基于Arduino的智能垃圾桶设计

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　　摘 要 随着生活水平的不断提高，人们对生活的质量有了新的看法。不仅仅满足于自身及周围环境卫生的要求，更趋于宜家怡情替代人力的方便化，智能化。小到个人家庭、办公室，大到医院、写字楼等场所对于卫生要求十分严格。由于普通垃圾桶需要頻繁更换垃圾袋并且难以防止异味散出，放置在室内等固定地点也不利于垃圾的扔放。为解决这一问题，经过分析设计出一款基于Arduino的智能垃圾桶，该垃圾桶通过声控循迹以及蓝牙遥控多地点召唤、避障，集垃圾桶自动开盖、垃圾袋自动封口、垃圾分类一体化，多模块融合巧妙的解决了环境卫生问题。
　　关键词 Arduino 智能垃圾桶
　　中图分类号：TP273 文献标识码：A
　　1总体设计思路
　　1.1开合盖装置
　　当垃圾桶上方的红外感应模块感应到有垃圾时，启动伺服电机打开盖子，当投放完垃圾后自动合盖且密封筒体。具体过程为：当红外传感器接收到外界信号后输出高电平传给Arduino控制板，然后开发板输出模拟信号给MG90S舵机，通过舵机与盖子上的机械结构相联合实现开合盖。开盖过程如图1所示。
　　1.2多地点召唤功能
　　通过LD3320语音模块，当外界发出语音命令给该语音模块，模块输出高电平控制MG90S舵机，舵机按下按键开关，然后通过Arduino输出模拟信号发送给红外循迹传感器，垃圾桶按照地上预定的路线开始行走，当位于垃圾桶前方的超声波检测到前方有障碍物后，开始左右检测，当两边没有障碍物时，向左转一定距离之后，再进行检测，当右边没有障碍物时向右转，之后再检测，直到重新回到原来路线上，当听到停止命令时，语音模块输出低电平通过Arduino输出模拟信号控制MG90S舵机，舵机松开按键开关引脚输出低电平控制循迹传感器停止工作。
　　1.3垃圾分类功能
　　在垃圾桶桶壁上利用合页连接有套盒，套盒上的磁铁与筒身上预先放至的磁铁相吸附，平时套盒处于关闭状态，当需要投放废旧电池等有害垃圾时只需要拉动盒子上方连接的“把手”将盒子打开，即可投放，当有害垃圾装满后，内盒可以拿出方便倾倒。
　　1.4自动换袋及自动封口功能
　　本设计将垃圾袋卷卷在圆形的纸环上，使用时只需将购置的垃圾袋放入垃圾筒上方的垃圾袋存放装置（如图2）中然后向筒内能投放垃圾（如图3），垃圾袋会根据垃圾的重力作用将垃圾袋压下一定的长度，直至延伸到接触桶底为止，这样既可以保证自动换袋的实现，又可以避免垃圾袋的浪费，当垃圾装满后只需要按动触摸开关就可以实现垃圾袋的自动封口（如图4），以及下一个垃圾袋的自动更换，每次安装垃圾袋之后都是这样的第一个循环过程直至垃圾袋用完为止。
　　通过将自动换袋、自动封口两大功能实现一次性完成，动力输出及机械传动精简，避免了复杂繁琐的机械连接方式，简单的创新机械机构连接更加紧凑，成本更加低廉，性能更加稳定。
　　2结语
　　本文设计的智能垃圾桶不仅实现了语音控制循迹与蓝牙控制运动、红外传感器控制开合盖功能，而且融合了自动封口、自动换袋、垃圾分类等多项功能，与目前市场上已存在的智能垃圾桶相比，本设计提出的智能垃圾桶功能更加齐全，性能更加稳定可靠，但还存在不足之处，比如未完全实现语音定位功能、垃圾装满提示功能等，在后期的升级优化过程中会逐步加入这些功能，让用户切实感受到物联网技术为生活带来的便捷、人性化、智能化。
　　 基金项目：2019年度郑州科技学院大学生创新创业训练计划——《基于Arduino的智能垃圾桶设计》项目，编号：DCY201901。
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