Kurz vor Corona posierten Hendrik Stübbe, David Boensma und Oliver Levers (v.l.) für ein Foto. Die Studenten haben gemeinsam mit Kommilitonen den „Trash Monitor“ entwickelt, der den Füllstand sowie die Temperatur und Luftfeuchtigkeit in Abfallbehältern misst. (Foto: FH Münster/Jana Schiller)
Über eine App und eine Web-Oberfläche kann der Nutzer die Sensordaten einsehen. (Foto: FH Münster/Jana Schiller)
Der Standort der Mülltonne wird über einen QR-Code am Trash Monitor erfasst. (Foto: FH Münster/Jana Schiller)
Steinfurt (20. April 2020). Biomüll immer am Donnerstag, Restmüll und Altpapier zusätzlich alle zwei Wochen - die Müllabfuhr kommt meistens zu festgelegten Abfuhrterminen, egal ob die Tonne schon voll oder noch fast leer ist. Masterstudenten der Elektrotechnik und Informatik an der FH Münster haben sich Gedanken darübergemacht, wie man die Abfallentsorgung in Städten optimieren könnte - und ein Gerät entwickelt, das unter anderem den Füllstand in Mülltonnen überwacht. Die Idee: Der "Trash Monitor" teilt Abfallunternehmen mit, wann welche Tonne geleert werden muss, und sorgt so für eine bedarfsgemäße Müllabholung.
Los geht's mit der Standortermittlung des Abfallbehälters. Dazu scannt der Nutzer, beispielsweise ein Müllwerker, mit einem Smartphone den QR-Code außen an der auffällig grünen Box. Der Trash Monitor übernimmt einmalig die GPS-Daten des Mobiltelefons. Durch dieses Verfahren kann die Mülltonne schnell und einfach geortet werden. "Ein eigener GPS-Sender im Gerät hätte eine zu lange Übertragungszeit und verbraucht auf Dauer zu viel Energie", erklärt Elektrotechnikstudent Hendrik Stübbe, der zusammen mit seinen Kommilitonen David Boensma und Oliver Levers für die Hard- und Firmware zuständig war. "Größere Abfallcontainer stehen normalerweise immer am selben Platz. Daher reicht es, den Standort einmal bei der Inbetriebnahme des Trash Monitors zu speichern", erklärt er.
Das Gerät wird unter dem Mülltonnendeckel befestigt. Der eingebaute Abstandssensor führt eine sogenannte "time-of-flight"-Messung durch. Dabei misst er die Zeit, die das Licht benötigt, um die Strecke zwischen Deckel und dem darunter befindlichen Müll zurückzulegen. Ein weiterer Sensor misst die Temperatur und die Luftfeuchtigkeit in der Tonne. Die Studenten haben die Elektronik so eingestellt, dass mehrmals am Tag Daten erhoben werden. Dazwischen schaltet der Mikroprozessor aus und schont so die Lebensdauer der Batterien. Um die Sensordaten aus der Mülltonne zum Nutzer zu schicken, nutzen die Studenten die kostenlose und reichweitenstarke Funktechnologie "LoRaWAN", die sie im vergangenen Wintersemester in der Veranstaltung "Embedded Systems" bei Prof. Dr. Peter Glösekötter kennengelernt hatten.
Über die App, die die Informatikstudenten Christian Winter, Sebastian Weiß und Benjamin Basmaci programmiert haben, hat der Nutzer alles im Blick. Auf einer Karte sieht er die Standorte aller registrierten Tonnen. Ein weißes Symbol zeigt an, dass alles in Ordnung ist, rot bedeutet, dass die Tonne voll ist und geleert werden sollte. Per Klick auf die Symbole erscheinen die aktuellen Daten. Der Nutzer kann sich außerdem die kürzeste Strecke zu einer beliebigen Tonne anzeigen lassen. In einem weiteren Entwicklungsschritt sei eine optimierte Routenplanung zwischen den vollen Tonnen denkbar, erklären die Studenten. Auf diese Weise könnten Abfallentsorger Kosten für unnötige Fahrten einsparen. Eine detaillierte Auswertung der Daten über einen längeren Zeitraum hinweg ist über eine Web-Oberfläche am Computer möglich.
Eine Umsetzung oder Vermarktung des Trash Monitors planen die Masterstudenten nicht. Der Preis für das Produkt sei schwer kalkulierbar, erklären sie. Für weitere Entwicklungen und Optimierungen fehlt ihnen kurz vor ihrer Masterarbeit schlicht die Zeit. Daher geben sie den Prototyp in die Hände von Glösekötter und seinen Mitarbeitern im Labor für Halbleiter-Bauelemente und Bussysteme.