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[아두이노] 자동으로 열리는 스마트 쓰레기통/휴지통 만들기 (초음파센서, 서보모터)
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[65호]초음파센서를 이용한 자동문 쓰레기통 | NTREXGO – 디바이스마트, 엔티렉스 컨텐츠 통합 사이트

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아두 이노 쓰레기통

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아두이노를 활용한 스마트 쓰레기통 by 준혁 허

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아두이노로 만든 자동으로 열리는 쓰레기통의 종이컵 ver

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아두이노로 만든 자동으로 열리는 쓰레기통의 종이컵 ver
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Posted by 디바이스마트 매거진 on Thursday, April 22, 2021 · Leave a Comment

2020 ICT 융합 프로젝트 공모전 장려상

초음파센서를 이용한 자동문 쓰레기통

글 | 대구대학교 정원용

1. 심사평

칩센 얼핏 간단해 보이지만 주제와 부합되는 명확한 목표와 결과물을 확인할 수 있습니다. 작품으로서는 충분히 아이디어를 실제로 구현한 상황이지만, 실용성 측면에서 쓰레기통에 전원을 포함한 하드웨어 회로가 장착되어야 하므로 일체형이 아닌 기존 쓰레기통에 적용할 수 있는 별도 구조는 어떨까 하는 생각이 듭니다.

펌테크 작품의 하우징 구성이 상당히 깔끔하고 훌륭하며 설계에 고생이 많았으리라 생각됩니다. 최근 코로나 등으로 위생에 관련된 비접촉식 생활용품에 관심이 많은 시기와도 맞물리는 완성도가 높은 출품작으로 생각됩니다.

위드로봇 전력 관리 부분이 추가되면 더욱 좋은 작품이 될 것 같습니다.

2. 작품 개요

2.1. 배경 및 요약

2.1.1. 더러운 쓰레기통의 위생상 문제

· 쓰레기통 공간이 없어 쓰레기를 쓰레기통 주변에 버려서 쓰레기통이 더러워짐

· 더러운 쓰레기통으로 인해 접촉하기 어려움

· 자동문 쓰레기통을 활용해 접촉을 줄여 위생상의 문제 해결

2.1.2. 쓰레기통 주변 환경 문제

· 쓰레기통의 내용물이 다 찼는지 알지 못해 쓰레기통이 넘치게 됨

· 넘치는 쓰레기통으로 인해 주변이 더러워짐

· 쓰레기통이 다 찼을 시 알림 기능으로 넘치는 쓰레기통 문제 해결

2.1.3. 작품 기능

2.1.3. 완성본

· 평상 시, 초록 LED와 쓰레기통이 닫혀있음

· 물체가 인식될 시, 쓰레기통이 열림

· 쓰레기통이 일정량 채워지면 빨간 LED로 바뀜

3. 작품 설명

3.1. 주요 동작 및 특징

3.1.1. 주요 동작 순서도

3.1.2. 자동문 휴지통 순서도

· 초음파센서를 통해 정면에 있는 물체와의 거리를 측정

· 측정된 물체와의 거리에 따라 쓰레기통이 열리고 닫힘

· 쓰레기통 천장에 있는 초음파센서로 쓰레기 인식

· 초음파센서로 쓰레기양에 따라 LED의 색깔이 바뀜

3.1.3. 물체 인식

· 가까운 거리의 물체 인식을 위한 초음파센서 사용

· 초음파센서로 가까운 거리의 물체와의 거리 측정

· 초음파센서에서 발사된 초음파가 물체로부터 반사되어 돌아온 시간으로 거리산출

· 산출된 거리가 일정 거리보다 작아지면 물체 인식

3.1.4. 쓰레기통의 자동문

· 쓰레기통의 덮개 부분이 움직이면서 쓰레기통이 열리고 닫히게 됨

· 서보모터를 축으로 덮개 부분이 돌아가도록 설계

· 물체를 인식하여 덮개가 움직이는 자동문

3.1.5. 쓰레기통 알림 기능

· 쓰레기통 알림 기능을 위해 LED를 사용

· 평상시에는 LED에 초록 불이 켜짐

· 쓰레기통이 다 찼을 시에는 LED에 빨간 불이 켜짐

3.2. 전체 시스템 구성

3.2.1. 하드웨어(HW)

아두이노 우노 보드 : 아두이노 가장 보편적이고 기본적인 보드

초음파센서 HC-SR04 : 물체와의 거리 측정을 위해 사용

서보모터 hs-311 : 쓰레기통이 열리고 닫히게 하기위해 사용

RGB 3색 LED : 상태를 LED로 표시해주기 위해 사용

3.2.2. 소프트웨어(SW)

Arduino : 작품의 소프트웨어 설계

3.2.3. 전체 시스템 구성도

3.3. 개발 환경

개발 환경

· OS : windows 10

· 개발 환경(IDE) : Arduino

· 개발 언어 : Arduino

구성 장비

· 디바이스 : 아두이노 우노 보드

· 센서 : 초음파센서(HC-SR04) :

· 사용 장비 : 서보모터 hs-311, RGB 3색 LED

4. 단계별 제작 과정

4.1. Paper Prototype

제작 계획

· 작품 기능 구현

· 외부 프레임 설계

· 3D 프린팅

· 외부 프레임 결합

· 완성품 테스트

· 외부 전원 연결

4.2. 외부 프레임 설계

프레임 Paper Prototype

3D Printing

3D 프린터 출력물

외부 프레임 결합

5. 참고문헌

· 한 권으로 끝내는 아두이노 입문 + 실전(종합편)

· https://www.youtube.com/watch?v=h7yyw6p_tZk&t=1s

6. 회로도

7. Arduino 소스코드

#include

Servo servo;

// 각 핀 번호 설정

int value=0;

int echo1 = 8;

int trig1 = 9;

int echo2 = 10;

int trig2 = 11;

int red=4;

int green=3;

// 각 핀의 입출력 설정

void setup() {

Serial.begin(9600);

pinMode(trig1, OUTPUT);

pinMode(echo1, INPUT);

pinMode(trig2, OUTPUT);

pinMode(echo2, INPUT);

pinMode(red,OUTPUT);

pinMode(green,OUTPUT);

servo.attach(7);

}

void loop() {

// 1번 초음파센서에서 초음파 발사 후 초음파가 다시 돌아오는데 걸리는 시간 저장

digitalWrite(trig1, LOW);

digitalWrite(echo1, LOW);

delayMicroseconds(2);

digitalWrite(trig1, HIGH);

delayMicroseconds(10);

digitalWrite(trig1, LOW);

unsigned long duration1 = pulseIn(echo1, HIGH);

// 2번 초음파센서에서 초음파 발사 후 초음파가 다시 돌아오는데 걸리는 시간 저장

digitalWrite(trig2, LOW);

digitalWrite(echo2, LOW);

delayMicroseconds(2);

digitalWrite(trig2, HIGH);

delayMicroseconds(10);

digitalWrite(trig2, LOW);

unsigned long duration2 = pulseIn(echo2, HIGH);

// 초음파를 발산한 후 다시 돌아온 시간을 가지고 거리 측정

float distance1 = ((float)(340 * duration1) / 10000) / 2;

float distance2 = ((float)(340 * duration2) / 10000) / 2;

// 1번 초음파센서로 측정한 거리가 13cm미만일 경우 (쓰레기통에 근접하는 물체가 감지 될 경우)

if(distance1<13) // 쓰레기통의 문을 연다 { for(;value>=0;value -=2)

{

servo.write(value);

delay(10);

}

delay(3000); // 문이 열린 후 3초의 지연시간을 준다

}else // 아닐 경우

{

for(;value<=100;value +=2) // 쓰레기통의 문이 닫힌다 { servo.write(value); delay(10); } } // 2번 초음파센서로 측정한 거리가 9.5cm초과일 경우(쓰레기통 안의 내용물이 다 찼을 경우) if(distance2<9.5) { // LED 빨간불 ON digitalWrite(green,HIGH); digitalWrite(red,LOW); } else // 아닐 경우 { // LED 초록불 ON digitalWrite(green,LOW); digitalWrite(red,HIGH); } // 측정된 거리 값을 시리얼 모니터에 출력 Serial.print(“1 : “); Serial.print(distance1); Serial.print(“cm “); Serial.print(“2 : “); Serial.print(distance2); Serial.println(“cm”); delay(100); }

아두이노로 만든 자동으로 열리는 쓰레기통의 종이컵 ver

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수능이 끝나고 모든 입시가 끝나니 정말 할게 없었다.

예전에 학교에서 조금 해봤던 아두이노를 만져보려고 마음 먹고 용산 전자상가 지하에 있는 샘플전자와 동신전자에서 아두이노, 초음파센서, 점퍼선, 서보모터, 저항, led 몇 개를 사왔다.

그런데 집에와서 보니,,,,, 점퍼선을 MF로 사온 것을 깨닫게 되었다.. 정말 짜증이 났지만 브레드보드와 아두이노를 연결하기 위해 다음 날 다시 용산에 가 MM 점퍼선을 구매해왔다.

오랜만에 하는 거니 감을 익히기 위해 간단한 led 끄고 켜기, 초음파 센서로 led 키기 등등을 만들어 봤다.

어떤 분 인스타에서 자동으로 열리는 쓰레기통을 종이컵으로 만든 영상을 보고 난 후로 그걸 꼭 만들고 싶었다.

여~~러 시행착오 끝에 완성했다.. 비주얼은 좀 구리지만

완성작

영상도 있다.

ㅋㅋ 허접하네

서보모터 위치랑 각도 맞추는게 참.. 애매해서 애먹었다.

사용한 소스코드는 다음과 같다.

#include

Servo myservo;

int pos = 0;

int servo=12;

int echoPin = 3;

int trigPin = 2;

float duration;

float distance = 100;

void setup() {

myservo.attach(servo);

pinMode(trigPin, OUTPUT);

pinMode(echoPin, INPUT);

}

void loop() {

digitalWrite(trigPin, HIGH);

delay(10);

digitalWrite(trigPin, LOW);

duration = pulseIn(echoPin, HIGH);

distance = ((float)(340 * duration) / 10000) / 2;

if (distance < 10) { for (pos = 10; pos < 250; pos += 2) { myservo.write(pos); delay(30); } delay(2000); } delay(50); } 각도를 0~90으로 했더니 영 안돌아 가서 이것저것 해보다 10에서 250도로 맞췄다. 사실 if 부분에서 delay(2000) 후이 다시 250에서 10으로 가야하는데 코드를 그렇게 짜니 이상하게 뚜껑 열고 닫는게 반대로 되버렸다.. 어찌어찌하다 아예 저렇게 해버리니 그럭저럭 된 것 같다. 다음은 피에조부저를 사서 종이 피아노를 만들 계획이다~~ 그나저나 저거 다시 분해하기 뭔가 아깝다.

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