智能垃圾分类机器人.ppt

第4课垃圾回收机器人(课件)-初中信息科技第2册(青岛版2024)

12C语音识别传感器有三种语音输入方式:通过板载麦克风直接获取、3.5mmMIC口接入外置麦克风、 3.5mmLineIn口外接电脑或手机音频接口。
2.加载语音识别模块
2、在 Mind+软件中、通过“扩展→>传感器→>语音识别模块”加载语音识别模块的代码块。
加油站：
I2C语音识别积木块的3种识别模式循环模式:指示灯常亮蓝灯,传感器处于一直接收语音的状态，不停地对获取到的语音进行识别。按钮模式:只有在按钮被传感器才被激活,指示灯常亮绿色。指令模式:只有在识别出唤醒关键词后传感器才被激活，指示灯常亮白色。此模式的唤醒时长为 10s:若在10s以内,每识别到关键词后,唤醒时间会被刷新;若10s内没有识别成功，传感器会再次进入休眠状态。需要注意的是，I2C语音识别传感器同一时间只能识别一条关键词,待板载指示灯闪烁后方可进行下次识别。当识别到添加的关键词后,指示灯会闪烁一次，表示已准确识别。
3.通过模拟垃圾回收机器人的项目，体会语音识别传感器在实际生活中的作用，提高利用科技力量实现保护生态环境的意识。
导入：
为了有效改善城乡环境，促进资源回收利用，越来越多的垃圾回收机器人被投人使用。垃圾回收机器人是一种利用语音识别技术来辅助垃圾分类的设备，它通过识别采集到的语音来区分不同种类的垃圾并打开对应的垃圾箱，方便人们进行垃圾分类并投放。本节课，我们来一起探索如何使用掌控板、语音识别传感器、舵机等硬件模拟垃圾回收机器人的功能。
试一试：
完善程序实现以下功能:当语音中出现“矿泉水瓶”或“桌布”时，打开可回收垃圾箱;出现“杀虫剂” 或“废弃电池”时，打开有害垃圾箱。
我实践我创新
为了进一步提高资源回收再利用的效率，可以继续把垃圾细化为四大类，分别是可回收垃圾、厨余垃圾、有害垃圾和其他垃圾。请你参照下面的结构示意图，利用掌控板、语音识别传感器、舵机等硬件，设计并制作一台语音识别四类垃圾的垃圾回收机器人。

创意智能垃圾分类机器人

创意智能垃圾分类机器人在当今社会，随着城市化进程的加速和人们生活水平的提高，垃圾的产生量也与日俱增。

垃圾分类已经成为了一个全球性的重要议题，不仅关系到环境保护，也影响着资源的有效利用。

为了解决垃圾分类难题，创意智能垃圾分类机器人应运而生。

垃圾分类看似简单，实则复杂繁琐。

传统的人工分类方式不仅效率低下，而且容易出现错误分类的情况。

此外，垃圾的异味、脏乱等问题也给工作人员带来了诸多不便和健康风险。

智能垃圾分类机器人的出现，为改变这一现状带来了新的希望。

这些智能垃圾分类机器人通常配备了先进的传感器和识别技术。

它们能够通过视觉传感器，迅速捕捉垃圾的形状、颜色和纹理等特征；利用气味传感器，分辨垃圾散发的气味类型；还可以借助声音传感器，判断垃圾投放时的声音特点。

通过对这些多维度信息的综合分析，机器人能够准确地识别垃圾的种类。

在硬件设计方面，智能垃圾分类机器人有着精巧的结构。

它们通常拥有灵活的机械手臂，能够精确地抓取和分类垃圾。

这些机械手臂的动作精准而流畅，仿佛是人类手臂的延伸。

而且，机器人的身体部分设计有多个储存空间，用于分别存放不同类型的垃圾，如可回收物、有害垃圾、厨余垃圾和其他垃圾。

为了实现高效的垃圾分类，机器人还搭载了强大的软件系统。

这个系统就像是机器人的“大脑”，负责处理和分析传感器收集到的信息，并下达相应的操作指令。

通过不断学习和优化算法，机器人的分类准确率能够不断提高。

智能垃圾分类机器人在实际应用中展现出了诸多优势。

首先，它们能够长时间持续工作，不知疲倦，大大提高了垃圾分类的效率。

其次，由于机器人的分类依据是客观的数据分析，避免了人为因素的干扰，分类的准确性和稳定性更高。

再者，它们可以在恶劣的环境中工作，不受垃圾异味、脏乱等因素的影响。

然而，智能垃圾分类机器人在推广和应用过程中也面临一些挑战。

技术的复杂性和高成本是其中的主要问题。

研发和制造这样的机器人需要投入大量的资金和技术力量，这使得它们的价格相对较高，限制了其大规模普及。

创意智能垃圾分类机器人(机器人组装)

• 如图4-7所示，将马达卡在两个固定片之间，注意马达导线方向（有导线的一端朝里），然后用规格为M3×30的螺丝将马达和马达固定片固定在底片上，详细操作如图4-8所示，注意方向，螺丝由外向里穿过固定片和马达。以同样方法将其他三个马达固定在底片上，四个电机安装完成如图4-9所示。
图4-5 安装马达固定片1
图4-14 安装固定件图4-15 颜色传感器固定件安装完成
三、垃圾分类机器人组装
• 步骤五：安装舵盘。准备如图4-16所示材料（38g金属电机圆舵盘，2根螺丝）。
图4-16 舵盘材料
图4-17 舵盘对准安装孔
图4-18 固定舵盘
图4-19 舵盘安装完成
步骤六：如图4-17所示，将舵盘放到合适的位置，使舵盘有前后左右四个孔对应底板上的四个孔。
• 步骤八：安装颜色传感器模块。准备如图 4-22所示材料（1个颜色传感器模块插座， 1个颜色传感器模块，2根M3×10螺丝，2个 M3螺母）。
图4-22 颜色传感器模块材料
图4-23 安装模块插座
图4-24 固定模块插座
图4-25 模块插座安装完成
将颜色传感器模块插座按如图4-23所示位置摆放。如图4-24所示，用2根M3×10螺丝将插座与颜色传感器模块固定件固定，安装完如图4-25所示。
三、垃圾分类机器人组装
• 步骤十：安装3号舵机。具体安装方法为：将38g金属舵机和舵机固定支架B按如图4-29所示的位置安装（注意舵机方向），如图4-30所示，用M3×10螺丝及M3螺母将其固定，完成安装图如图4-31所示。
图4-29 3号舵机安装图1
图4-30 3号舵机安装图2
图4-31 3号舵机安装完成图
• 步骤一：准备好如图4 -3所示零件：亚克力底板，4个TT电机，8根M3×30螺丝，8个M3螺母，8个TT马达固定片，扳手，十字螺丝刀。

智能化垃圾分类设施项目22页PPT

▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上0、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
22
1
0
、
倚
南
窗
以
寄
傲
，
审
容
膝
之
易
安
。
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26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
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27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
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28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
文家。汉族，东晋浔阳柴桑人（今江西九江）。曾做过几年小官，后辞官回家，从此隐居，田园生活是陶渊明诗的主要题材，相关作品有《饮酒》、《归园田居》、《桃花源记》、《五柳先生传》、《归去来兮辞》等。
智能化垃圾分类设施项目
6
、
露
凝
无
游
氛
，
天
高
风
景
澈
。
7、翩翩新来燕，双双入我庐，先巢故尚在，相将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
。
9、陶渊明（约 365年 —427年），字元亮，（又一说名潜，字渊明）号五柳先生，私谥“靖节”，东晋末期南朝宋初期诗人、文学家、辞赋家、散

创意智能垃圾分类机器人(机器人组装)课件

图4-50 1号舵机安装完成图
三、垃圾分类机器人组装
将连接片从如4-52所示位置插入左爪对应的孔中，再将从动齿从如图4-53所示位置插入连接片对应的孔中。
步骤十五：安装机器人夹子。准备如图4-51所示材料，包括左右爪，主动齿，从动齿，连接片2个，8根M3×10螺丝，2根自攻螺丝，七个M3尼龙螺母等。
图4-51 安装夹子的材料
图4-52 连接片与左爪相连图
图4-53 从动齿安装图
三、垃圾分类机器人组装
如图4-54和图4-55所示，用两根M3×10螺丝和两个M3螺母分别把左爪和连接片，连接片和从动齿固定好，完成组装后如图4-56所示。
以同样的方法将右爪、连接片和主动齿连接起来。
图4-54 安装左爪与连接片的螺丝
图4-46 安装1舵机的材料
三、垃圾分类机器人组装
注意：1、由于舵机内部性能的差异性，有时用户通过编程调节角度时，可能存在一定的角度误差，例如当舵机通过编程调节为90度时，可能舵机实际输出轴只有87度。如果遇到这种情况，用户可通过编程进行多次合理调节舵机，使其输出轴能够比较准确的输出预期角度。 2、当1号舵机的安装角度调试好后，在后续的组件安装过程中，请勿转动该舵机的舵盘与输出轴。
三、垃圾分类机器人组装
• 步骤四：安装“颜色传感器模块固定件”。准备如图4-12所示材料（2根M3×10 螺丝，两个M3螺母，1个模块固定块，扳手，十字螺丝刀）。
图4-12 颜色传感器固定件材料
图 4-13 固定件对准安装孔
• 如图4-13所示，将颜色识别模块固定件与底盘相应的孔对准安装。如图4-14所示，在底盘下固定一个螺母，在上拧紧螺丝，如图4-15为完成图。
图4-55 安装动齿与连接片的螺丝

创意智能垃圾分类机器人(红外传感器)

for(int i=0;i<5;i++) //将下一行代码循环执行5次，每次输出一个从引脚获取到的数据，一共5个引脚，所以循环5次
{
Serial.println(mytrack.value[i]); //将获取到的数据显示出来
}
Serial.println("END"); //输出字符串"END"
• 检测原理：
① 对准黑线：当TCRT5000对准比赛地图的黑线时，其发射管发射出的红外线被黑线吸收，而接收管接收到的红外线非常弱，那么接收管截止（电阻大），导致接收管1端的输出电压变小；
② 偏离黑线：当TCRT5000偏离比赛地图的黑线时（对准白色区域），其发射管发射出的红外线被反射，而接收管接收到的红外线变强，那么接收管导通（电阻小），导致接收管1端的输出电压变大。
注意，不同的循迹模块，其 TCRT5000传感器的数值会有所不同。
红外传感器对准白色区域示意图
红外传感器对准白色区域的读数
（1）将循迹模块对准黑线，如左图
红外传感器对准黑线示意图
（2）如果循迹模块正常，将得到5个 TCRT5000传感器的数值如图右图。
注意，不同的循迹模块，其 TCRT5000传感器的数值会有所不同。
arduino UNO控制板与红外传感器连线表
导入库：
把右图中的5个库函数文件夹复制到对应arduino目录下的libraries目录下。
#include "Track.h" //导入库函数 Track mytrack(A5,A4,A3,A2,A1); //常规赛红外传感器与arduinoUNO接线
红外传感器对准白色区域的读数

智能垃圾分类机器人(共30张PPT)

Arduino常用根本函数---digitalRead()
• 功能：
• 读取指定引脚的值， HIGH 或 LOW 。
• 语法： digitalRead 〔PIN〕 • 参数： • Pin：你想读取的引脚号 • 返回值：HIGH 或 LOW
例程：
int ledPin = ; // LED 连接到 13 脚 int inPin = 7; // 按钮连接到数字引脚 7 int val = 0; //定义变量以存储读值
• 从 0 到 1023 的整数值
Arduino常用根本函数--- analogWrite()
• 功能：从一个引脚输出模拟值〔 PWM 〕
• 语法：analogWrite 〔pin,value〕
• 参数： • pin：用于输入数值的引脚。
• value：占空比： 0〔完全关闭〕到 255 〔完全翻开〕之间。
中断源：可选中断0或者1，对应arduino的2或者3号数字引脚。
中断处理函数：是一段子程序，当中断发生时执行该子程序局部，其中参数值为函数的指针。
触发模式：有四种类型，LOW(低电平触发〕、 CHANGE(变化时触发〕、RISING〔低电平变为高电平触发〕、FALLING(高电平变为低电平触发〕
行一次，它的功能为完成程序的定义红外传感器模块、颜色传感器模块、电机的arduino引脚，控制机器人进出路口、拐弯等，控制舵机动作和初始化等功能。
void Mode(int a = 1, int b = 1); 对应机器人颜色传感器的库函数，以队列的形式来记忆机器人检测到的垃圾块的颜色数据。九、机器人包含的库函数
} void loop() { digitalWrite 〔ledPin， HIGH 〕 ; //点亮 LED

智能垃圾分类机器人

• 在setup()函数上方空白区域，可以插入需要用到的函数.h头文件以及申明
六、函数的概念
定义：函数是一种能完成某种特定功能二端口通道，通过输入合适的东西获得想要的某种输出；
举例：例如数学上y=2x，这条函数可以完成将输入值翻倍这样一个工作；
注意： • arduino提供了大量的基础函数，包括I/O控制、时间函数、
d• 功ig能it：a给lW一r个it数e字()引
脚写入 HIGH 或者 LOW 。 • 语法：digitalWrite(pin, value) • 参数： pin: 引脚编号
value: HIGH or LOW • 返回值：无
例程： int ledPin = 13; // LED 连接到数字 13 号端口
void setup()
{ pinMode(ledPin, OUTPUT); // 设置数字端口为输入模式
}
void loop()
{ digitalWrite(ledPin, HIGH); // 使 LED 亮 delay(1000); // 延迟一秒 digitalWrite(ledPin, LOW); // 使 LED 灭
A
01
什么是
Arduino？ 02
B
Arduino
C
03 能做什么？
Arduino
怎么用？
2
一、Arduino的由来
• Arduino创始人Massimo Banzi之前是意大利Ivrea一家高科技设计学校的老师。他的学生们经常抱怨找不到便宜好用的微控制器。
• 2005年冬天， Massimo Banzi跟David Cuartielles讨论了这个问题。 David Cuartielles是一个西班牙籍晶片工程师，当时在这所学校做访问学者。