سطل زباله هوشمند با آردوینو برای تفکیک خودکار زباله خشک، تر و فلزی

اول از همه بریم سراغ سیم‌کشی و اتصال قطعات به برد آردوینو اونو. برای اینکه گیج نشی، اتصالات هر سنسور رو جداگانه بررسی می‌کنیم. سنسور مجاورت (Proximity) که وظیفه تشخیص فلزات رو داره، سه تا پین داره.

پین‌های تغذیه (VCC و GND) رو به خطوط مثبت و منفی بردبورد وصل کن و پین سیگنال رو به پایه A0 آردوینو متصل کن. (اگر سنسور مجاورت پیدا نکردی، می‌تونی برای تست از ماژول رطوبت‌سنج هم استفاده کنی، چون اتصالاتش مشابهه).

حالا نوبت استپر موتوره. پین‌های IN1 تا IN4 درایور استپر رو به ترتیب به پایه‌های D8 تا D11 آردوینو وصل کن. تغذیه درایور رو هم مستقیم به قطب مثبت و منفی باتری بزن، چون آردوینو نمی‌تونه جریان کافی برای راه‌اندازی استپر موتور رو تامین کنه.

برای میکرو سروو موتور هم پایه‌های تغذیه رو به بردبورد و پین سیگنال رو به پایه D7 آردوینو متصل کن. در ادامه، پایه‌های VCC و GND سنسور مادون قرمز (IR) رو به بردبورد وصل کن و پین خروجی (OUT) رو به پایه D5 آردوینو بزن.

ماژول سنسور باران هم دقیقا سه تا پین مشابه داره؛ تغذیه‌اش رو از بردبورد بگیر و پین سیگنال رو به پایه D6 وصل کن. تو نقشه مدار ممکنه به جای سنسور باران از سنسور IR استفاده شده باشه، اما نحوه اتصال همونه.

بعد از اینکه تمام اتصالات رو با دقت انجام دادی، وقتشه کدهای پروژه رو روی آردوینو آپلود کنی. نرم‌افزار Arduino IDE رو باز کن، کدهای مربوطه رو کپی کن و بعد از انتخاب نوع برد و پورت مناسب، دکمه آپلود رو بزن. حالا مدار آماده تست و کالیبره شدنه.

بعد از اینکه کدها رو آپلود کردی، مدار رو به منبع تغذیه وصل کن و چرخ رو روی شفت استپر موتور قرار بده تا بتونی حرکتش رو به وضوح ببینی. از اونجایی که سنسور مادون قرمز (IR) به نور محیط حساسه، بهتره روش رو با یه تیکه مقوا یا چسب بپوشونی تا نوری بهش نتابه و دچار خطا نشه.

حالا بریم سراغ تست زباله خشک. دستت رو جلوی سنسور IR بگیر (سیستم دستت رو به عنوان یه جسم خشک می‌شناسه). تو این حالت فقط سروو موتور باید حرکت کنه و استپر موتور کاملا ثابت می‌مونه.

برای تست زباله تر، یک جسم مرطوب رو روی سنسور باران قرار بده. در این حالت، جسم هم توسط سنسور IR تشخیص داده می‌شه و هم سنسور باران خیس بودن اون رو تایید می‌کنه. سیستم این جسم رو تو دسته زباله تر قرار می‌ده؛ استپر موتور می‌چرخه تا مسیر سطل زباله تر باز بشه، بعد سروو موتور دریچه رو باز می‌کنه و در نهایت هر دو موتور به حالت اولیه‌شون برمی‌گردن.

در آخر باید تشخیص فلز رو تست کنیم. سنسور مجاورت اولین سنسوریه که زباله از کنارش رد می‌شه. اگر یک قطعه فلزی رو بهش نزدیک کنی، استپر موتور به سمت مخزن فلزات می‌چرخه، سروو دریچه رو باز می‌کنه و دوباره سیستم ریست می‌شه. با ترکیب این سه حالت، یه مکانیزم تفکیک کاملا هوشمند داریم که می‌تونه به صورت خودکار زباله‌ها رو دسته‌بندی کنه.

اگر دوست داری این مدار عمر طولانی‌تری داشته باشه، می‌تونی قطعات رو روی یک برد سوراخ‌دار لحیم کنی تا اتصالات محکم‌تر بشن. حالا که از درست کار کردن سنسورها مطمئن شدیم، وقتشه بریم سراغ ساخت بدنه مکانیکی پروژه.

+2

برای اینکه تمام قطعات الکترونیکی و مکانیکی رو یکجا جمع کنیم، به یک استند محکم نیاز داریم. می‌تونی از مقوای فشرده یا ورق چوب MDF استفاده کنی که مقاومت خیلی خوبی برای این کار داره.

پایه‌ای که قراره مکانیزم رهاسازی زباله رو نگه داره باید ارتفاع مناسبی داشته باشه. می‌تونی از چند لایه مقوا، خط‌کش چوبی یا حتی قطعات پرینت سه‌بعدی استفاده کنی. مقدار زیادی چسب حرارتی روی سطح پایه بریز، استند رو روش قرار بده و چند دقیقه نگه دار تا کاملا سفت و محکم بشه.

برای ساخت محفظه ورودی زباله‌ها، یک بطری پلاستیکی رو برش می‌زنیم. قطر سنسور مجاورت رو اندازه بگیر و یک سوراخ دقیقا به همون اندازه روی بدنه بطری ایجاد کن تا سنسور داخلش فیکس بشه. حتما لبه‌های تیز بطری رو با قیچی یا سمباده صاف کن تا زباله‌ها موقع عبور گیر نکنن. حالا بدنه آماده‌ست تا بقیه قطعات رو روش سوار کنیم.

+1

حالا با استفاده از چسب حرارتی، سنسور مجاورت رو روی سوراخی که روی بدنه بطری ایجاد کرده بودی محکم کن. دقت کن که این سنسور باید در بالاترین نقطه قرار بگیره، چون هر زباله‌ای که وارد دستگاه می‌شه اول باید از جلوی این سنسور رد بشه تا فلزی بودنش بررسی بشه.

برای ساخت دریچه رهاسازی زباله، از یک ورق پلاستیکی یا مقوایی به اندازه انتهای بطری استفاده کن. این صفحه قراره توسط سروو موتور باز و بسته بشه. برای اینکه بازوی سروو موتور به این دریچه برسه، می‌تونی از یک چوب بستنی برای بلندتر کردن بازوی سروو (هورن) کمک بگیری. قطعات رو با چسب حرارتی به هم وصل کن و تست کن تا به نرمی باز و بسته بشن.

در مرحله بعد، سنسور باران رو روی همین دریچه متحرک نصب کن و محکم کن. سنسور مادون قرمز (IR) رو هم طوری قرار بده که دقیقا روی سنسور باران دید داشته باشه تا وقتی زباله‌ای روی دریچه میفته، حضورش رو تشخیص بده.

در نهایت، کل این مجموعه رو روی استندی که تو مرحله قبل ساختی بچسبون. اجازه بده چسب‌ها کاملا خشک بشن و سیم‌ها رو مرتب کن. با بست کمربندی یا چسب، کابل‌ها رو مهار کن تا ظاهر دستگاه تمیز و حرفه‌ای بشه. حالا دستگاه ما آماده‌ست تا تو شرایط واقعی تست بشه.

دیدن نتیجه کار این پروژه واقعا هیجان‌انگیزه، چون یکی از کارهای خسته‌کننده رو به یه فرآیند کاملا خودکار تبدیل می‌کنه. همون‌طور که گفتیم، برای روشن کردن مدار حتما از یک باتری خارجی استفاده کن. وقتی دستگاه رو روشن کردی چند ثانیه صبر کن تا سیستم کالیبره بشه. اندازه مخزن‌های زیر دستگاه به نیازت بستگی داره؛ برای این ماکت حتی چند قاب سی‌دی هم می‌تونه نقش مخزن رو بازی کنه.

روند کار سیستم یک ترتیب منطقی داره. وقتی زباله‌ای رو میندازی داخل بطری، اول از جلوی سنسور مجاورت رد می‌شه. اگر فلزی باشه، استپر موتور می‌چرخه و زباله رو به سمت مخزن فلزات می‌بره و سروو دریچه رو باز می‌کنه.

اگر جسم فلزی نباشه، روی دریچه و سنسور باران میفته. اینجا سنسور IR حضورش رو تایید می‌کنه. اگر زباله رطوبت داشته باشه، سیستم اون رو به عنوان زباله تر می‌شناسه و توی مخزن مخصوص خودش می‌ریزه.

در نهایت اگر جسم نه فلزی باشه و نه خیس، سیستم اون رو زباله خشک در نظر می‌گیره و مسیر مخزن زباله‌های خشک رو براش باز می‌کنه. برای پروژه‌های بزرگ‌تر حتی می‌تونی از نوار نقاله استفاده کنی.

این کل ساختار تفکیک‌گر هوشمند ما بود. با این مکانیزم می‌تونی ساعت‌ها دستگاه رو روشن بذاری و خیالت راحت باشه که زباله‌ها دقیقا جای درستشون قرار می‌گیرن.

امیدوارم از ساخت این سطل زباله هوشمند لذت برده باشی و تونسته باشی ایده جذابی برای حل مشکل تفکیک زباله تو خونه یا محل کارت پیدا کنی. این پروژه پتانسیل بالایی برای شخصی‌سازی داره و می‌تونی با اضافه کردن سنسورهای دیگه یا بزرگ‌تر کردن ابعاد بدنه، اون رو به یک سیستم بازیافت نیمه‌صنعتی تبدیل کنی.

تیم آیسی‌مدار همیشه دنبال پروژه‌های خلاقانه و کاربردیه تا الکترونیک رو به زندگی روزمره گره بزنه. اگر موقع ساخت این مدار سوالی برات پیش اومد، تو کالیبره کردن موتورها به مشکل خوردی یا ایده‌ای برای بهتر کردنش داری، حتما تو بخش نظرات برامون بنویس. مشتاق خوندن نظرات و دیدن پروژه‌های جذاب شما هستیم!