پروژه سطل زباله هوشمند (Smart Trash Bin)

معرفی پروژه

پروژه سطل زباله هوشمند یک سیستم مبتنی بر Arduino Uno است که با استفاده از سنسورهای اولتراسونیک و یک سرووموتور، امکان باز و بسته شدن خودکار درب سطل زباله را بدون نیاز به تماس دست فراهم می‌کند. این سیستم علاوه بر تشخیص نزدیک شدن دست کاربر، میزان پر بودن سطل را نیز بررسی می‌کند و در صورت پر شدن، از طریق نمایشگر LCD و LED RGB به کاربر هشدار می‌دهد.

قطعات استفاده شده

• Arduino Uno

• برد بورد (Breadboard)

• ۲ عدد سنسور اولتراسونیک PING)))

• سرووموتور SG90 Micro Servo

• نمایشگر کاراکتری LCD 16×2

• LED RGB

• ۲ عدد مقاومت 160 اهم

• پتانسیومتر (برای تنظیم کنتراست LCD)

• سیم جامپر

نحوه عملکرد سیستم

در این پروژه از دو سنسور اولتراسونیک استفاده شده است:

سنسور اول (تشخیص دست)

این سنسور در قسمت جلوی سطل زباله قرار گرفته و فاصله دست کاربر را اندازه‌گیری می‌کند. اگر دست در محدوده تعیین‌شده قرار گیرد:

• سرووموتور درب سطل را باز می‌کند.

• روی LCD پیام مناسب نمایش داده می‌شود.

• پس از ۳ ثانیه درب به صورت خودکار بسته می‌شود.

سنسور دوم (تشخیص پر بودن سطل)

این سنسور داخل سطل نصب شده و فاصله زباله تا قسمت بالای سطل را اندازه‌گیری می‌کند.

اگر فاصله کمتر از مقدار تعیین‌شده باشد:

• سطل پر در نظر گرفته می‌شود.

• LED RGB به رنگ قرمز تغییر می‌کند.

• روی LCD پیام BIN FULL و Please Empty نمایش داده می‌شود.

• درب سطل بسته باقی می‌ماند.

در صورتی که سطل پر نباشد:

• LED RGB به رنگ سبز روشن می‌شود.

• روی LCD پیام آماده بودن سیستم نمایش داده می‌شود.

اتصالات مدار

نمایشگر LCD

نمایشگر LCD به پایه‌های 2 تا 7 آردوینو متصل شده است.

• RS → پین 2

• E → پین 3

• D4 → پین 4

• D5 → پین 5

• D6 → پین 6

• D7 → پین 7

همچنین یک پتانسیومتر برای تنظیم کنتراست LCD استفاده شده است.

LED RGB

اتصالات LED RGB به صورت زیر است:

• پایه قرمز → پین 9

• پایه آبی → پین 10

• پایه سبز → پین 11

برای محدود کردن جریان از مقاومت 160 اهم استفاده شده و پایه مشترک LED به زمین (GND) متصل شده است.

سرووموتور

• پایه سیگنال → A0

• پایه تغذیه → 5V

• پایه زمین → GND

سرووموتور وظیفه باز و بسته کردن درب سطل زباله را بر عهده دارد.

سنسورهای اولتراسونیک

سنسور تشخیص دست

• پایه سیگنال → پین 12

سنسور تشخیص پر بودن سطل

• پایه سیگنال → پین 13

هر دو سنسور از پایه‌های 5V و GND آردوینو تغذیه می‌شوند.

مراحل ساخت پروژه

مرحله اول: آماده‌سازی مدار

ابتدا برد Arduino Uno و بردبورد را در محیط Tinkercad قرار داده و پایه‌های 5V و GND آردوینو را به خطوط تغذیه بردبورد متصل کنید.

مرحله دوم: اتصال نمایشگر LCD

نمایشگر LCD را مطابق اتصالات مشخص‌شده به پایه‌های 2 تا 7 آردوینو متصل کنید و پتانسیومتر را برای تنظیم کنتراست نمایشگر اضافه نمایید.

مرحله سوم: اتصال LED RGB

LED RGB را روی بردبورد قرار داده و هر پایه رنگ را از طریق مقاومت به پایه‌های مربوطه در آردوینو متصل کنید.

مرحله چهارم: اتصال سرووموتور

پایه سیگنال سرووموتور را به پین A0 متصل کرده و پایه‌های تغذیه و زمین آن را به 5V و GND وصل کنید.

مرحله پنجم: نصب سنسورهای اولتراسونیک

یک سنسور در قسمت جلوی سطل برای تشخیص نزدیک شدن دست و سنسور دوم داخل سطل برای اندازه‌گیری میزان پر بودن نصب کنید.

مرحله ششم: بارگذاری برنامه

کد آردوینو را در محیط Arduino IDE یا Tinkercad بارگذاری کرده و اجرای برنامه را آغاز کنید.

توضیح عملکرد برنامه (Arduino Code)

برنامه به صورت پیوسته فاصله اندازه‌گیری‌شده توسط هر دو سنسور اولتراسونیک را بررسی می‌کند.

ابتدا فاصله دست کاربر توسط سنسور جلویی اندازه‌گیری می‌شود. اگر دست در فاصله تعیین‌شده قرار داشته باشد:

• سرووموتور تا زاویه 90 درجه حرکت کرده و درب سطل باز می‌شود.

• نمایشگر LCD پیام باز بودن درب را نمایش می‌دهد.

• پس از ۳ ثانیه پیام بسته شدن درب نمایش داده شده و سرووموتور به زاویه صفر درجه بازمی‌گردد تا درب بسته شود.

همزمان، سنسور دوم فاصله زباله تا بالای سطل را اندازه‌گیری می‌کند. اگر فاصله کمتر از مقدار تعیین‌شده باشد:

• سطل به عنوان سطل پر شناسایی می‌شود.

• LED RGB به رنگ قرمز تغییر می‌کند.

• نمایشگر LCD پیام هشدار BIN FULL و Please Empty را نمایش می‌دهد.

• درب سطل بسته باقی می‌ماند.

در صورتی که سطل پر نباشد:

• LED RGB به رنگ سبز روشن می‌شود.

• نمایشگر LCD پیام آماده بودن سیستم (Smart Bin Ready) را نمایش می‌دهد.

کدهای این پروژه :