CN204791651U - 实现智能垃圾桶功能的Arduino教学仪器 - Google Patents

Abstract

本实用新型的名称是实现智能垃圾桶功能的Arduino教学仪器，本实用新型涉及计算机辅助教育、电子设计等技术领域。本实用新型的桶体、桶盖均采用废弃的环保材料构建。智能垃圾桶的构造中，红外感应模块用来感应人手，从而控制舵机操控垃圾桶盖的打开与关闭；超声测距模块用来检测判断垃圾桶是否需要清理，当需要清理时通过LED闪烁、蜂鸣器发声以提醒用户清理垃圾。该教学仪器涵盖了与Arduino板相关的红外感应模块、舵机、超声测距模块、LED灯、可变电阻等电子器件的学习，该教学仪器的电路图如图所示。该教学仪器能够广泛地应用于Arduino板的教学活动中。

Description

实现智能垃圾桶功能的Arduino教学仪器

技术领域

本实用新型是实现智能垃圾桶功能的Arduino教学仪器。该实用新型所使用的电子器件包括：Arduino板、红外感应模块、舵机、超声波测距模块、可变电阻、LED发光二极管、蜂鸣器等，涉及计算机辅助教育、电子设计等技术领域。

背景技术

Arduino是以Atmel公司的AVR单片机作为核心的单片机控制板，板上包含稳压电源、USB转串口电路、一些指示用的LED，以及一些扩展用的电路插座。Arduino的硬件电路和软件开发环境都是开源的，它具有丰富的第三方开发资源。Arduino本来是用来作为一种嵌入式学习和开发工具出现，但是由于它的简单、易用等特性，使得Arduino技术受到越来越多的关注，甚至逐步成为了电子、计算机等相关专业学生的必须课程，更被一些极客所热衷，针对Arduino的教学仪器也越来越多。目前，在市场上销售的智能垃圾桶通常是指具有感应功能的垃圾桶，当人手在其感应的范围内，垃圾桶的盖子能自动打开一段时间，并自动关闭。垃圾桶内的垃圾持续丢放，会造成桶内垃圾过多影响卫生，但是由于人的惰性等原因，一些人往往没有主动清垃圾的习惯，不到迫不得已不会主动清理垃圾。目前，市场上针对这一情况进行提醒的垃圾桶并不多见。随着科技进步，智能垃圾桶虽然已经成为生活中一种常见的电子设备，但是使用Arduino制作智能垃圾桶的教程并不多见。

发明内容

为了更好地学习Arduino，将其应用到现实生活常用的电子设备智能垃圾桶的实现中，并对现有智能垃圾桶进行改进，本实用提出了一种实现智能垃圾桶功能的Arduino教学仪器。本实用新型采用废弃的硬质材料构建智能垃圾桶的桶体，使用一个废弃的硬纸片构造垃圾桶盖，结合Arduino板、红外感应模块、舵机、超声波测距模块、可变电阻、LED发光二极管、蜂鸣器等电子设备构建一个智能垃圾桶，达到学习Arduino的目的。智能垃圾桶的构造中，Arduino是主控芯片；红外感应模块用来感应人手，当其感应到人手在其监测范围内则发出信号给Arduino，此时Arduino控制舵机启动，舵机带动垃圾桶盖打开，并保持一定的时间后自动关闭；超声测距模块用来检测当前的垃圾与垃圾桶顶部之间的距离，当该距离小于一个特定长度时，则判断垃圾桶将装满需要清理，此时发出信号给Arduino，Arduino控制在垃圾桶底部的LED闪烁、蜂鸣器发出声音以提醒用户清理垃圾，在用户清理垃圾后，LED和蜂鸣器将停止工作。通过对该仪器的学习，能够有效掌握各个模块的使用方法，从而达到学习各个模块的目的。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：使用硬质的废弃材料构建智能垃圾桶的桶体，在垃圾桶的底部安放Arduino板，在垃圾桶的底部外侧安装LED指示灯、蜂鸣器用来提示垃圾桶即将装满，在垃圾桶的顶部外侧安装红外测距模块用来感应人手，在垃圾桶的顶部内侧安装舵机用来转动垃圾桶桶盖，在舵机上安装由硬质材料裁剪的垃圾桶桶盖，在垃圾桶的顶部内侧舵机旁安装超声测距模块用来测量垃圾和垃圾桶顶部之间的距离。在电路组成上，红外测距模块的Vcc、GND、OUT引脚分别与Arduino的+5V、GND、D12引脚相连；舵机的Vcc、GND、PWM引脚分别与Arduino的+5V、GND、D5引脚相连；超声测距模块的Vcc、GND、Trig、Echo引脚分别与Arduino的+5V、GND、D9、D10引脚相连；LED指示灯通过一个1000欧姆的可变电阻分别与Arduino的D7、GND引脚相连；扬声器SPK的两端分别与Arduino的D6、GND引脚相连。

本实用新型的有益效果是，本实用新型中的垃圾桶桶体、桶盖都是使用废弃的硬质材料裁剪而成，节约了材料、为学习者学习提供了方便、节省了经济支出。将智能垃圾桶采用Arduino实现，体现了Arduino的实用型，提高了学习者学习Arduino的兴趣。为智能垃圾桶增加了清理提醒功能，使得垃圾桶能够满足不同人群的需求，为学习者开阔了思路、同时能够进一步加强对LED指示灯、蜂鸣器的使用学习。

附图说明

图1是实现智能垃圾桶功能的Arduino教学仪器的主要组件设计图。

图2是实现智能垃圾桶功能的Arduino教学仪器的电路图。

上述图中，附图标记1是采用硬质材料构建的智能垃圾桶的桶体、附图标记2是用硬质材料构建的智能垃圾桶的桶盖、附图标记3是Arduino开发板、附图标记4是红外测距模块、附图标记5是舵机、附图标记6是超声波测距模块、附图标记7是蜂鸣器SPK、附图标记8是LED指示灯、附图标记9是1000欧姆的可变电阻R1。

具体实施方式

实现智能垃圾桶功能的Arduino教学仪器的主要组件设计图如图1所示。在仪器的组成上，使用硬质的废弃材料构建智能垃圾桶的桶体(1)，将Arduino板(3)安放在垃圾桶桶体(1)的底部，将LED指示灯(8)安置在垃圾桶桶体(1)的底部外侧，将蜂鸣器(7)安装在垃圾桶桶体(1)的底部外侧LED指示灯(8)旁，将红外测距模块(4)安置在垃圾桶桶体(1)的顶部外侧，舵机(5)安置在垃圾桶桶体(1)的顶部内侧，在舵机(5)上安装由硬质材料裁剪的垃圾桶盖(2)，将超声测距模块(6)安置在垃圾桶桶体(1)的顶部内侧舵机(5)旁。

实现智能垃圾桶功能的Arduino教学仪器的电路图如图2所示。在电路组成上，红外测距模块(4)的Vcc引脚与Arduino(3)的+5V相连，红外测距模块(4)的GND引脚与Arduino(3)的GND相连，红外测距模块(4)的OUT引脚与Arduino(3)的数字引脚D12相连；舵机(5)的Vcc引脚与Arduino(3)的+5V引脚相连，舵机(5)的GND引脚与Arduino(3)的GND引脚相连，舵机(5)的PWM引脚与Arduino(3)的数字引脚D5相连；超声测距模块(6)的Vcc引脚与Arduino(3)的+5V引脚相连，超声测距模块(6)的GND引脚与Arduino(3)的GND引脚相连，超声测距模块(6)的Trig引脚与Arduino(3)的数字引脚D9相连，超声测距模块(6)的Echo引脚与Arduino(3)的数字引脚D10相连；LED指示灯(8)的一端通过一个1000欧姆的可变电阻R1(9)与Arduino(3)的数字引脚D7相连，LED指示灯(8)的另一端与Arduino(3)的GND引脚相连；扬声器SPK(7)的一端与Arduino(3)的数字引脚D6相连，扬声器SPK(7)的另外一端与Arduino(3)的GND引脚相连。

Claims (1)

1.一种实现智能垃圾桶功能的Arduino教学仪器，其特征是：使用硬质的废弃材料构建智能垃圾桶的桶体，在垃圾桶的底部安放Arduino板，在垃圾桶的底部外侧安装LED指示灯、蜂鸣器用来提示垃圾桶即将装满，在垃圾桶的顶部外侧安装红外测距模块用来感应人手，在垃圾桶的顶部内侧安装舵机用来转动垃圾桶桶盖，在舵机上安装由硬质材料裁剪的垃圾桶桶盖，在垃圾桶的顶部内侧舵机旁安装超声测距模块用来测量垃圾和垃圾桶顶部之间的距离；在电路组成上，红外测距模块的Vcc、GND、OUT引脚分别与Arduino的+5V、GND、D12引脚相连；舵机的Vcc、GND、PWM引脚分别与Arduino的+5V、GND、D5引脚相连；超声测距模块的Vcc、GND、Trig、Echo引脚分别与Arduino的+5V、GND、D9、D10引脚相连；LED指示灯通过一个1000欧姆的可变电阻分别与Arduino的D7、GND引脚相连；扬声器SPK的两端分别与Arduino的D6、GND引脚相连。