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        智能垃圾桶

        2017-12-11 12:43:28付偉韜
        關(guān)鍵詞:桶蓋閥值蜂鳴器

        付偉韜

        垃圾桶是日常生活中的常用物品。傳統(tǒng)的垃圾桶開蓋時(shí)均需采用手動(dòng)或腳踩方式實(shí)現(xiàn),既不衛(wèi)生又不方便。同時(shí),隨著垃圾桶中垃圾的增多,細(xì)菌在其中滋生,如果不及時(shí)清理,會(huì)散發(fā)臭氣和有害物質(zhì),影響人體的健康。

        我設(shè)計(jì)了一種智能垃圾桶,它無需手或腳接觸垃圾桶,只需讓手靠近垃圾桶頂部,垃圾桶的蓋子就會(huì)自動(dòng)打開,投入垃圾后桶蓋自動(dòng)關(guān)閉。當(dāng)垃圾桶快裝滿時(shí),會(huì)發(fā)出聲音和燈光提醒。

        一、工作原理

        1.自動(dòng)感應(yīng)開蓋

        人體感應(yīng)模塊可安裝在垃圾桶頂部,便于用戶接近時(shí)受到感應(yīng)。觸發(fā)距離建議設(shè)在15cm左右,既能保證及時(shí)打開蓋子,又能防止誤觸發(fā)。開蓋動(dòng)作可采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng),便于根據(jù)桶蓋的開合角度設(shè)定電機(jī)的定位角度值。

        2.垃圾桶裝滿提示

        當(dāng)垃圾將要裝滿時(shí),超聲波信號(hào)被遮擋,傳感器測(cè)得的距離減小,系統(tǒng)計(jì)算的距離小于設(shè)定的閥值時(shí),系統(tǒng)將進(jìn)行警示,提醒及時(shí)處理垃圾。測(cè)距模塊可安裝在垃圾桶內(nèi)側(cè)頂部,并根據(jù)垃圾桶的口徑設(shè)定閥值??赏ㄟ^同時(shí)點(diǎn)亮LED燈和使蜂鳴器發(fā)聲進(jìn)行警示。

        智能垃圾桶的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖。

        二、線路連接

        所需的元器件有Arduino UNO R3開發(fā)板、紅外避障模塊、伺服電機(jī)SG90、測(cè)距模塊HC-SR04、LED燈(紅、綠)、蜂鳴器、9V電池、面包板、10K電阻、連接線。

        把以上各組件分別和垃圾桶組裝在一起,通過導(dǎo)線連接各組件,輸入代碼程序測(cè)試各部位動(dòng)作和信號(hào)。最終測(cè)試成功,同時(shí)發(fā)出聲、光提示信號(hào)。

        三、編寫代碼

        void openDoor() //檢測(cè)開門信號(hào)

        {int SensorState =digitalRead(SensorPin); //讀取2引腳的電平

        if (SensorState == 1){

        digitalWrite(greenledPin,LOW);

        myservo.write(180); //關(guān)門

        openCheck=0;

        }

        else{ if (openCheck==1){

        digitalWrite(greenledPin,HIGH);

        myservo.write(90); //開門 }

        else openCheck=1; //保存第一次檢測(cè)結(jié)果

        } delay(2000); //防止開蓋誤判延時(shí)2秒

        }

        void fullCheck() //檢測(cè)桶滿信號(hào)

        { digitalWrite(TrigPin, HIGH); // 向TRIG接口發(fā)送高電平

        delayMicroseconds(15); //延時(shí)15微秒

        digitalWrite(TrigPin, LOW); // 向TRIG接口發(fā)送低電平

        int pulseTime = pulseIn(EchoPin, HIGH); // 讀出脈沖時(shí)間,單位為微秒

        distance= pulseTime*0.17; // 將脈沖時(shí)間轉(zhuǎn)化為距離,單位為毫米,聲速為340m/s

        if (distance

        {digitalWrite(redledPin,HIGH);

        tone(tonePin,523);delay(200);

        tone(tonePin,578);delay(200);

        tone(tonePin,659);delay(200);

        noTone(tonePin); }

        else // 如果距離大于閥值警示燈熄滅,蜂鳴器不發(fā)聲

        { digitalWrite(redledPin,LOW);

        noTone(tonePin); }

        四、改進(jìn)

        智能垃圾桶功能基本實(shí)現(xiàn),但在測(cè)試過程中還存在如下問題。

        1. 當(dāng)有人或物體偶然從垃圾桶前經(jīng)過,可能會(huì)導(dǎo)致桶蓋誤開??稍谙到y(tǒng)第一次檢測(cè)到開門信號(hào)時(shí),不立即開桶蓋,而是延遲2秒鐘后再次檢測(cè),如果又接收到開門信號(hào),才觸發(fā)伺服電機(jī)動(dòng)作,打開桶蓋。這也要求手在感應(yīng)器前至少停留2秒鐘才有效。

        2. 消除伺服電機(jī)的抖動(dòng)。在測(cè)試過程中,需使用USB線連接電腦、上傳代碼,發(fā)現(xiàn)伺服電機(jī)在固定角位有微小的顫動(dòng)。這是由于伺服電機(jī)較敏感,在驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)向時(shí)接入負(fù)載的變化會(huì)引起電壓的微小變化,導(dǎo)致伺服電機(jī)抖動(dòng)。所以,可改用獨(dú)立的電源為伺服電機(jī)供電。

        總之,Arduino電子互動(dòng)平臺(tái)擁有使用簡單、功能多樣、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn),每個(gè)愛上它的人都可以插上想象的翅膀,創(chuàng)造出一個(gè)個(gè)屬于自己的智能創(chuàng)意作品。

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