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Lezione 35: Cestino Intelligente

Questo progetto riguarda il concetto di un cestino intelligente. L’obiettivo principale è fare in modo che il coperchio del cestino si apra automaticamente quando un oggetto si avvicina entro una certa distanza (20cm in questo caso). La funzionalità è ottenuta utilizzando un sensore di distanza ad ultrasuoni abbinato a un motore servo. La distanza tra l’oggetto e il sensore è misurata continuamente. Se l’oggetto è sufficientemente vicino, il motore servo viene attivato per aprire il coperchio.

Componenti Necessari

In questo progetto, abbiamo bisogno dei seguenti componenti.

È decisamente conveniente acquistare un kit completo, ecco il link:

Nome	ELEMENTI IN QUESTO KIT	LINK
Kit Sensori per Maker Universali	94	Universal Maker Sensor Kit

Puoi anche acquistarli separatamente dai link qui sotto.

Introduzione al Componente	Link per l’Acquisto
ESP32 & Scheda di Sviluppo (ESP32 WROOM 32E)	ACQUISTA
Modulo Sensore Ultrasuoni (HC-SR04)	ACQUISTA
Servomotore (SG90)	ACQUISTA
Breadboard	ACQUISTA

Cablaggio

Codice

Analisi del Codice

Il progetto si basa sul monitoraggio in tempo reale della distanza tra un oggetto e un cestino. Un sensore ad ultrasuoni misura continuamente questa distanza, e se un oggetto si avvicina entro 20 cm, il cestino interpreta ciò come un’intenzione di gettare rifiuti e apre automaticamente il coperchio. Questa automazione aggiunge intelligenza e comodità a un normale cestino.

1. Configurazione Iniziale e Dichiarazione delle Variabili

   Qui includiamo la libreria ESP32Servo e definiamo le costanti e le variabili che useremo. I pin per il servo e il sensore ad ultrasuoni sono dichiarati. Abbiamo anche un array averDist per contenere le tre misurazioni della distanza.

   #include <ESP32Servo.h>
   
   // Configurazione dei parametri del motore servo
   Servo servo;
   const int servoPin = 27;
   const int openAngle = 0;
   const int closeAngle = 90;
   
   // Definizione delle larghezze degli impulsi minima e massima per il servo
   const int minPulseWidth = 500; // 0.5 ms
   const int maxPulseWidth = 2500; // 2.5 ms
   
   
   // Configurazione dei parametri del sensore ad ultrasuoni
   const int trigPin = 26;
   const int echoPin = 25;
   long distance, averageDistance;
   long averDist[3];
   
   // Soglia di distanza in centimetri
   const int distanceThreshold = 20;
   

2. Funzione setup()

   La funzione setup() inizializza la comunicazione seriale, configura i pin del sensore ad ultrasuoni e imposta la posizione iniziale del servo sulla posizione chiusa.

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

3. Funzione loop()

   La funzione loop() è responsabile della misurazione continua della distanza, del calcolo della sua media e poi della decisione se aprire o chiudere il coperchio del cestino basandosi su questa distanza media.

   void loop() {
       // Misurare la distanza tre volte
       for (int i = 0; i <= 2; i++) {
           distance = readDistance();
           averDist[i] = distance;
           delay(10);
       }
   
       // Calcolare la distanza media
       averageDistance = (averDist[0] + averDist[1] + averDist[2]) / 3;
       Serial.println(averageDistance);
   
       // Controllare il servo in base alla distanza media
       if (averageDistance <= distanceThreshold) {
           servo.attach(servoPin);  // Riattacare il servo prima di inviare un comando
           delay(1);
           servo.write(openAngle);  // Ruotare il servo alla posizione aperta
           delay(3500);
       } else {
           servo.write(closeAngle);  // Ruotare il servo alla posizione chiusa
           delay(1000);
           servo.detach();  // Staccare il servo per risparmiare energia quando non in uso
       }
   }
   

4. Funzione di Lettura della Distanza

   Questa funzione, readDistance(), interagisce realmente con il sensore ad ultrasuoni. Invia un impulso e attende un eco. Il tempo impiegato per l’eco viene poi utilizzato per calcolare la distanza tra il sensore e qualsiasi oggetto davanti ad esso.

   Per maggiori informazioni, puoi consultare il Principio di funzionamento del sensore ad ultrasuoni.

   float readDistance() {
       // Invia un impulso sul pin di trigger del sensore ad ultrasuoni
       digitalWrite(trigPin, LOW);
       delayMicroseconds(2);
       digitalWrite(trigPin, HIGH);
       delayMicroseconds(10);
       digitalWrite(trigPin, LOW);
   
       // Misurare la larghezza dell'impulso del pin di eco e calcolare il valore della distanza
       float distance = pulseIn(echoPin, HIGH) / 58.00;  // Formula: (340m/s * 1us) / 2
       return distance;
   }
   

5. Funzione di Scrittura del Servo

   Questa funzione mappa il valore dell’angolo alla larghezza dell’impulso e chiama la funzione writeMicroseconds(pulseWidth) per deviare il servo ad un angolo specifico.

   // Funzione per far funzionare il servo
   void servoWrite(int angle){
       int pulseWidth = map(angle, 0, 180, minPulseWidth, maxPulseWidth);
       servo.writeMicroseconds(pulseWidth);
   }