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Lección 35: Bote de basura inteligente

Este proyecto se centra en el concepto de un bote de basura inteligente. El objetivo principal es hacer que la tapa del bote se abra automáticamente cuando un objeto se acerque dentro de una distancia preestablecida (20 cm en este caso). La funcionalidad se logra mediante el uso de un sensor ultrasónico de distancia acoplado a un motor servo. La distancia entre el objeto y el sensor se mide continuamente. Si el objeto está lo suficientemente cerca, el motor servo se activa para abrir la tapa.

Componentes necesarios

En este proyecto necesitamos los siguientes componentes.

Es muy conveniente comprar un kit completo, aquí tienes el enlace:

Nombre	ARTÍCULOS EN ESTE KIT	ENLACE
Kit de Sensor Universal Maker	94	BUY

También puedes comprarlos por separado a través de los enlaces a continuación.

Introducción al componente	Enlace de compra
ESP32 & Placa de Desarrollo (Placa ESP32)	Comprar
Módulo de Sensor Ultrasónico (HC-SR04)	Comprar
Motor Servo (SG90)	Comprar
Placa de Pruebas	Comprar

Conexiones

Código

Análisis del código

El proyecto se basa en el monitoreo en tiempo real de la distancia entre un objeto y un bote de basura. Un sensor ultrasónico mide continuamente esta distancia, y si un objeto se acerca dentro de los 20 cm, el bote de basura lo interpreta como una intención de desechar basura y abre automáticamente su tapa. Esta automatización agrega inteligencia y comodidad a un bote de basura convencional.

1. Configuración inicial y declaración de variables

   Aquí, incluimos la biblioteca ESP32Servo y definimos las constantes y variables que utilizaremos. Se declaran los pines para el servo y el sensor ultrasónico. También tenemos un arreglo averDist para almacenar las tres mediciones de distancia.

   #include <ESP32Servo.h>
   
   // Configurar los parámetros del motor servo
   Servo servo;
   const int servoPin = 27;
   const int openAngle = 0;
   const int closeAngle = 90;
   
   // Definir los valores mínimos y máximos del ancho de pulso para el servo
   const int minPulseWidth = 500; // 0.5 ms
   const int maxPulseWidth = 2500; // 2.5 ms
   
   
   // Configurar los parámetros del sensor ultrasónico
   const int trigPin = 26;
   const int echoPin = 25;
   long distance, averageDistance;
   long averDist[3];
   
   // Umbral de distancia en centímetros
   const int distanceThreshold = 20;
   

2. Función setup()

   La función setup() inicializa la comunicación serial, configura los pines del sensor ultrasónico y establece la posición inicial del servo en la posición cerrada.

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

3. Función loop()

   La función loop() es responsable de medir continuamente la distancia, calcular su promedio y luego tomar una decisión sobre si abrir o cerrar la tapa del bote de basura en función de esta distancia promedio.

   void loop() {
       // Medir la distancia tres veces
       for (int i = 0; i <= 2; i++) {
           distance = readDistance();
           averDist[i] = distance;
           delay(10);
       }
   
       // Calcular la distancia promedio
       averageDistance = (averDist[0] + averDist[1] + averDist[2]) / 3;
       Serial.println(averageDistance);
   
       // Controlar el servo basado en la distancia promedio
       if (averageDistance <= distanceThreshold) {
           servo.attach(servoPin);  // Readjuntar el servo antes de enviar un comando
           delay(1);
           servo.write(openAngle);  // Rotar el servo a la posición abierta
           delay(3500);
       } else {
           servo.write(closeAngle);  // Rotar el servo de vuelta a la posición cerrada
           delay(1000);
           servo.detach();  // Desadjuntar el servo para ahorrar energía cuando no se use
       }
   }
   

4. Función de lectura de distancia

   Esta función, readDistance(), es la que interactúa con el sensor ultrasónico. Envía un pulso y espera un eco. El tiempo que tarda el eco se utiliza para calcular la distancia entre el sensor y cualquier objeto frente a él.

   Puedes consultar el Principio del sensor ultrasónico.

   float readDistance() {
       // Enviar un pulso en el pin trigger del sensor ultrasónico
       digitalWrite(trigPin, LOW);
       delayMicroseconds(2);
       digitalWrite(trigPin, HIGH);
       delayMicroseconds(10);
       digitalWrite(trigPin, LOW);
   
       // Medir el ancho del pulso en el pin echo y calcular el valor de distancia
       float distance = pulseIn(echoPin, HIGH) / 58.00;  // Fórmula: (340m/s * 1us) / 2
       return distance;
   }
   

5. Función de escritura del servo

   Esta función mapea el valor del ángulo al ancho de pulso y llama a la función writeMicroseconds(pulseWidth) para mover el servo a un ángulo específico.

   // Función para hacer funcionar el servo
   void servoWrite(int angle){
       int pulseWidth = map(angle, 0, 180, minPulseWidth, maxPulseWidth);
       servo.writeMicroseconds(pulseWidth);
   }