这很Geek！挥手之间即可开关的Arduino智能垃圾桶

孩子在学习的过程中，必须与现实结合来解决问题，加强学习理论和现实生活的重合性，这样便于孩子真正的理解学习的内容。

在上期文章中，为什么国外孩子轻松地能把知识应用到实际问题中？我们学习了PBL的思维方法，锻炼孩子的思维模式，为了让大家更好的去应用这个思维方法，我今天给大家带来了一个的小项目。

背景：在厨房中，一个垃圾桶的重要性不言而喻，很多妈妈都觉得一个没有盖子的垃圾桶虽然便于扔垃圾，可是气味不可描述，但是一个有盖子的垃圾桶却很不好扔垃圾。怎么办呢？？

项目目标

目标：为了解决垃圾桶的问题，让你的厨房显得更加整洁和没有气味，我们可以做一个只需要你在上面挥手就会打开的垃圾桶。

在这个例子中，垃圾桶有两种动作模式，当你的手离它10到30厘米的时候，就会开盖10秒钟，或者当你的手快要离它10到30厘米的时候也会打开盖子3秒钟。后面这种模式正好是我们快速扔东西时候的动作。

材料清单

在制作这个垃圾桶之前，首先我们需要去找寻一些材料。

整套装置由一块Arduino板子，一个很便宜的超声波传感器以及一个舵机组成。感应距离和开盖时间可以通过程序方便的调节。

一块普通的Arduino板子（京东有售）

超声波传感器

回形针（找妈妈借几个）

舵机

开关

整个系统的核心是Arduino主板，因此可以方便地通过修改代码修改感应的距离和时间。传感器是一个便宜的超声波传感器，执行器是需要服务于舵机，可以在淘宝上以很便宜的价格购买了这些组件。合页和舵机的连杆则需要用回形针制作。

•激光雕刻主板 Arduino nano ¥54

• 超声波传感器  ¥5.6

• 舵机  ¥15

项目执行

拆掉了垃圾桶所有没有用的塑料部分。自己设计垃圾桶的盖子开关装置。首先测量了装置的所有部分并且1:1绘图。桶盖画了两个图片，一个是打开状态垃圾桶和一个关闭状态的垃圾桶。

整套装置很简单，在桶盖和舵机的连接之间有一个铰链。但是如何知道设计合理呢？

我们可以使用Autodesk应用（手机应用），测试一下（好吧歪果仁软件用的很溜啊）。

把草图拍照并上传到这个应用。通过这个应用我可以搭建我的机构并且探索。将舵机旋转180°，因此盖子盖不上。

小朋友可以在修改尺寸和结构之后，就能够很好的开关了。你可以看到我在草图上做了一些修改。通过草图我可以测量出我需要的结构的尺寸。让我们开始制作我们的智能垃圾桶吧。

制作关键部件

1、制作合页

用易拉罐做一个合页（组成两折式，是连接物体两个部分并能使之活动的部件，常见于窗、门的的旋转处），剪一部分，抛光，弯折出支架，并且为轴大空。然后把合页站到盖子上，所以盖子和合页都要打磨然后再黏合。

在这里，小朋友要用到剪刀等危险物品，可以请父母帮忙哟~

2、安装舵机

在垃圾桶上标出舵机轴的位置，和草图要一致。先把舵机用胶带临时固定，然后在桶上打四个孔，用绑带把舵机绑在垃圾桶上。

用纸做了一个轴，然后用曲别针把舵机和合页连接到一块。最后在回形针末端弯一个勾固定。

3、安装超声波传感器

接下来我们安装超声波传感器，测量传感器的尺寸并且在盖子上做记号。再把导线接到传感器上然后用热熔胶固定到盖子上。

4、按钮开关

在垃圾桶一侧开一个孔安装开关，把导线焊到开关上并且安装开关。

5、电路图和设计图

然后你就可以通过代码来调整感应距离和盖子打开的时间。当然要反复测量距离。

6、橡皮筋 The rubber

舵机性能比较弱，因为重力的原因关闭比打开要快的多。我们用最简单的蓄力装置，橡皮筋来解决，关闭盖子的时候橡皮筋被拉开，比较慢，打开盖子的时候收缩，帮助舵机打开盖子。

7、供电

你可以用直流电源给这套装置供电。所有的电子装置我都用绑带固定比并且用不透明胶带粘起来。你也可以把所有的东西都放到垃圾桶外面。因为我的垃圾桶主要放到室外，所以只保留了传感器在外面。

8、大功告成

是不是很神奇？可以听你命令的智能垃圾桶，你会做成功了吗？

项目反思

终于完工了，帮助妈妈制作的智能垃圾桶，小朋友有没有感到很骄傲？

通过这个动手项目，小朋友就用到了一个舵机和超声波传感器，然而做出了非常实用的设计，这其中不仅让孩子理解了设计机械结构的通用技术，还利用手机app来辅助进行设计，动手制作合页，连杆，钻孔等，锻炼了传统木工、金工的工具，充分的体现了探索的精髓。

还等什么？小朋友们，快来试试吧！

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