Tutorial Projek Akhir Tahun: Cara Bina Sistem Pengurusan Tong Sampah Pintar Berasaskan IoT

Pernah nampak tong sampah awam yang melimpah-limpah sehingga sampah bertaburan di jalanan? Ini masalah sebenar yang berlaku di bandar-bandar Malaysia — bukan kerana tiada pekerja kebersihan, tapi kerana jadual pengutipan sampah adalah tetap tanpa mengira sama ada tong sudah penuh atau masih separuh kosong.

Projek FYP ini selesaikan masalah tu dengan teknologi IoT: sistem tong sampah pintar yang kesan tahap penuh secara real-time dan maklumkan pasukan pembersihan hanya bila diperlukan. Hasilnya? Penjimatan kos operasi, bandar yang lebih bersih, dan data untuk perancangan bandar yang lebih baik.

---

Kenapa Projek Ini Sesuai untuk FYP?

Projek ni ada dua kekuatan utama untuk panel FYP:

Impak sosial yang jelas — Pengurusan sisa pepejal adalah cabaran serius buat kerajaan tempatan Malaysia. Projek ni menunjukkan bagaimana teknologi boleh selesaikan masalah yang orang ramai boleh nampak dan rasai setiap hari.

Stack teknologi yang lengkap — Kau akan bina hardware (sensor + ESP32), backend (Firebase), dan frontend (dashboard web). Ini tunjukkan kau boleh handle full-stack IoT development.

---

Senarai Komponen

Komponen	Spesifikasi	Anggaran Harga
ESP32 Development Board	38-pin, WiFi built-in	RM 20–28
Sensor Ultrasonik HC-SR04	2cm–400cm, ±3mm accuracy	RM 5–8
LED RGB	Common cathode	RM 2–4
Buzzer Pasif	5V	RM 2–3
Breadboard + Jumper Wire	Standard set	RM 10–15
Resistor 220Ω	Untuk LED	RM 1
Bateri 18650 + Holder	3.7V 2600mAh	RM 15–20
Modul Pengecas TP4056	Dengan perlindungan over-discharge	RM 3–5
Kotak Projek	Plastik sederhana besar	RM 10–15

Jumlah anggaran: RM 68–99

---

Cara Kerja Sistem

1. HC-SR04 dipasang di bahagian dalam penutup tong menghadap ke bawah
2. Sensor mengukur jarak dari sensor ke permukaan sampah setiap 30 saat
3. ESP32 kira peratus penuh: ((tinggi_tong - jarak) / tinggi_tong) * 100
4. Data dihantar ke Firebase Realtime Database
5. Dashboard web papar status semua tong dalam kawasan
6. Bila mana-mana tong mencapai 80%, notifikasi automatik dihantar ke WhatsApp atau Telegram pengurus

---

Gambarajah Pendawaian

HC-SR04 ke ESP32:

• VCC → 5V (gunakan pin VIN jika pakai USB, atau step-up converter jika pakai bateri LiPo)
• GND → GND
• Trig → GPIO 5
• Echo → GPIO 18 (melalui voltage divider: 1kΩ dan 2kΩ ke GND, kerana HC-SR04 output 5V)

LED RGB:

• R → GPIO 25 melalui 220Ω
• G → GPIO 26 melalui 220Ω
• B → GPIO 27 melalui 220Ω
• Katod → GND

Buzzer:

• Positif → GPIO 32
• Negatif → GND

---

Kod Arduino/ESP32

#include <WiFi.h>
#include <FirebaseESP32.h>

const char* WIFI_SSID     = "NamaWiFiKau";
const char* WIFI_PASSWORD = "PasswordWiFi";
#define FIREBASE_HOST "projek-kau.firebaseio.com"
#define FIREBASE_AUTH "DATABASE_SECRET_DARI_FIREBASE"

#define TRIG_PIN   5
#define ECHO_PIN   18
#define LED_RED    25
#define LED_GREEN  26
#define LED_BLUE   27
#define BUZZER_PIN 32

#define TINGGI_TONG_CM   60    // Tinggi dalaman tong dalam cm
#define THRESHOLD_AMARAN 80    // % — beri amaran bila sampah mencapai 80%
#define THRESHOLD_PENUH  95    // % — tong dianggap penuh

#define TONG_ID "TONG_A_001"  // ID unik untuk setiap tong

FirebaseData fbData;
FirebaseConfig fbConfig;
FirebaseAuth fbAuth;

float ukurJarak() {
  digitalWrite(TRIG_PIN, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(TRIG_PIN, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(TRIG_PIN, LOW);

  long duration = pulseIn(ECHO_PIN, HIGH, 30000);
  if (duration == 0) return -1;
  return (duration * 0.034) / 2.0;
}

float ambilRataRata() {
  float jumlah = 0;
  int sah = 0;
  for (int i = 0; i < 5; i++) {
    float d = ukurJarak();
    if (d > 0 && d < 400) { jumlah += d; sah++; }
    delay(100);
  }
  return sah > 0 ? jumlah / sah : -1;
}

int kiraPelusPenuh(float jarak) {
  if (jarak < 0) return -1;
  float isiPadu = ((TINGGI_TONG_CM - jarak) / TINGGI_TONG_CM) * 100.0;
  return (int)constrain(isiPadu, 0, 100);
}

void setWarnLED(int peratus) {
  if (peratus < 0) {
    // Error — LED biru
    digitalWrite(LED_RED, LOW); digitalWrite(LED_GREEN, LOW); digitalWrite(LED_BLUE, HIGH);
  } else if (peratus < THRESHOLD_AMARAN) {
    // Selamat — LED hijau
    digitalWrite(LED_RED, LOW); digitalWrite(LED_GREEN, HIGH); digitalWrite(LED_BLUE, LOW);
  } else if (peratus < THRESHOLD_PENUH) {
    // Amaran — LED kuning (merah + hijau)
    digitalWrite(LED_RED, HIGH); digitalWrite(LED_GREEN, HIGH); digitalWrite(LED_BLUE, LOW);
  } else {
    // Penuh — LED merah + buzzer
    digitalWrite(LED_RED, HIGH); digitalWrite(LED_GREEN, LOW); digitalWrite(LED_BLUE, LOW);
    tone(BUZZER_PIN, 1000, 500);
  }
}

void hantarKeFirebase(int peratus, float jarak) {
  String path = "/tong_sampah/" + String(TONG_ID);
  Firebase.setInt(fbData, path + "/peratus_penuh", peratus);
  Firebase.setFloat(fbData, path + "/jarak_cm", jarak);
  Firebase.setBool(fbData, path + "/perlukan_kutipan", peratus >= THRESHOLD_AMARAN);

  // Timestamp (epoch ms dari millis — guna RTC untuk ketepatan tinggi)
  Firebase.setInt(fbData, path + "/last_update", (int)(millis() / 1000));

  Serial.printf("[Firebase] %s: %d%% penuh (%.1f cm)\n", TONG_ID, peratus, jarak);
}

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  pinMode(TRIG_PIN, OUTPUT);
  pinMode(ECHO_PIN, INPUT);
  pinMode(LED_RED, OUTPUT);
  pinMode(LED_GREEN, OUTPUT);
  pinMode(LED_BLUE, OUTPUT);
  pinMode(BUZZER_PIN, OUTPUT);

  WiFi.begin(WIFI_SSID, WIFI_PASSWORD);
  Serial.print("Sambung WiFi");
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) { delay(500); Serial.print("."); }
  Serial.println("\nWiFi bersambung: " + WiFi.localIP().toString());

  fbConfig.host = FIREBASE_HOST;
  fbConfig.signer.tokens.legacy_token = FIREBASE_AUTH;
  Firebase.begin(&fbConfig, &fbAuth);
  Firebase.reconnectWiFi(true);
}

unsigned long lastUpdate = 0;
const unsigned long UPDATE_INTERVAL = 30000; // 30 saat

void loop() {
  if (millis() - lastUpdate >= UPDATE_INTERVAL) {
    lastUpdate = millis();

    float jarak = ambilRataRata();
    int peratus = kiraPelusPenuh(jarak);

    Serial.printf("Jarak: %.1f cm | Peratus: %d%%\n", jarak, peratus);

    setWarnLED(peratus);
    hantarKeFirebase(peratus, jarak);
  }
}

---

Langkah Demi Langkah

Langkah 1 — Setup Firebase Pergi ke console.firebase.google.com, buat projek baru, aktifkan Realtime Database dalam mode test. Salin URL database dan secret key.

Langkah 2 — Install Library Dalam Arduino IDE, install Firebase ESP32 Client by Mobizt.

Langkah 3 — Kalibrasi Sensor Ukur tinggi dalaman tong dengan pembaris dan masukkan nilai sebenar dalam TINGGI_TONG_CM. Uji dengan meletak objek pada tahap berbeza.

Langkah 4 — Bina Dashboard Web Buat halaman HTML ringkas yang guna Firebase SDK untuk papar data real-time. Tambah peta lokasi dengan marker yang bertukar warna mengikut status tong.

Langkah 5 — Deploy Ke Tong Sebenar Pasang sensor dalam penutup tong dengan jarak bersih ke permukaan dalam. Seal semua lubang kabel dengan silicone sealant.

---

Tips Pembentangan

• Demo fizikal: Bawa tong kecil sebagai model, tunjukkan bacaan bertukar masa korang masukkan objek satu-persatu.
• Tunjukkan dashboard: Data real-time dari Firebase yang muncul dalam browser adalah wow factor yang kuat.
• Bandingkan kos: Sistem konvensional hantar lori setiap hari vs sistem smart yang hantar lori hanya bila perlu — kira penjimatan fuel dan masa.
• Cadangkan skala: Satu sistem boleh pantau berpuluh tong sekaligus dengan perubahan kod yang minimal.

---

Penutup

Sistem tong sampah pintar ini adalah FYP yang selesaikan masalah nyata dengan teknologi yang praktikal. Untuk komponen berkualiti pada harga pelajar, lawati Rectronx di rectronx.com — kami ada ESP32, HC-SR04, dan semua yang kau perlukan untuk projek ni.