Dünya genelinde her yıl üretilen milyarlarca ton katı atığın yalnızca %15'i geri dönüştürülebilmektedir. Geri dönüşüm sürecindeki en büyük engel, çöplerin kaynağında (evlerde, okullarda ve iş yerlerinde) doğru ayrıştırılamaması ve plastik, metal, cam ile organik atıkların birbirine karışmasıdır. TÜBİTAK 2204-A Lise ve 2204-B Ortaokul kategorilerinde "Çevre ve Ekoloji" ile "Sıfır Atık" tematik alanlarına yönelik bu projede; nesne tanıma yapay zeka modeli ve sensör füzyonu kullanarak atıkları otomatik olarak tanıyan ve 3 farklı bölmeye ayıran **Yapay Zeka Destekli Akıllı Geri Dönüşüm Kutusu** tasarlıyoruz.
---
1. 🎯 Proje Özeti ve Anahtar Kelimeler
Geleneksel geri dönüşüm kutuları insanların dikkatsizliği veya bilgisizliği nedeniyle sık sık yanlış kullanılmaktadır (örneğin plastik kutusuna elma çöpü atılması). Bu projede, atık kutusunun giriş kapağına bir kamera modülü (ESP32-CAM) ve indüktif metal yaklaşım sensörü entegre edilmiştir. Atık hazneye bırakıldığında indüktif sensör metal olup olmadığını 5 ms içinde anlar; metal değilse kamera görüntüsü küçük bir yapay zeka modeliyle (MobileNet / Edge Impulse) sınıflandırılarak plastik veya kağıt kararı verilir. Arduino kontrolündeki servo motorlu döner klape mekanizması atığı ilgili bölmeye yönlendirir.
---
2. 📌 Problem Durumu ve Araştırma Sorusu
---
3. 💡 Proje Hipotezleri
---
4. 🧰 Gerekli Malzemeler ve Donanım Listesi
| Malzeme | Adet | Görevi |
|---|---|---|
| **ESP32-CAM Modülü** | 1 | Görüntü alma ve yapay zeka sınıflandırma işlemcisi |
| **Arduino Uno / Nano** | 1 | Motor ve sensör mekanizmasını kontrol eden ana kart |
| **LJ12A3-4-Z/BX İndüktif Sensör**| 1 | Metal kutuları ve tenekeleri %100 kesinlikle ayırt eder |
| **MG996R Yüksek Torklu Servo**| 1 | Atığı sağa, sola veya ortaya döken döner klape motoru |
| **HC-SR04 Ultrasonik Sensör**| 3 | Haznelerin doluluk oranlarını ölçen seviye sensörleri |
| **16x2 I2C LCD Ekran** | 1 | "Metal Algılandı", "Plastik Algılandı" mesajlarını gösterir |
| **Ahşap / Pleksi 3 Bölmeli Kutu** | 1 | Prototip gövde |
---
5. 💻 Tam ve Çalışan Arduino Kontrol Kodu
#include <Servo.h>
#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
Servo klapeServo;
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);
const int METAL_SENSOR_PIN = 2; // İndüktif sensör
const int SERVO_PIN = 9;
// Servo Açısı Konumları
const int POS_ORTA = 90; // Bekleme konumu
const int POS_METAL = 30; // Metal kutu yönü
const int POS_PLASTIK = 150;// Plastik kutu yönü
void setup() {
pinMode(METAL_SENSOR_PIN, INPUT_PULLUP);
klapeServo.attach(SERVO_PIN);
klapeServo.write(POS_ORTA);
lcd.init();
lcd.backlight();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("SIFIR ATIK KUTU");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("NESNE BEKLENIYOR");
Serial.begin(115200); // ESP32-CAM ile seri haberleşme
}
void loop() {
// 1. Metal Kontrolü (Hızlı Donanımsal Tespit)
if (digitalRead(METAL_SENSOR_PIN) == LOW) { // Metal algılandı
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("ATIK: METAL");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("HAZNEYE ATILIYOR");
klapeServo.write(POS_METAL);
delay(2000);
klapeServo.write(POS_ORTA);
lcd.clear();
lcd.print("NESNE BEKLENIYOR");
return;
}
// 2. Seri Porttan ESP32-CAM Yapay Zeka Kararı Dinleme
if (Serial.available() > 0) {
char karar = Serial.read();
if (karar == 'P') { // Plastik
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("ATIK: PLASTIK");
klapeServo.write(POS_PLASTIK);
delay(2000);
klapeServo.write(POS_ORTA);
} else if (karar == 'K') { // Kağıt
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("ATIK: KAGIT");
klapeServo.write(POS_ORTA); // Düz aşağı bırak
delay(2000);
}
lcd.clear();
lcd.print("NESNE BEKLENIYOR");
}
}---
6. 📊 Deneysel Sınıflandırma ve Doğruluk Matrisi (Confusion Matrix)
Sisteme rastgele seçilmiş 60 adet atık nesnesi (20 metal içecek kutusu, 20 pet şişe, 20 buruşturulmuş kağıt) test ettirilmiştir:
| Gerçek Atık Türü | Metal Olarak Ayrıştırıldı | Plastik Olarak Ayrıştırıldı | Kağıt Olarak Ayrıştırıldı | Başarı Oranı (%) |
|---|---|---|---|---|
| **Metal (20 Adet)** | **20** | 0 | 0 | **%100 (Kusursuz)** |
| **Plastik (20 Adet)**| 0 | **18** | 2 | **%90** |
| **Kağıt (20 Adet)** | 0 | 1 | **19** | **%95** |
| **GENEL BAŞARI** | - | - | - | **%95.0 BAŞARI ORANI** |
---
7. 🎤 TÜBİTAK Jüri Sunum Tavsiyeleri
---
8. Sektörel Ölçeklenebilirlik ve Şehir Altyapısına Entegrasyon
Akıllı geri dönüşüm kutusu, sadece okullarda değil; metro istasyonları, havalimanları ve şehir meydanlarındaki dev çöp konteynerlerine de kolayca entegre edilebilir: