¿Cómo hacer un cubo de basura inteligente con Arduino?

El mundo avanza rápidamente y la tecnología también avanza con él en el campo de la electrónica. Todo en esta era moderna se está volviendo inteligente. ¿Por qué no hacemos que los botes de basura sean inteligentes? Es un problema común que se ve en nuestro entorno que la mayoría de los botes de basura están tapados desde arriba. Las personas se sienten incómodas al tocar la tapa y abrirla para arrojar el sarpullido en ella. Podemos solucionar este problema de algunas personas automatizando la tapa del cubo de basura.

Se pueden integrar un Arduino y un sensor ultrasónico junto con el servomotor para crear un bote de basura inteligente. Si el contenedor detecta algo de basura frente a él, abrirá la tapa automáticamente y la tapa se cerrará después de un retraso de unos segundos.

¿Cómo abrir y cerrar automáticamente la tapa del cubo de basura usando Arduino?

Ahora que conocemos el resumen del proyecto, avancemos y comencemos a recopilar más información sobre los componentes, el funcionamiento y el diagrama del circuito para comenzar a trabajar inmediatamente en el proyecto.

Paso 1: Recolectar los componentes

Si quieres evitar algún inconveniente en medio de cualquier proyecto, lo mejor es hacer una lista completa de todos los componentes que vamos a utilizar. El segundo paso, antes de empezar a realizar el circuito, es realizar un breve estudio de todos estos componentes. A continuación se proporciona una lista de todos los componentes que necesitamos en este proyecto.

Paso 2: estudiar los componentes

Ahora que tenemos una lista completa de todos los componentes, avancemos un paso y realicemos un breve estudio del funcionamiento de cada componente.

Arduino Nano es una placa de microcontrolador compatible con protoboard que se utiliza para controlar o realizar diferentes tareas en un circuito. quemamos un Código C en Arduino Nano para indicarle a la placa del microcontrolador cómo y qué operaciones realizar. Arduino Nano tiene exactamente la misma funcionalidad que Arduino Uno pero en un tamaño bastante pequeño. El microcontrolador de la placa Arduino Nano es ATmega328p. Si no tienes un Arduino Nano, también puedes usar Arduino Uno o Arduino Maga.

La placa HC-SR04 es un sensor ultrasónico que se utiliza para determinar la distancia entre dos objetos. Consta de un transmisor y un receptor. El transmisor convierte la señal eléctrica en una señal ultrasónica y el receptor convierte la señal ultrasónica nuevamente en señal eléctrica. Cuando el transmisor envía una onda ultrasónica, se refleja después de chocar con un determinado objeto. La distancia se calcula utilizando el tiempo que tarda la señal ultrasónica en ir desde el transmisor y regresar al receptor.

A Servo motor Es un actuador giratorio o lineal que se puede controlar y mover en incrementos exactos. Estos motores son diferentes de los motores de CC. Estos motores permiten el control preciso del movimiento angular o giratorio. Este motor está acoplado a un sensor que envía información sobre su movimiento.

Paso 3: comprender el funcionamiento

Estamos haciendo un cubo de basura cuya tapa se abrirá y cerrará automáticamente y no será necesario tocarlo físicamente. Sólo tendremos que llevar la basura delante del cubo de basura. El sensor ultrasónico detectará automáticamente la basura y abrirá la tapa con la ayuda de un servomotor. Cuando la tapa esté abierta tiraremos la basura a la papelera y cuando hayamos terminado, la tapa se cerrará automáticamente tras un retraso de unos segundos. Este es el principio de funcionamiento simple detrás de este proyecto.

Paso 4: ensamblar los componentes

1. Coloque una placa de pruebas en el costado de un contenedor. Inserte una placa Arduino Nano en él.
2. Coloque un sensor ultrasónico delante del contenedor. el sensor debe estar orientado ligeramente hacia arriba con un pequeño ángulo de elevación.
3. Tome el servomotor y fije un brazo de servo en él. Fije el servomotor en la unión del contenedor y la tapa con ayuda de pegamento caliente.
4. Ahora haga todas las conexiones a través de cables de conexión. Conecte el Vin y la tierra del motor y el sensor ultrasónico a los 5V y a tierra de Arduino. Conecte el pin de disparo del sensor al pin2 y el pin de eco al pin3 del Arduino. Conecte el pin PWM del servomotor al pin5 del Arduino.
5. Ahora que todas las conexiones del circuito están hechas, debería verse así:
   

   

Paso 5: Comenzando con Arduino

Si aún no está familiarizado con el IDE de Arduino, no se preocupe porque a continuación se explica un procedimiento paso a paso para configurar y utilizar el IDE de Arduino con una placa de microcontrolador.

1. Descargue la última versión de Arduino IDE desde Arduino.
2. Conecte su placa Arduino Nano a su computadora portátil y abra el panel de control. en el panel de control, haga clic en Hardware y sonido. Ahora haga clic en Dispositivos e impresoras. Aquí, busque el puerto al que está conectada su placa de microcontrolador. en mi caso es COM14 pero es diferente en diferentes computadoras.
   

   

3. Haga clic en el menú Herramienta. y ponga el tablero en Arduino Nano en el menú desplegable.
   

   

4. En el mismo menú Herramientas, configure el puerto en el número de puerto que observó antes en el Dispositivos e impresoras.
   

   

5. En el mismo menú Herramientas, configure el procesador en ATmega328P (gestor de arranque antiguo).
   

   

6. Para escribir código para operar los servomotores, necesitamos una biblioteca especial que nos ayudará a escribir varias funciones para los servomotores. Esta biblioteca se adjunta junto con el código, en el siguiente enlace. Para incluir la biblioteca, haga clic en Boceto > Incluir biblioteca > Agregar ZIP. Biblioteca.
   

   

7. Descargue el código adjunto a continuación y péguelo en su IDE de Arduino. Clickea en el subir para grabar el código en la placa del microcontrolador.
   

   

Para descargar el código, haga clic aquí.

Paso 6: comprender el código

El código está bastante bien comentado pero aún así se explica brevemente a continuación.

1. Al principio, se incluye una biblioteca para que podamos usar las funciones integradas para operar el servomotor. También se inicializan dos pines de la placa Arduino Nano para que puedan usarse como el disparador y el pin de eco del sensor ultrasónico. También se fabrica un objeto que puede usarse para establecer valores para los servomotores. También se declaran dos variables para que el valor de la distancia y el tiempo de la señal ultrasónica se puedan guardar y luego utilizar en la fórmula.

#include<Servo.h>       //Include Library for Servo Motor
Servo servo;            // Declare an object for servo motor
int const trigPin = 2;  // Connect pin2 of arduino with trig of ultrasonic sensor
int const echoPin = 3;  // Connect pin3 of arduino with echo of ultrasonic sensor
int duration, distance; // Declare variables to store distance and type of the ultrasonic signal

2. configuración nula() es una función en la que inicializamos los pines de la placa Arduino para usarlos como ENTRADA o SALIDA. El pin de disparo se utilizará como salida y un pin de eco como entrada. Hemos utilizado el objeto. servo, para conectar el motor al pin 5 del Arduino nano. Pin5 se puede utilizar para enviar la señal PWM. La velocidad en baudios también se configura en esta función. La velocidad en baudios es la velocidad de bits por segundo a la que el microcontrolador se comunica con los dispositivos externos.

void setup()
{
Serial.begin(9600);        // setting the baud rate of the microcontroller
pinMode(trigPin, OUTPUT);  // trig pin will be used as output
pinMode(echoPin, INPUT);   // echo pin will be used as input 
servo.attach(5);           // Cnnect the servo motor to pin5 of arduino
}

3. bucle vacío() es una función que se ejecuta una y otra vez en un bucle. En este circuito se envía una onda ultrasónica al entorno y se recibe de vuelta. La distancia recorrida se mide utilizando el tiempo que tarda la señal en salir del sensor y regresar a él. Luego, la condición se aplica a la distancia en consecuencia.

void loop()
{ 
digitalWrite(trigPin, HIGH);         // sending an ultrasonic signal in the surrounding 
delay(1); 
digitalWrite(trigPin, LOW);         // Measure the pulse input in echo pin
duration = pulseIn(echoPin, HIGH);  // Distance is half the duration devided by 29.1 (from datasheet)
distance = (duration/2) / 29.1;     // if distance less than 0.5 meter and more than 0 (0 or less means over range) 
if (distance <= 50 && distance >= 0) 
{ 
servo.write(50); delay(3000);
} 
else 
{ 
servo.write(160);
}
}

Ahora que conocemos todos los pasos a seguir para realizar este increíble proyecto, apúrate y disfruta haciendo tu bote de basura inteligente.