《基于 Arduino 的智能干湿垃圾分类系统：DIY 环保小助手》.docx

基于Arduino的智能干湿垃圾分类系统：DIY环保小助

手

一、项目背景：用科技助力垃圾分类

在全球推行垃圾分类的大背景下，如何通过低成本技术实现家庭级的智能分拣成为创新热点。

本文介绍的Arduino干湿垃圾分拣系统，通过传感器与机械结构的结合，为小型家庭场景提

供了一个简易高效的垃圾分类解决方案。该系统利用超声波传感器检测垃圾存在，通过土壤湿

度传感器识别干湿属性，最终由舵机控制分拣方向，实现“无湿分干、有湿分湿”的自动分

类，同时通过LCD屏实时显示分类状态，兼具实用性与趣味性。

二、核心组件与功能

1.硬件清单（低成本DIY方案）

•主控模块：ArduinoUno（开源平台，易于编程）

•传感器组合：

◦HC-SR04超声波传感器：检测前方1-400cm内的障碍物（垃圾投放）

◦土壤湿度传感器：识别物体表面水分（判断湿垃圾，如蔬果、剩饭等）

•执行机构：

◦微型舵机：控制分拣挡板转动（角度可调，实现左右方向分类）

•人机交互：

◦I2C接口LCD屏：实时显示“DRY”（干垃圾）或“WET”（湿垃圾）状态

•辅助材料：面包板、跳线、纸板、热熔胶、冰棒棍（用于搭建分拣结构）

2.核心原理

•双传感器联动：超声波传感器确认垃圾接近后，湿度传感器检测是否含水分。

•逻辑判断：

◦若“有障碍物+无水分”→舵机转向干垃圾通道（如右侧），LCD显示“DRY”；

◦若“有障碍物+有水分”→舵机转向湿垃圾通道（如左侧），LCD显示“WET”。

三、搭建步骤：从电路到机械结构

1.电路连接（分模块接线）

（1）LCD显示屏（I2C接口）

•硬件特性：4针I2C模块（VCC、GND、SDA、SCL），支持5V电源，内置上拉电阻。

•接线步骤：

◦VCC→面包板5V电源轨

◦GND→面包板GND电源轨

◦SDA（数据）→ArduinoA4引脚（I2C的SDA）

◦SCL（时钟）→ArduinoA5引脚（I2C的SCL）

•注意事项：若LCD不显示，通过I2C扫描库检测设备地址（默认0x27或0x3F）。

（2）微型舵机（如SG90）

•硬件特性：3针（VCC、GND、信号线），工作电压5V，转动角度0°~180°。

•接线步骤：

◦VCC→面包板5V电源轨（功率大时需外接电源）

◦GND→面包板GND电源轨

◦信号线→ArduinoD8引脚（数字输出口）

•机械连接：舵机摇臂固定到分拣挡板，确保转动无卡顿。

（3）土壤湿度传感器

•硬件特性：3针（VCC、GND、AO模拟输出），检测范围0~1023。

•接线步骤：

◦VCC→5V电源轨（提高灵敏度）

◦GND→面包板GND电源轨

◦AO→ArduinoA0引脚（模拟输入口）

•安装技巧：探针水平暴露，与垃圾表面直接接触（垫高5mm固定）。

（4）HC-SR04超声波传感器

•硬件特性：4针（VCC、GND、Trig触发、Echo接收），检测距离2cm~400cm。

•接线步骤：

◦VCC→5V电源轨

◦GND→面包板GND电源轨

◦Trig→ArduinoD12引脚（数字输出）

◦Echo→ArduinoD11引脚（数字输入）

•角度调整：倾斜15°朝向投放口，扩大检测范围。

（5）电源管理

•调试状态：USB连接电脑供电。

•独立运行：使用5V/2A锂电池或电源适配器，避免舵机启动导致Arduino复位。

2.机械结构DIY（低成本材料方案）

（1）主体框架