dekke av plast for å holde på væsken. Plastkopper kan bestå av en eller flere typer plast. En kan finne forskjellige stoffers dieletrikum konstant i forskjellige oppslagsverk. Tabell 3.1 viser konstanter fra tre uavhengige kilder. En kan derimot ikke finne standardiserte verdier. Dette fordi konstanten er avhengig av temperatur og blandingen av stoff. For plast kan en se på plasttypen polyeten [2]. Tabell 3.1: Dielektrikum konstanter [1,3,4]. Kilde Papir Polyeten Haugan 5 2,3 Wikipedia 3,5 2,25 Clipper controls 2,0 2,2-2,4 Både Haugan og Wikipedia forventer at dieletrikum konstanten for papir er høyere enn for polyeten. Dersom en utfører kapasitansmåling kan en regne seg fram til en dieletrikum konstant. En kan da med noe sikkerhet si om dielektrikumet er papp eller plast. I forprosjektet ble det utført noen enkle forsøk med papir- og transparentark som dielektrikum. Fra Figur 3.1 er X-aksen antall ark, Y-aksen er utregnet dielektrikum fra kapasitansmåling. Forsøket ble utført ved å koble to metallplater til en kapasitansmåler der en la til et ekstra ark mellom platene for hver nye kapasitansmåling. 12

Figur 3.1: Dielektrikum verdier ved kapasitansmålinger. For å gjøre mer nøyaktige forsøk må en tilføre likt trykk på platene, og benytte plater som er like i størrelse og planhet, slik at dielektrikum og plater er helt parallelle. Nøyaktige forsøk avhenger også av at avstand mellom platene blir målt eksakt. Denne avstanden vil kunne måles mer presist med skyvelær eller mikrometer. Grafen vil med dette bli mer nøyaktig. Ut fra dette enkle forsøket kan en observere en forskjellen i dielektrikum verdiene for plast og papir. En kan se fra den grafiske fremstillingen av dielektrikum utrekningene i Figur 3.1 at papir ligger over plast, som forventet fra Tabell 3.1. 3.4.2 Gjennomlysning For å kunne skille mellom papp- og plastkopper var det forsøkt å sende lys igjennom forskjellige typer kopper. En sensor på motsatt side gav et analogt signal utfra hvor mye lys som slapp gjennom. Forsøket viste at en kan finne ut om noe er der, ingenting er der eller om en plastkopp med lys farge er der. 3.4.3 Ultralydsensor Det var usikkert om en kunne bruke ultralydsensor for å finne bunn på kopper på grunn av ekko eller koppens utforming. Det ble derfor testet om en kunne registrere forskjell i målingen ved å plassere et ark på en kopp når den sto på hodet. En plastkopp uten uthevet bunn gav ingen endring i måling med eller uten ark. Pappkopp med uthevet bunn ga resultat. Når bunnen var vendt ned 13

kunne en registrere at pappkopp hadde høyere bunn, mens plastkopp gav nær ingen forskjell. Bunnen i en plastkopp var under 1mm tykk så denne ble ikke tydelig registrert. Det er altså målbar forskjell mellom papp- og plastkopper med bunnen ned. En erfarte en oppløsning på 1mm som var oppgitt i databladet [5]. Siden pappkopper har bunn som er ca. 5mm innhevet, kunne det tenkes at med høydemål fra utsiden ved bruk av kamera, og høydemål ovenfra ved bruk av ultralyd, skulle kunne registrere forskjell. Med andre ord registrere papp- eller plastbunn. Å måle dybde i en kopp går helt fint uten ekko problemer. 3.4.4 Kamera Det ble satt opp en teststasjon med et webkamera der det ble skrevet et program som kunne gjenkjenne en spesifikk kopp basert på bildegjennkjenning. Forsøket ble gjort for både papp- og plastkopper. Plastkoppen var gjennomsiktig og gjorde gjenkjenning vanskeligere. Testen viste at det var mulig å skille både papp- og plastkopper fra hverandre, fra andre objekter og fra bakgrunn. 14

3.5 Makulering- og komprimeringstester Makulering går ut på å dele koppene opp i mindre deler, komprimering går ut på å trykke sammen, valse eller stable koppene slik at de tar mindre plass. For å få et inntrykk av hva slags plassbesparing en kan forvente fra makulering eller komprimering ble det utført et forsøk på hvor mange 180ml pappkopper som får plass i en vanlig handlepose når de er hele, makulert eller komprimert. Tabell 3.2 viser resultat av forsøket som ble gjort. Tabell 3.2: Resultat av komprimering og makulering. Type Løse kopper Stabel på 5 og 5 Stabel på 10 og 10 Kopper delt i tre Presset fra bunn til topp Presset sammen sidelengs Antall 60 (referanseverdi) 3 ganger mindre plass 4 ganger mindre plass 2 ganger mindre plass 2 ganger mindre plass 2 ganger mindre plass Forsøket viste at å kutte kopper på tvers i tre deler eller klemme koppene sammen, ikke ga stor plassbesparing i forhold til stabling. Delene av koppene hadde fortsatt så stor strukturell integritet at de tok mye plass. Når en stablet alle 100 koppene var det ikke plass i posen på grunn av lengden på stabelen, men forsøket viste at plassbehovet var mange ganger mindre når en stablet koppene. Forsøket viste ikke hva finere makulering kunne gi i plassbesparing. 15

3.6 Mekaniske løsninger Det var ønske om å få plass til flest mulig kopper, og sortere papp- og plastkopper hver for seg. I tillegg skal en ta hensyn til rullestolbrukere. Oppdragsgiver dikterte derfor en maks høyde for innmating på 1300 mm, og prosjektgruppen har også plassert display og RFID leser i denne høyden. Kopper bør destrueres på en slik måte at de ikke kan pantes på nytt. På grunn av dette ville bedriften ikke gå videre med løsninger som innebar stabling av kopper, selv om stabling viste seg å være mest plassbesparende. For å få en bedre forståelse hvordan de forskjellige løsningene ville se ut og fungere i praksis, ble det laget 3D-modeller av de ulike løsningene. Forslagene gruppen hadde i idéfasen ble til slutt kortet ned til de tre aktuelle mekaniske løsninger som en finner i punktene videre. 16

3.6.1 Løsning med vertikal sylinder Innmating skjer i en vertikal sylinder som kan rotere rundt sin vertikale akse. Koppen blir satt inn med bunnen ned, og en ultralydsensor i toppen av automaten vil registrere om koppen har en uthevet bunn. Her kan det settes inn en vekt for å godkjenne forventet vektområde. Ultralyd, vekt og kamera vil til sammen klassifisere objektet som papp eller plast, og sylinderen vil rotere til høyre eller venstre for korrekt deponering av objekt. Figur 3.2 Innmating med vertikal sylinder. 17

3.6.2 Løsning med liggende innmating, X-krybbe Koppen mates liggende til en x-formet krybbe. Kameragjenkjenning er montert i taket av automat, rettet ned mot objektet som ligger i innmatingen. Ultralydsensor er montert i bakkant for å måle avstand til objektet. Krybben roterer til papp- eller plastside når objektet er blitt godkjent, og objektet makuleres over et sett kniver ved hjelp av rotasjonsbevegelsen. Figur 3.3: Liggende innmating, X-krybbe. 18

3.6.3 Løsning med liggende innmating, V-luke Koppen mates liggende til en v-formet lukeinnretning med bunnen først. Kameragjenkjenning er montert i taket av automat, rettet ned mot objektet som ligger i innmatingen. Ultralydsensor er montert i bakkant for å måle avstand til objektet. Når objektet blir godkjent åpner v-luken på papp eller plast side. Figur 3.4: Liggende innmating, V-form. 19

3.7 Grensesnitt For at automaten skal kunne fortelle brukeren om situasjoner som oppstår, må den ha et grensesnitt. Lyd og bilde er mulige alternativer for å informere brukeren om automaten sin tilstand. Det er vanligst med en LCD-skjerm på panteautomater. Lyd kan eventuelt benyttes til alarmer eller godkjenningslyder. For å oppfordre personer til å bruke automaten vil de få en kvittering for hver kopp som blir pantet. Kvittering kan mottas som papirkvittering, polett, opplading av et magnetstripekort eller en kan benytte RFID og database. 3.8 Styring Når alle prosesser er gjort rede for kan en velge styring og protokoller for kommunikasjon. Det finnes ofte transferbare måter å løse styring på. Eksempelvis kan C++ kode sammenlignes med Java kode og en industriell PC kan løse oppgaver en PLS kan gjøre. På denne måten kan et system bygges om med ulik teknologi som gir samme sluttresultat. 4. Valg av løsning Forprosjektet startet med mange løsninger, disse ble kortet ned ved hjelp av veiledere og oppdragsgiver. Løsningen ble stadig mer utdypt gjennom forprosjektperioden. På siste Skype møte med bedriften, ble de tre løsningene fra punkt 3.6 lagt frem til Repant ASA ved Gudmund Larsen og Lars Møgster. I fellesskap falt besluttningen om å gå videre med løsningen fra punkt 3.6.3. Denne løsningen ble valgt fordi den hadde gjenkjenning og sortering adskilt fra komprimering og makulering. Dette var en enkel mekanisk løsning, som hadde liggende innmating og kunne enkelt programmeres om til å ta imot flasker, bokser eller annet. I en senere fase i prosjektet ble planer for komprimering/makulering lagt til side, fordi en slik enhet ville tatt mye tid å konstruere, og kunne skapt unødvendig stor fare for bruker. At koppene kan pantes på nytt er ikke heldig, men for å få tilgang til dem må en fysisk bryte seg inn i automaten. Det er satt av plass for en eventuell fremtidig makuleringsenhet. 20

I forprosjektet ble ultralyd, induktive og kapasitive sensorer sammen med kamera og gjennomlysning vurdert som gode løsninger til sensorer i automaten. Etterhvert ble det enighet om at kapasitiv sensor og gjennomlysning kunne vurderes som overflødig. Induktive sensorer som metalldetektorer ble heller ikke implementert. Å lage en innretning som finner dielektrikumkonstant ble ikke videre utviklet. Kamera og ultralyd var ble brukt til gjenkjenning, og optiske sensorer ble brukt for overvåking innmatingshullet. Det ble benyttet servomotorer for å styre lukene på automaten. Til å gi ut kvittering valgte gruppen RFID løsning fordi det er det mest fremtidsrettede alternativet av de aktuelle løsningene. En vil med RFID-kort få lagret panten sin i en database sammen med kortnummeret. Databasen er tenkt å være tilgjengelig for en kafeteria eller lignende, slik at en kan benytte panten. Bedrifter bruker ofte RFID-kort til formål som adgangskontroll, disse kortene kan også brukes til automaten. Styring av alle prosesser vil bli gjort av en enslig-mikrokontroller. Denne vil også bli benyttet som I/O, og kommuniserer med datamaskinen via USB. Det vil bli brukt et display for å vise statusinformasjon fra automaten og tilbakemeldinger til bruker. En datamaskin vil behandle bilder fra kamera, lagre pant i database sammen med RFID-kortnummer og ellers være hjernen i automaten. C/C++ ble vurdert til å kunne gi størst anvendelighet til bildebehandling. Ethernet kobling åpner for LAN og internett. Lagring av kopper vil bli gjort i tradisjonelle søppelsekker. Disse festes til en ramme som gjør det enkelt å tømme automaten. 21

5. Automatisk Papp- og Plast Sortering Denne delen av rapporten beskriver den rèelle automaten sin konstruksjon, sammensetning av komponenter og virkemåte. Virkemåten er forklart med skjematisk fremstilling av algoritmer og forklarende tekst. For å få bedre oversyn over virkemåten til automaten er det i Figur 5.1 satt opp en prinsippskisse med forklaring. 5.1 Prinsipp Figur 5.1: Prinsippskisse av systemet. Automaten bruker en strømforsyning som forsyner datamaskin, enslig mikrokontrollerbrett, optiske sensorer og ultralyd. Andre komponenter får strøm fra datamaskinen og mikrokontroller. 22

Datamaskinen og mikrokontroller kommuniserer med hverandre via USB. Hvis datamaskinen er koplet til internett kan en fjernstyre automaten, og dette kan også gi mulighet for oppdatering av mikrokontroller og styring av alle enheter. Automaten må være koplet i et nettverk sammen med kassen i kafeteria/kantine eller eventuelle drikkeautomater i kafeteria/kantine, for å kunne bruke pant. Det er mulig å knytte alle denne typer automater opp mot en hoveddatabase, da kan brukerne benytte sin pant i alle kafeterier/kantiner som har systemet implementert. Fotosensorene står på inngangen for å oppdage om noe er på vei inn i automaten. Ultralyd er rettet mot objekter plassert i v-luken, og kamera er montert i taket av automaten, rettet ned på objektet. RFID og skjerm er brukeren sitt grensesnitt på fremsiden av automaten. Figur 5.2: Panteprosess i praksis. 23

Under normale forhold kan brukere av maskinen starte en ny panteprosess når skjermen viser et bilde av en kopp med teksten bunnen inn. Brukeren kan selv velge å legge inn en papp- eller plastkopp på lukene. Når koppen ligger på lukene blir avstanden til bunnen målt ved hjelp av en ultralydsensor. Når brukeren ikke lenger bryter inngangen, blir målt avstand sendt til datamaskinen og kameraet tar bilde av koppen. Godkjenningsprosessen gjennomføres, der formen til objektet må tilsvare en kopp. Ultralydmåling blir sammenlignet med avstandsmåling gjort av kamera, og sammenligningen av disse målingene avgjør type kopp. Når koppen blir godkjent enten som papp eller plast starter sorteringen av koppen. Dersom koppen ikke blir godkjent, får brukeren en feilmelding vist på skjermen med beskjed om å fjerne objektet. Automaten blir ventende til noen har fjernet objektet. Når koppen er fjernet kan brukeren fortsette panteprosessen eller avslutte panteprosessen ved å benytte RFID kort på avleser. Ved utført pant får bruker kreditt avhengig av volum på koppen. Kreditten legges til i databasen og knyttes opp mot den unike RFID-nøkkelen, som senere kan brukes i kafeteria. Prototypen har databasen i selve automaten. Denne er tilgjengelig for en kafeteria via LAN eller internett. Under sortering arbeider servoene i automaten. Servoene vil stanse om noe puttes inn i automaten under prosessen. Automaten vil håndtere slike situasjoner på samme måte som når et objekt ikke ble godkjent. Dette er gjort på bakgrunn av at noe annet enn papp og plast kan havne i automatens lagerrom. Brukerene blir altså straffet ved å ikke motta pant for koppen om de avbryter prosessen. 5.2 Automatens utforming Rammebetingelsene gitt av oppdragsgiver dikterte størrelsen på automaten. Materialene automaten skulle konstrueres av, var valgfrie. Materialer som tre, plast og metall ble vurdert. Gruppen ønsket en mest mulig rigid konstruksjon og det ble dermed bestemt å lage en kabinettramme i metall. Gruppen innhentet tilbud fra et lokalt blikkenslagerfirma. I tilbudet inngikk et byggesett til kabinettramme i ferdig produserte aluminiumsprofiler. Gruppen var også i kontakt med et enkeltmannsforetak representert ved Jonny Aarset. Aarset kunne levere kabinettramme sveiset i stål. Valget falt på rammen i stål siden den hadde en langt lavere pris enn tilbudet fra blikkenslagerfirma. 24

5.2.1 Byggestruktur Automatens kabinettramme er konstruert av 20x20x2 mm firkantstål [vedlegg 18]. Festebraketter til montering av utstyr innvendig er laget av en kombinasjon av 20x20x2 mm firkantstål og 0.7 mm aluminiumsplater. Til innkapsling av kabinettet er det brukt 0.7 mm galvaniserte stålplater. Platene er belagt med folie for å bedre design og utseende. Automaten er konstruert slik at service skal være enklest mulig. PC, strømforsyning, mikrokontroller, kamera og lys er montert på en aluminiumsplate som utgjør taket i automaten. Taket kan enkelt løftes av dersom det skal utføres service på komponentene som er montert der. Det er konstruert braketter og festeanordninger til annen elektronikk i automaten på en slik måte at det skal være lett å demontere disse ved service eller ved bytte av deler. På prototypen er platene på front, sider og bak festet med kraftige magneter slik at de lett kan fjernes ved service eller videre utvikling. For å være tilpasset rullestolbrukere er hull for innmating plassert 1300 mm over bakkeplan. På innsiden av innmatingshullet er det plassert fotosensorer for å detektere om noe passerer hullet. Innenfor sensorene sitter en lukeinnretning der koppene skal plasseres. Lukene består av to plater montert i en v-form. De to lukene kan roteres individuelt ved hjelp av en servomotor på hver luke. Avhengig av hvilken type kopp det er vil lukene åpne seg til hver sin side for lagring av papp eller plast. Et feilmoment som kan inntreffe ved en slik lukeløsning er at søl og rester fra koppene kan samle seg på lukene og medføre at koppene henger fast. For å hindre dette er lukene konstruert på en slik måte at de enkelt kan skiftes ut eller rengjøres. 25

5.2.2 Enheter Automaten er utstyrt med enheter som tar seg av ulike deler av pantingen. Fra styring av sortering til lesing av brukeren sitt RFID kort. Under følger en beskrivelse av alle enhetene som er installert i automaten. Datablad for alle enhetene under er å finne i vedlegg. RFID leser Automaten er utstyrt med en RFID leser. Denne kan lese brikker, kort og lignende, som har frekvensområde 125kHz. Det finnes leserer med andre frekvenser eller hele frekvensområder. De passive RFID-kortene som er brukt er kun lesbare. De har ingen batterier, men bruker Faraday sitt prinsipp for magnetisk induksjon til strømforsyning [6,7]. En finner en mikrochip på kortet, det er denne som inneholder den unike koden. Amplitude shift keying (ASK) er mest vanlig for digital radiofrekvens overføring [8]. Dataene blir overført ved at kortet får spolen på leseren til å endre spenning (amplitude). Leseren mottar en 10 sifferet unik kode, som identifiserer kortet. Manchester koding [9] blir brukt til å kommunisere. I tillegg kommer checksum som hjelper å garantere at data er riktig mottatt, start- og sluttbit. En finner også carriage return (CR) og linefeed (LF) [10]. Ultralyd sensor Ultralydsensorer benytter lyd og er idèelle for måling av ujevne overflater, væsker, klare objekter og objekter som oppbevares i skitne omgivelser. Om det er noe innenfor måleområdet blir denne lyden reflektert og sendt tilbake til sensoren, et ekko. Tiden dette tar måler sensoren og bruker tiden og hastigheten for å bestemme avstand [11]. Ultralydsensoren har hovedsakelig to funksjoner i automaten. Sensoren skal detektere om et objekt ligger i v-luken og måle avstanden til objektet. Optisk sensor Automaten benytter en optisk sensortype på innsiden av innmatingshullet. En fokusert rød lystråle går ut av sensoren, treffer en reflektor og kommer tilbake til sensoren. Dette karakteriserer en retroreflektiv sensor. Om lyset blir brutt endrer sensoren tilstand. Når lyset treffer sensoren 26

benyttes den fotoelektriske effekten [12]. Et metall i sensoren frigir elektroner når det blir truffet av det røde lyset med bølgelende på 650 nm. Metalltypen er ikke oppgitt. Germanium og Silisium er eksempler på metaller som kan frigi elektroner når de blir truffet av lys med bølgelengde nær rødt lys [13]. Dette metallet blir ikke like mye påvirket av vanlig lys, som ved rødt lys. Sensoren kommer ferdig innkapslet fra leverandør, og trenger derfor ikke å være spesielt skjermet fra vanlig lys. Sensoren fungerer som en fototransistor [14], der basen blir styrt av rødt lys. Det er brukt to slike optiske sensorer i automaten. Disse er rettet slik at de former et kryss ved innmatingshullet. En hånd eller kopp som blir ført inn i automaten vil da bryte en eller begge disse lysstrålene og bli detektert. Dette brukes til å koble ut alle bevegelige deler så lenge lysstrålen er brutt for å unngå klemfare. I tillegg forteller det automaten at det muligens er matet inn en kopp. Kamera Et kamera er en enhet som avbilder lys. Det avbilder form og fargene som objektene i opptakstiden reflekterer fra seg. Et kamera er en sensor som kan fortelle veldig mye, men krever mye prosessorkraft for å skille ut ting som er på bildet. Kameraet kan lagre f.eks. 640x480 punkt hvor hvert punkt kan ha mange forskjellige farger. Display Automaten er utstyrt med et Nokia 6100 LCD display som har en oppløsning på 128x128 punkt. Displayet er lite, har farger og er enkelt i bruk. Informasjon til brukeren vises på display ved hjelp av tekst og figurer. Servoer Servoene har tilkobling for pluss/minus DC inn, med maks spenning på 6V, og et kontrollsignal. For å kontrollere servoene som er brukt i automaten trenger en et kontinuerlig kontrollsignal. Kontrollsignalet gir beskjed til servoen om å stille seg inn på et gitt antall grader. Signalet som benyttes må ha en bestemt periode der en har logisk høy bare i en liten del av perioden. Perioden på signalet er ikke kritisk så lenge det ligger mellom cirka 20 40 ms, det vesentlige er lengden på pulsen i høy tilstand. Logisk høy i cirka 1ms gir ekstrem utslag ene veien, og logisk høy i 2ms gir ekstrem utslag motsatt vei. 27

Mikrokontroller En mikrokontroller er en liten PC i form av en intregrert krets som består av en egen prosessor, et minne og inn/ut ganger som det er mulig å programmere. Det er brukt en Arduino Mega2560 i automaten. Den har en rekke digitale og analoge inn- og utganger koblet opp mot en ATmega2560 mikrokontroller brikke. Disse opererer innenfor 0-5 volt og har en oppløsning på 1024 [15]. En finner også digitale pulsbreddemodulasjon (PWM) porter, som kan blandt annet generere analog spenning [16] og passer fint til servoer. Mikrokontrolleren kan programmeres ved hjelp av gratis programmet Arduino IDE. Brettet er utstyrt med en ATmega8U2 chip for å kunne bruke USB som kommunikasjon [17]. En kan laste opp program, lese og skrive via USB. Datamaskin En oppgaverettet datamaskin er installert i automaten for å ta hånd om de tyngste jobbene. Datamaskinen har vanlige inn- og utganger som en PC, men kjører uten skjerm og grafisk grensesnitt. Dette er gjort for å bruke mindre ressurser og strøm. En USB 2.0 minnepinne er brukt som oppstart og lagringsmedium (harddrive). Powersupply Automaten er utstyrt med en strømforsyning av typen som blir brukt i stasjonære datamaskiner. Disse forsyningene kan levere høy effekt til en lav pris. Strømforsyningene tåler 115/230V på primærsiden og leverer 5V og 12V på sekundærsiden. LSA+ profil Alt av sensorutsyr, driftspenning og jordingspunkt er koplet til LSA+ braketter for å sikre en ryddig og oversiktlig tilkobling. 28

5.3 Styringsteknikk Automaten skal sortere ved å åpne til den ene eller andre siden etter at objekt har blitt godkjent. Dette gir et sett med inn- og utganger som styres og leses av en mikrokontroller som kommuniserer med en datamaskin. Mikrokontroller og datamaskin er programmert ved hjelp av ulike programmeringsspråk. 5.3.1 Inn- og utganger Tabell 5.1 viser listen over inn- og utganger som er tilkoplet mikrokontrollerbrettet Tabell 5.1 Oversikt over innganger og utganger I/O Type Variabelnavn Beskrivelse Input Integer opticsensors Tilstanden til de optiske inngangsensorene. 1 når brutt, 0 når ikke brutt. Input Integer dooropen Tilstanden til dør. 1 når lukket, 0 når åpen. Input Integer ultrasonicsensor Leser ultralyd sensorens analoge verdi. Output Integer cameralight Aktiverer lys i automaten når kamera skal brukes. 5.3.2 Kommunikasjon Mikrokontrolleren og kameraet er koblet til datamaskinen med USB. Datamaskinen har ethernet kobling som kan nyttes til LAN og internett med tanke på fjernstyring, vedlikehold og lesing av pant fra database. 5.3.3 Programvare og programmeringsspråk Automaten benytter forskjellige programmer til forskjellige prosesser. Programvaren som skulle benyttes ble vurdert utfra pris og muligheter. All programvare som er benyttet i prosjektet er åpen 29

kildekode og gratis. Sensorer og servoer er koblet til en mikrokontroller som er koblet til en datamaskin. I datamaskinen er det opprettet en database for å holde orden på pant og RFID kort. Alt dette kan styres, leses og oppdateres ved hjelp av følgende programvarer: Operativsystem Linux er et fleksibelt operativsystem med mange avarter. Datamaskinen kjører en Linux-variant av typen Ubuntu Server. Dette er et operativsystem som arbeides med gjennom kommandolinje. Ved hjelp av kommandolinjen kan en eksekvere programmer, åpne mapper, sette opp og styre tjenester. Denne måten å bruke en datamaskin på er vanlig på servere for å spare utgifter på skjermer og ressurser på datamaskinen. Det er veldig vanlig å bruke fjernstyring for å utføre disse oppgavene. MySQL database Datamaskinen har databaseprogrammet MySQL installert. I databaseprogrammet lagres ID nummerene til RFID kortene som blir brukt på automaten. Disse nummerene er primærnøkkelen i to enkle tabeller, account og balance, som innholder info om henholdsvis bruker og pant. Det er vanlig å holde personopplysninger adskilt fra andre opplysninger [18], derfor 2 tabeller. Nye kort blir lagret med standard navn lik NULL som gir celle uten verdi. Dette skjer automatisk når et nytt kort blir brukt. En kan senere legge til navn eller andre opplysninger, om en vil det, enkelt fra kommandolinjen. Databasen blir oppdatert når RFID kort blir benyttet, slik at pant blir samlet til kortnummeret i databasen. Denne er tilgjengelig via LAN og internett og ligger på automatens datamaskin. Dette passer fint til en bedrift der panten kun nyttes i kafeterien, men i et større bilde kan en med fordel ha database på en egen datamaskin som er plassert en helt annen plass. Bildebehandling Maskinen bruker OpenCV for å håndtere bilder. OpenCV er et Open Source Computer Vision Library, det vil si et åpent multiplattform-bibliotek med funksjoner for å lette arbeidet med bildebehandling. Biblioteket er utviklet av Intel og er laget for real time applikasjoner [19]. OpenCV blir levert med funksjoner for å lære maskinen å kjenne igjen objekter som kan brukes i real time. Det inneholder mange kjente matematiske algoritmer, transformasjoner og filtre. 30

C++ Programmet for kameragjenkjenning i automaten er skrevet i C++ og er et objektorientert programmeringsspråk. Det ble valgt å bruke C++ siden OpenCV har best støtte for dette språket. Arduino IDE og Wiring Mikrokontrolleren på Arduino Mega 2560 kan programmeres med Arduino IDE. Arduino IDE en er skrevet i Java, og er en avart av programeringsspråket Processing sin IDE. Programmeringsspråket som benyttes av brukeren i Arduino IDE er basert på Wiring som kan ligne på en forenklet versjon av C/C++ [20]. Kode som blir skrevet i Arduino IDE må inneholde funksjonene setup() og loop(). Setup kjøres en gang ved oppstart, loop kjøres om og om igjen helt til en skrur av eller restarter enheten. Selve opplastingen av program skjer ved hjelp av avrdude [21]. Når programmet lastes opp legges det blandt annet til en main() funksjon for å gjøre det til et fullverdig C++ program slik at det kan kompileres ved hjelp av GNU toolchain [22,23] og AVR libc [24]. 5.4 Algoritmer Før en går løs på programmering, er det i de fleste tilfeller lurt å begynne med en algoritme for å danne seg et bilde om hvordan programmet burde være. En algoritme for et program er en skjematisk fremstilling av programmet. En algoritme kan formuleres med få prosesser eller i dypere detalj der flere tilstander i programmet er dokumentert. Det vil si at i en enkel algoritme belyses prinsippet kort og konsist, mens i en mer detaljert algoritme kommer mer, eller hele gangen i programmet frem. En algoritme i seg selv inneholder ingen kode, men en beskrivelse av programmet i form av prosesser som kjøres etter at visse betingelser har inntruffet. 31

5.4.1 Datamaskin Syklusen til hovedprogrammet kan fremstilles på måten vist i Figur 5.3. Figur 5.3: Algoritme for dataprogram. 32

Det var planlagt å bruke et bildebibliotek til å gjenkjenne forskjellige objekter, men det viste seg å ta for lang tid siden et objekt idèelt sett trenger mange bilder pr. objekt. En slik løsning ville også kreve mer ressurser enn valgte løsning, og det ble derfor fokusert på formgjenkjenning av kopper. Automaten kan ta i mot andre objekter enn bare kopper ved å legge inn formgjenkjenning til de forskjellige objektene i programmet. Figur 5.4 illustrer hvordan formgjenkjenningen arbeider. Figur 5.4: Bildeanalyse. Rød strek indikerer midten av bildet, rosa er ultralydmåling og de grønne er område koppen skal ligge innenfor. Programmet på datamaskinen tar et bilde med webkamera. Når programmet analyserer bildene konverterer det bildet først til svart-hvit og deretter til ren konturfremheving. En sitter da igjen med de kraftigste linjene på bildet. Programmet begynner å lete etter vertikale linjer fra venstre på bildet med utgangspunkt fra ultralydmålingen. X-koordinaten fra området med mest uthevet vertikal linje blir lagret som bunn av kopp. Programmet leter så etter mest uthevede vertikale linje fra høgre til venstre. X- koordinaten til funnet punkt blir lagret som topp av kopp. 33

Området mellom de vertikale grønne linjene er hvor koppen antatt skal ligge. Høyden mellom den blå og røde linje tilsvarer koppens lengde. Siden en kopp aldri er bredere enn høyden sin er dette markert som leteområdet. Koppens ene sidekant antas å ligge mellom der. Derfor skanner programmet fra den øverste blå linjen nedover til den røde linjen og kartlegger formene. Det leter så etter hjørner for å finne hvor koppen har bunn- og toppdiameter. Høyeste hjørne funnet antas å være nærheten av toppunktet og derfor koppens ytterpunkt, største diameter. Tilsvarende blir gjort for nedre del av den røde linjen, men her plukker programmet ut største diameter fra nederste del av bildet. Samme prosedyre blir kjørt for nederste bit av bildet for å finne den andre sidekanten. Til slutt blir vinkelen på koppen og volumet regnet ut. For at et objekt skal bli godkjent som kopp må følgende kriterier være oppfulgt: Toppunktet sin X-koordinat må være vesentlig større enn bunnpunktet sin. Nederste diameter må være mindre enn øverste, for å verifisere at bunn ligger inn. Skråvinkel på kopp må ligge mellom 5 og 20 grader. Sammen med ultralydsensoren kan kameraet finne ut om bunnen er innpresset som betyr at det er en pappkopp. Dette skjer ved at ultralydsensoren måler en avstand til bunnen av koppen, samtidig som kameraet måler avstand til enden av siden. Forskjellen i disse målingene vil altså fortelle om bunnen er innpresset eller flat. 5.4.2 Mikrokontroller Mikrokontrolleren i automaten har som oppgave å håndtere alle tenkelige scenario vedrørende automatens normale operasjoner. Hovedprogrammet består av en tilstandsmaskin. Gjennom tilstandsmaskinen blir ulike operasjoner håndtert basert på brukerens handlinger. Mikrokontrolleren overvåker innmatingen, styrer lukene og aktiverer lys samtidig som den sender ulike beskjeder til datamaskinen som er nødvendige for dens og kameraets operasjoner. En gjennomgang av mikrokontrolleralgoritmen Figur 5.5 kommer under. 34

Figur 5.5: Algoritme for mikrokontroller. Ved oppstart av automaten lukker lukene seg automatisk og teksten Klar vises på skjermen. Når hovedprogrammet kjøres vises et bilde av en kopp med beskjeden bunnen inn på skjermen. Servoene som styrer lukene blir koplet ut for å hindre at de arbeider unødvendig etter at lukene er 35

lukket. Når automaten er klar til bruk kan en begynne panteprosessen eller benytte RFID kort på leseren for å se sin nåværende saldo. Det er tatt forbehold om at noe kan skyve lukene ut av stilling. Lukene lukkes med dette når inngangen ikke lenger er brutt. I det noe er på vei inn i automaten slår lyset seg på og blir slått av dersom ingenting er plassert i automaten og når hånden er fjernet fra inngangen. På inngangen er det lagt inn en kort forsinkelse på grunn av at de optiske inngangssensorene ikke alltid registrerer de gjennomsiktige plastkoppene. Forsinkelsen gjør det mulig å plassere koppen på lukene samtidig som at inngangen blir registrert som brutt. Under vanlige forhold plasseres en kopp på lukene og lyset i automaten aktiveres. Meldingen CAMERA ON blir sent til datamaskinen som aktiverer kameraet. Når objektet er plassert og hånden er fjernet fra inngangen forblir lyset på. Når inngangen ikke lenger er brutt og ultralydsensoren måler en stabil måling som er kortere en lengden av lukene, blir beskjeden PICTURE og avstanden målt av ultralydsensoren, sendt til datamaskinen. Fra datamaskinen mottar mikrokontrolleren hvilken materialtype det er, en vinkel som baseres på diameteren til koppen og panten som nå er samlet. Dersom koppen ikke ble godkjent vises beskjeden "Fjern objekt" på skjermen. Automaten venter nå på at inngangen blir brutt og at innholdet på lukene blir fjernet. Lyset slås av når objektet fjernes, og et bilde av en hake vises på skjermen med teksten din pant. Pantesummen som vises er gjeldende for denne brukerens panteprosess. Dersom materialtypen er papp eller plast starter automaten selve sorteringprosessen. På bakgrunn av koppens diameter åpner lukene med en vinkel nødvendig for at et objekt med denne koppens diameter skal slippe gjennom. Dette er gjort for å redusere tiden det tar å åpne og lukke luken. En sikkerhetsprosedyre kobler alltid ut servoene hvis noe kommer inn i automaten når lukene er i bevegelse. Ved fullført sortering, blir beskjeden APPROVED sent til datamaskinen og koppens pant blir lagret. Skjermen oppdateres med nåverende pant og lyset slås av. Brukeren har nå valget om å pante flere kopper eller å avslutte videre panteprosess. Ved fortsettelse er praksisen den samme. For å avslutte benytter brukeren et RFID kort på avleseren. Kortets ID blir sendt til datamaskinen og panten som er samlet gjennom panteprosessen blir lagt til brukerens konto som er tilknyttet kortets nummer. Når panteprosessen er avsluttet vises koppen 36

med teksten bunnen inn på skjermen. Dersom brukeren forlater maskinen uten å ha avsluttet panteprosessen, vil andre kunne benytte sitt kort å få panten på sin konto. 5.5 Automatspesifikasjoner I Tabell 5.2 er det satt opp spesifikasjonene til APPS automaten. Tabell 5.2 Automatspesifikasjoner Strømforbruk 0.20A Pantehastighet 30 kopper/min Lagringsplass 250 liter Støynivå 50dB Automaten er programmert til å sette de fleste komponentene i hviletilstand når de ikke er i bruk. Kamera, lys og servoer blir bare aktivert ved behov, dette er gjort for å spare strøm. En strømmåler målte hvilestrømen til automaten å være 0,20 Ampere. Når automaten var i bruk ble 0,24 Ampere høyeste måling. For at folk skal bruke automaten er det viktig at panting skjer raskt. Hvis en skal mate automaten med mange kopper er det viktig at brukeren ikke må vente lenge mellom hver kopp. Våre målinger viste 30 kopper pr minutt. Det er satt av 250 liter lagringsplass i automaten. Lagringsplassen er delt i to kammer, et til papp og et til plast. Rammer gjør det enkelt å feste vanlige svarte søppelsekker til hvert kammer. Siden automaten er tenkt å kunne bli plassert i et kontor eller annen arbeidsplass, er det ønskelig at den ikke lager lyd, eller i det minste lyd under grensen for støy på arbeidsplassen. I forskrift om vern mot støy på arbeidsplassen [25] kap. 2 paragraf 7 kan en finne en grenseverdi for støy til å være 55dB for det som kalles gruppe I. gruppe I: arbeidsforhold hvor det stilles store krav til vedvarende konsentrasjon eller behov for å føre uanstrengt samtale og i spise- og hvilerom, Støy fra maskinen ble målt til en maksverdi på 50dB. 37

6. HMS Automaten bidrar til kildesortering og gjenvinning, noe som er bra for miljøet. Denne typen automat har klemfare og det er tatt hensyn til dette i software ved stopping av bevegelige deler som beskrevet i punkt 5.4.2. Maskindirektivet Maskindirektivet er et produkt av EU. I Norge er dette regulert gjennom forskrift om maskiner [26]. Ansvaret for reglene faller på miljø-, arbeid-, justis- og politidepartementet. Forskrift om maskiner gjaldt for oss som produsenter av maskinen utfra paragraf 3. 3. Hvem forskriften retter seg mot Forskriften retter seg mot produsenter, deres representanter, importører, leverandører og andre forhandlere av maskiner og produkter som omfattes av denne forskriften. Forskriften gjelder også tekniske kontrollorganer når disse utfører EF-typeprøvinger i henhold til forskriften, jf. 4. Forskriften gjelder for virksomheter som ikke sysselsetter arbeidstakere. Fra paragraf 5 og forskriftens vedlegg 1 finner en krav til sikkerhet også ved selve konstruksjonen av automaten. Det stilles krav i vedlegget at produsenten selv, eller en representant, skal utføre risikovurdering og innføre tiltak for å unngå fare for liv og helse under produksjonen. Risikovurdering er en prosess som må utføres flere ganger underveis. 5. Konstruksjon og bygging av maskiner Maskiner som konstrueres og bygges for å settes i omsetning og tas i bruk for første gang innenfor EØS-området, skal oppfylle kravene til vern mot skade på liv og helse i vedlegg I. Gruppen lager automaten for Repant ASA og skal ikke markedsføre eller omsette denne. Likevel er det verdt å nevne forbudet om å selge maskiner som ikke oppfyller forskrift om maskiner. 38

6. Forbud mot markedsføring og omsetning Maskiner skal ikke markedsføres, omsettes eller tas i bruk dersom: a) de ikke oppfyller de aktuelle kravene i forskriften, eller b) de utgjør en fare for helse og sikkerhet for personer samt husdyr og eiendom selv om maskinen er forsvarlig installert, vedlikeholdt og brukt som forutsatt under påregnelige forhold. Delvis ferdigstilte maskiner skal ikke settes i omsetning eller tas i bruk for første gang før kravene i denne forskriften er oppfylt. Når panteautomaten skulle produseres ville gruppen ta hensyn til disse forskriftene, slik at automaten enklere skulle kunne bli CE-merket. I praksis betydde dette at gruppen valgte komponenter som var CE-merket og laget maskintegninger mest mulig i samsvar med forskriftens vedlegg 7, teknisk dokumentasjon for automaten. 39

7. Drøfting og utvidelser Ved videreutvikling av automaten er det mye som kan være interessant å ta tak i. Under følger en liste over potensialer. Festing av dørene For lettere håndtering av prototypen ble det bestemt at dørene kun skulle festes med magneter. Dette er en fordel for Repant og alle som ønsker å se innsiden av automaten når den skal vises frem. På et eventuellt sluttprodukt kan sidene være naglet fast i rammen og døra fremme kan ha hengsler og en låsemekanisme. Pante stabler med kopper Ved å kunne pante en stabel med like kopper vil en kunne spare mye plass i oppbevaringsrommet, samtidig som en sparer mye tid i forhold til om en skulle pantet en og en kopp. Dette var en utvidelse som ble oppdaget etterhvert, men som det ikke var nok tid til å implementere i automaten. Større skjerm En skjerm på mellom 4 og 5 tommer hadde gitt mulighet for en mer omfattende HMI. En slik skjerm til lav nok pris ble ikke funnet. En lav totalpris ble i dette tilfellet prioritert. Egenutviklet papp- og plastsensor I forprosjektfasen ble det utført forsøk for å fastslå om det var mulig å kunne utvikle en egen sensor som kunne detektere papp og plast. Forsøket ble gjort med bakgrunn i at forskjellige stoff vil kunne gi forskjellig kapasitans, og at denne forskjellen er målbar på et objekt som skal pantes i automaten. Som en kan se i punkt 3.4.1, viser forsøket som ble gjort at dette er mulig. Avstandmåler med lengre rekkevidde Når ultralydsensoren til automaten ble bestilt var det oppgitt lang nok rekkevidde. Det viste seg at sensorens virkelige rekkevidde stemte overens med et eldre datablad, ca 250mm. Det som var 40