Arduino创意项目 自动垃圾桶电路设计

简介：
本项目旨在介绍如何使用Arduino开发板设计自动感应垃圾桶。通过简单的电路连接与编程实现智能感应开盖功能，适合初学者实践电子和编程技能。 自动垃圾桶设计说明： 第一步：组件选择 为了制作这个项目，我们首先需要一个带铰链盖的桶，这里使用的是洗衣粉桶作为基础材料。Arduino板选用Nano型号，并且伺服驱动器采用金属减速型以增强耐用性。此外还需要超声波距离传感器和电池舱（内含3节电池）。所需电子元件包括：Arduino Nano、量程传感器、伺服电机、电池盒以及方块MOSFET，建议使用10V 470-1000 uF电解电容器及两个电阻器（分别为100欧姆和10千欧姆）。 第二步：硬件安装 首先去除桶盖上多余的塑料部分。距离传感器被巧妙地嵌入到盒子中，只需连接引脚即可；我们先削去这些多余的部分以方便固定。伺服驱动器的电线延伸至垃圾桶前方，并通过简单的电路将所有元件相连。为避免焊接过多导线于电源端口，我们将利用已接入Arduino的伺服电机进行供电处理。 第三步：组装与加固 使用砂纸打磨清理出安装位置表面后，用即时胶粘合伺服侧和箱盖；随后再以电缆扎带加强固定，并在电线下方制作凹槽防止卡住。确保伺服驱动器能顺畅进入垃圾桶内部而不触碰任何东西，其导线则沿桶边缘热熔胶加固。 第四步：机制设计 从冰淇淋棒开始尝试作为杠杆臂材料，但发现太厚影响盖子自由关闭；于是改用金属罐进行制作，并使用回形针固定在伺服驱动器杆上。最后将此装置粘合于金属条上并小心地调整至开启状态以确保垃圾桶能正常开闭。 第五步：编程 我们采用基于视觉的XOD语言编写程序，该语言通过节点表示物理设备或操作逻辑。虽然视频中展示了整个过程，但这里重点在于理解工作原理和所需节点即可完成项目开发；对于Arduino迷来说，则可以尝试使用函数式编程来创建更复杂的代码。 第六步：节能优化 电路中的主要耗电元件为Arduino板、传感器与伺服电机。为了减少电池消耗，在“pwr”LED导线上切断电源，并移除电压调节器左侧引脚以降低待机功耗；此时在睡眠模式下的Arduino仅需几十微安电流即可运行。 第七步：编程实现 我们使用了经典方法通过Arduino IDE编写固件，利用LowPower库来管理休眠和唤醒功能。具体逻辑为：开启传感器获取距离数据后关闭之；当需要启闭盖子时才连接伺服电机电源，并在操作完毕后再切断以节约电量。 结论： 经过上述优化设计与编程实现之后，在待机模式下整个电路的耗电仅为0.1毫安，能够长时间安全运行于单节电池供电条件下。只要确保电压高于3.6伏即可保证稳定工作；从图表分析可知碱性电池在放电一半时仍可支持超过460天的工作时间，这无疑是一个非常理想的解决方案。