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境衛生的要求，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，大到醫院、寫字樓等場所對于衛生要求十分嚴格。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境衛生問題。

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合實現開合蓋。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，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，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，簡單的創新機械機構連接更加緊湊，成本更加低廉，性能更加穩定。

2結語

本文設計的智能垃圾桶不僅實現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，性能更加穩定可靠，但還存在不足之處，比如未完全實現語音定位功能、垃圾裝滿提示功能等，在后期的升級優化過程中會逐步加入這些功能，讓用戶切實感受到物聯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新創業訓練計劃——《基于Arduino的智能垃圾桶設計》項目，編號：DCY201901。