基于Arduino的智能垃圾桶設計

郎潘龍　賈華坡　陳剛　呂永康

摘 要 隨著生活水平的不斷提高，人們對生活的質量有了新的看法。不僅僅滿足于自身及周圍環(huán)境衛(wèi)生的要求，更趨于宜家怡情替代人力的方便化，智能化。小到個人家庭、辦公室，大到醫(yī)院、寫字樓等場所對于衛(wèi)生要求十分嚴格。由于普通垃圾桶需要頻繁更換垃圾袋并且難以防止異味散出，放置在室內等固定地點也不利于垃圾的扔放。為解決這一問題，經過分析設計出一款基于Arduino的智能垃圾桶，該垃圾桶通過聲控循跡以及藍牙遙控多地點召喚、避障，集垃圾桶自動開蓋、垃圾袋自動封口、垃圾分類一體化，多模塊融合巧妙的解決了環(huán)境衛(wèi)生問題。

關鍵詞 Arduino 智能垃圾桶

中圖分類號：TP273文獻標識碼：A

1總體設計思路

1.1開合蓋裝置

當垃圾桶上方的紅外感應模塊感應到有垃圾時，啟動伺服電機打開蓋子，當投放完垃圾后自動合蓋且密封筒體。具體過程為：當紅外傳感器接收到外界信號后輸出高電平傳給Arduino控制板，然后開發(fā)板輸出模擬信號給MG90S舵機，通過舵機與蓋子上的機械結構相聯(lián)合實現(xiàn)開合蓋。開蓋過程如圖1所示。

1.2多地點召喚功能

通過LD3320語音模塊，當外界發(fā)出語音命令給該語音模塊，模塊輸出高電平控制MG90S舵機，舵機按下按鍵開關，然后通過Arduino輸出模擬信號發(fā)送給紅外循跡傳感器，垃圾桶按照地上預定的路線開始行走，當位于垃圾桶前方的超聲波檢測到前方有障礙物后，開始左右檢測，當兩邊沒有障礙物時，向左轉一定距離之后，再進行檢測，當右邊沒有障礙物時向右轉，之后再檢測，直到重新回到原來路線上，當聽到停止命令時，語音模塊輸出低電平通過Arduino輸出模擬信號控制MG90S舵機，舵機松開按鍵開關引腳輸出低電平控制循跡傳感器停止工作。

1.3垃圾分類功能

在垃圾桶桶壁上利用合頁連接有套盒，套盒上的磁鐵與筒身上預先放至的磁鐵相吸附，平時套盒處于關閉狀態(tài)，當需要投放廢舊電池等有害垃圾時只需要拉動盒子上方連接的“把手”將盒子打開，即可投放，當有害垃圾裝滿后，內盒可以拿出方便傾倒。

1.4自動換袋及自動封口功能

本設計將垃圾袋卷卷在圓形的紙環(huán)上，使用時只需將購置的垃圾袋放入垃圾筒上方的垃圾袋存放裝置（如圖2）中然后向筒內能投放垃圾（如圖3），垃圾袋會根據垃圾的重力作用將垃圾袋壓下一定的長度，直至延伸到接觸桶底為止，這樣既可以保證自動換袋的實現(xiàn)，又可以避免垃圾袋的浪費，當垃圾裝滿后只需要按動觸摸開關就可以實現(xiàn)垃圾袋的自動封口（如圖4），以及下一個垃圾袋的自動更換，每次安裝垃圾袋之后都是這樣的第一個循環(huán)過程直至垃圾袋用完為止。

通過將自動換袋、自動封口兩大功能實現(xiàn)一次性完成，動力輸出及機械傳動精簡，避免了復雜繁瑣的機械連接方式，簡單的創(chuàng)新機械機構連接更加緊湊，成本更加低廉，性能更加穩(wěn)定。

2結語

本文設計的智能垃圾桶不僅實現(xiàn)了語音控制循跡與藍牙控制運動、紅外傳感器控制開合蓋功能，而且融合了自動封口、自動換袋、垃圾分類等多項功能，與目前市場上已存在的智能垃圾桶相比，本設計提出的智能垃圾桶功能更加齊全，性能更加穩(wěn)定可靠，但還存在不足之處，比如未完全實現(xiàn)語音定位功能、垃圾裝滿提示功能等，在后期的升級優(yōu)化過程中會逐步加入這些功能，讓用戶切實感受到物聯(lián)網技術為生活帶來的便捷、人性化、智能化。

基金項目：2019年度鄭州科技學院大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃——《基于Arduino的智能垃圾桶設計》項目，編號：DCY201901。