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Lesson 37: Intelligenter Mülleimer

In diesem Projekt dreht sich alles um das Konzept eines intelligenten Mülleimers. Das Hauptziel ist es, dass sich der Deckel des Mülleimers automatisch öffnet, wenn sich ein Objekt auf eine festgelegte Entfernung (in diesem Fall 20 cm) nähert. Diese Funktionalität wird durch die Verwendung eines Ultraschall-Abstandssensors in Kombination mit einem Servomotor erreicht. Der Abstand zwischen dem Objekt und dem Sensor wird kontinuierlich gemessen. Wenn das Objekt nahe genug ist, wird der Servomotor aktiviert, um den Deckel zu öffnen.

Benötigte Komponenten

In diesem Projekt benötigen wir die folgenden Komponenten.

Es ist definitiv praktisch, ein komplettes Kit zu kaufen. Hier ist der Link:

Name	ITEMS IN THIS KIT	LINK
Universal Maker Sensor Kit	94	Universal Maker Sensor Kit

Man kann sie auch einzeln über die unten stehenden Links kaufen.

Component Introduction	Purchase Link
Arduino UNO R3 or R4	KAUFEN
Ultraschallsensormodul (HC-SR04)	KAUFEN
Servomotor (SG90)	KAUFEN
Steckbrett	KAUFEN

Verkabelung

Code

Code-Analyse

Das Projekt basiert auf der Echtzeitüberwachung des Abstands zwischen einem Objekt und einem Mülleimer. Ein Ultraschallsensor misst kontinuierlich diesen Abstand, und wenn sich ein Objekt auf weniger als 20 cm nähert, interpretiert der Mülleimer dies als Absicht, Abfall zu entsorgen, und öffnet automatisch seinen Deckel. Diese Automatisierung verleiht einem gewöhnlichen Mülleimer Intelligenz und Bequemlichkeit.

1. Erste Einrichtung und Variablendeklaration

   Hier binden wir die Servo-Bibliothek ein und definieren die Konstanten und Variablen, die wir verwenden werden. Die Pins für den Servo und den Ultraschallsensor werden deklariert. Außerdem haben wir ein Array averDist, um die drei Distanzmessungen zu speichern.

   #include <Servo.h>
   Servo servo;
   const int servoPin = 9;
   const int openAngle = 0;
   const int closeAngle = 90;
   const int trigPin = 6;
   const int echoPin = 5;
   long distance, averageDistance;
   long averDist[3];
   const int distanceThreshold = 20;
   

2. setup()-Funktion

   Die setup()-Funktion initialisiert die serielle Kommunikation, konfiguriert die Pins des Ultraschallsensors und stellt die Anfangsposition des Servos auf die geschlossene Position ein.

   void setup() {
     Serial.begin(9600);
     pinMode(trigPin, OUTPUT);
     pinMode(echoPin, INPUT);
     servo.attach(servoPin);
     servo.write(closeAngle);
     delay(100);
   }
   

3. loop()-Funktion

   Die loop()-Funktion ist dafür verantwortlich, kontinuierlich den Abstand zu messen, dessen Durchschnitt zu berechnen und dann zu entscheiden, ob der Deckel des Mülleimers basierend auf diesem durchschnittlichen Abstand geöffnet oder geschlossen wird.

   void loop() {
     for (int i = 0; i <= 2; i++) {
       distance = readDistance();
       averDist[i] = distance;
       delay(10);
     }
     averageDistance = (averDist[0] + averDist[1] + averDist[2]) / 3;
     Serial.println(averageDistance);
     if (averageDistance <= distanceThreshold) {
       servo.write(openAngle);
       delay(3500);
     } else {
       servo.write(closeAngle);
       delay(1000);
     }
   }
   

4. Abstandsmessfunktion

   Diese Funktion, readDistance(), interagiert tatsächlich mit dem Ultraschallsensor. Sie sendet einen Impuls und wartet auf ein Echo. Die Zeit, die für das Echo benötigt wird, wird dann verwendet, um den Abstand zwischen dem Sensor und einem Objekt davor zu berechnen.

   Sie können sich auf das Funktionsprinzip des Ultraschallsensors beziehen.

   float readDistance() {
     digitalWrite(trigPin, LOW);
     delayMicroseconds(2);
     digitalWrite(trigPin, HIGH);
     delayMicroseconds(10);
     digitalWrite(trigPin, LOW);
     float distance = pulseIn(echoPin, HIGH) / 58.00;
     return distance;
   }