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01-fun_Smart_trashcan.rst

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Intelligenter Mülleimer

Dieses Projekt beschäftigt sich mit der Idee eines intelligenten Mülleimers. Das Hauptziel ist, dass sich der Deckel des Mülleimers automatisch öffnet, wenn sich ein Objekt in einem bestimmten Abstand (in diesem Fall 20 cm) nähert. Diese Funktionalität wird durch die Kombination eines Ultraschall-Entfernungssensors mit einem Servomotor erreicht. Die Entfernung zwischen dem Objekt und dem Sensor wird kontinuierlich gemessen. Nähert sich das Objekt ausreichend, wird der Servomotor aktiviert und der Deckel geöffnet.

1. Schaltungsaufbau

img/01-fun_Smart_trashcan_circuit.png

2. Programmcode

  1. Öffnen Sie die Datei 01-Smart_trashcan.ino im Verzeichnis ultimate-sensor-kit\fun_project\01-Smart_trashcan, oder kopieren Sie diesen Code in die Arduino IDE.

3. Code-Erklärung

Das Projekt basiert auf der Echtzeitüberwachung der Entfernung zwischen einem Objekt und einem Mülleimer. Ein Ultraschallsensor misst diese Entfernung kontinuierlich. Nähert sich ein Objekt auf weniger als 20 cm, interpretiert der Mülleimer dies als Absicht, Abfall zu entsorgen, und öffnet automatisch seinen Deckel. Diese Automatisierung macht einen herkömmlichen Mülleimer smarter und komfortabler.

  1. Erstkonfiguration und Variablendeklaration

    An dieser Stelle binden wir die Servo-Bibliothek ein und definieren die Konstanten und Variablen, die wir verwenden werden. Die Pins für den Servomotor und den Ultraschallsensor werden deklariert. Zudem steht uns ein Array averDist zur Verfügung, in dem die drei Entfernungsmessungen gespeichert werden.

    #include <Servo.h>
Servo servo;
const int servoPin = 9;
const int openAngle = 0;
const int closeAngle = 90;
const int trigPin = 5;
const int echoPin = 6;
long distance, averageDistance;
long averDist[3];
const int distanceThreshold = 20;

  2. setup() Funktion

    Die setup()-Funktion initialisiert die serielle Kommunikation, konfiguriert die Pins des Ultraschallsensors und bringt den Servomotor in die geschlossene Position.

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

  3. loop() Funktion

    Die loop()-Funktion ist dafür verantwortlich, die Entfernung kontinuierlich zu messen, den Durchschnitt zu berechnen und auf dieser Grundlage zu entscheiden, ob der Deckel des Mülleimers geöffnet oder geschlossen werden soll.

    void loop() {
  for (int i = 0; i <= 2; i++) {
    distance = readDistance();
    averDist[i] = distance;
    delay(10);
  }
  averageDistance = (averDist[0] + averDist[1] + averDist[2]) / 3;
  Serial.println(averageDistance);
  if (averageDistance <= distanceThreshold) {
    servo.write(openAngle);
    delay(3500);
  } else {
    servo.write(closeAngle);
    delay(1000);
  }
}

  4. Entfernungslesefunktion

    Diese Funktion, readDistance(), interagiert tatsächlich mit dem Ultraschallsensor. Sie sendet einen Impuls aus und wartet auf ein Echo. Die Zeit bis zum Eintreffen des Echos wird verwendet, um die Entfernung zwischen dem Sensor und einem Objekt davor zu berechnen.

    Für weitere Informationen zum Prinzip des Ultraschallsensors siehe :ref:`cpn_ultrasonic_principle`.

    float readDistance() {
  digitalWrite(trigPin, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(trigPin, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(trigPin, LOW);
  float distance = pulseIn(echoPin, HIGH) / 58.00;
  return distance;
}