一种红外感应垃圾桶的制作方法

本实用新型涉及一种垃圾桶，尤其涉及一种红外感应垃圾桶。

背景技术：

在公司、办公室或者家庭中，垃圾的处理与存放常常是困扰咱们的一个问题。不带盖的垃圾桶让人觉得气味受不了，加上盖子的垃圾桶用起来又感觉不方便。

据调查，现在大多数地方使用的是不带盖的或手动开盖的垃圾桶。不带盖子的垃圾桶的垃圾是裸露的，垃圾桶附近会有比较难闻的气味，尤其是户外的垃圾桶垃圾还容易散落在地上，对环境造成了很大的危害。手动开盖的垃圾桶需要用手打开盖子，盖子上较脏时，增大了人们患病的机率，危害人们的健康。所以设计了一款感应垃圾桶，它是可以不用手直接接触垃圾桶的桶盖，当有人需要倒垃圾的时候，垃圾桶的盖子自动打开，就方便了人们的生活，自动关盖的同时又清洁了环境。

技术实现要素：

本实用新型的目的：提供一种红外感应垃圾桶，结构简单，使用方便，成本低。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种红外感应垃圾桶，包括控制系统、垃圾桶本体、垃圾桶盖、侧安装板、桶盖连接轴及桶盖把手；所述的控制系统包括单片机、电源电路、人体感应装置、舵机驱动装置、时钟电路、复位电路、按键电路及输出指示电路；所述的电源电路分别与所述的单片机、人体感应装置及舵机驱动装置连接，所述的人体感应装置、时钟电路、复位电路及按键电路的输出端分别与所述的单片机的输入端连接，所述的单片机的输出端分别与所述的舵机驱动装置及输出指示电路连接；所述的单片机由微处理器、数据存储器、程序存储器、中断装置、定时器、串行接口、多个特殊功能寄存器及输入/输出接口组成；所述的垃圾桶本体为圆形或方形筒状结构，所述的垃圾桶盖的一端通过所述的桶盖连接轴连接在所述的垃圾桶本体的顶部后端，所述的垃圾桶盖通过所述的桶盖连接轴翻转并罩盖在所述的垃圾桶本体上；所述的侧安装板水平安装在所述的垃圾桶本体的外壁上，位于所述的垃圾桶本体的顶部一侧，所述的侧安装板为中空结构，所述的单片机、电源电路、舵机驱动装置、时钟电路及复位电路分别设置在所述的侧安装板内，所述的人体感应装置及按键电路分别嵌装在所述的侧安装板的上端面上；所述的桶盖把手设置在所述的垃圾桶盖的上端面上，位于所述的垃圾桶盖的另一端。

上述的红外感应垃圾桶，其中，所述的人体感应装置为热释电红外传感器或光电感应式传感器，所述的光电感应式传感器由发射管和接收管组成。

上述的红外感应垃圾桶，其中，所述的按键电路包括手动开盖按钮、自动选择开关及复位按钮，所述的手动开盖按钮、自动选择开关及复位按钮的一端分别与所述的单片机的I/O接口连接，所述的手动开盖按钮、自动选择开关及复位按钮的另一端接地。

上述的红外感应垃圾桶，其中，所述的特殊功能寄存器包括控制寄存器及状态寄存器。

上述的红外感应垃圾桶，其中，所述的输出指示电路包括关盖指示灯、开盖指示灯及传感器指示灯，所述关盖指示灯、开盖指示灯及传感器指示灯分别通过稳流电阻与所述的单片机连接，所述的关盖指示灯、开盖指示灯及传感器指示灯分别嵌装在所述的侧安装板的上端面上。

上述的红外感应垃圾桶，其中，所述的传感器指示灯包括电源指示灯及开关指示灯。

本实用新型能实现当有人需要丢垃圾的时候，垃圾桶的盖子就会自动打开，当人丢完垃圾离开的时候，盖子又会自动闭合的功能，易于普及应用。

附图说明

图1是本实用新型一种红外感应垃圾桶的俯视图。

图2是本实用新型一种红外感应垃圾桶的电路连接框图。

图3是本实用新型一种红外感应垃圾桶的工作流程图。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明本实用新型的实施例。

请参见附图1及附图2所示，一种红外感应垃圾桶，包括控制系统、垃圾桶本体9、垃圾桶盖10、侧安装板11、桶盖连接轴12及桶盖把手13；所述的控制系统包括单片机1、电源电路2、人体感应装置3、舵机驱动装置4、时钟电路5、复位电路6、按键电路7及输出指示电路8；所述的电源电路2分别与所述的单片机1、人体感应装置3及舵机驱动装置4连接，所述的人体感应装置3、时钟电路5、复位电路6及按键电路7的输出端分别与所述的单片机1的输入端连接，所述的单片机1的输出端分别与所述的舵机驱动装置4及输出指示电路8连接；所述的单片机1由微处理器、数据存储器、程序存储器、中断装置、定时器、串行接口、多个特殊功能寄存器及输入/输出接口组成；所述的垃圾桶本体9为圆形或方形筒状结构，所述的垃圾桶盖10的一端通过所述的桶盖连接轴12连接在所述的垃圾桶本体9的顶部后端，所述的垃圾桶盖10通过所述的桶盖连接轴12翻转并罩盖在所述的垃圾桶本体9上；所述的侧安装板11水平安装在所述的垃圾桶本体9的外壁上，位于所述的垃圾桶本体9的顶部一侧，所述的侧安装板11为中空结构，所述的单片机1、电源电路2、舵机驱动装置4、时钟电路5及复位电路6分别设置在所述的侧安装板11内，所述的人体感应装置3及按键电路7分别嵌装在所述的侧安装板11的上端面上；所述的桶盖把手13设置在所述的垃圾桶盖10的上端面上，位于所述的垃圾桶盖10的另一端。

所述的人体感应装置3为热释电红外传感器或光电感应式传感器，所述的光电感应式传感器由发射管和接收管组成。热释电红外传感器可以感应红外辐射，而且可以将感应到的红外线信号转换成为电信号的仪器。其优点是对小动物、电磁场、灯光等干扰的抵抗较强，而且其成本低、功耗小。光电感应式传感器可采用MH-B型的红外距离传感器，有一对红外线的发射管和接收管，发射管负责发射出带有特殊频率的红外线，被前方障碍物反射回来的红外线被接收管接收，传递到电路内部的比较器电路，比较器电路将红外线信号转化为电信号之后，输出口输出一个低电平的信号。优点是它可通过电位器旋钮调节感应距离，有效距离范围在2～30cm左右，工作的电压大约为3.3V-5V。红外光电感应式传感器感应距离可以调节、装配简单、抗干扰强、使用方便等特点，可以应用于机器人避障、避障小车的设计、流水线作业、黑白线循迹以及感应垃圾桶等众多场合。

所述的按键电路7包括手动开盖按钮、自动选择开关及复位按钮，所述的手动开盖按钮、自动选择开关及复位按钮的一端分别与所述的单片机的I/O接口连接，所述的手动开盖按钮、自动选择开关及复位按钮的另一端接地。

所述的特殊功能寄存器包括控制寄存器及状态寄存器，特殊功能寄存器共有二十六个，是一个具有特殊功能的RAM区，用于对片内的各功能的部件进行管理、控制、监视。

所述的输出指示电路8包括关盖指示灯、开盖指示灯及传感器指示灯，所述关盖指示灯、开盖指示灯及传感器指示灯分别通过稳流电阻与所述的单片机1连接，所述的关盖指示灯、开盖指示灯及传感器指示灯分别嵌装在所述的侧安装板10的上端面上。

所述的传感器指示灯包括电源指示灯及开关指示灯。

在本实用新型中，单片机1是一个系统最核心的部分，是整个系统的控制工作中心。单片机1可采用的型号包括AT89C51、STC系列等。

方案一：AT89C51是一种的低电压、高性能的单片机，功能强大。这种单片机不仅开发时间短，而且对开发设备的要求也很低，还可以对写入内部的程序进行加密，可以很好地保护我们的劳动成果。AT89C51单片机稳定性强，它本身体积也小，可以降低制作成本，还可以用5V电压供电，而且擦写时间仅为10ms，目前它的市场的供应还比较充足。

方案二：STC系列单片机的指令系统和AT系列单片机的完全兼容，但是实际操作起来却有很大的不一样。STC89C52单片机是一种低电压、高性能的微处理器，它的芯片内集成了通用的八位中央处理器。

(1)STC89C52单片机可以直接用USB转串口下载，下载软件也可以直接去STC厂家的网站上下载；AT89C51单片机需要用下载器才可以下载，本身不带下载。

(2)STC单片机的执行指令的速度要比AT单片机的快3～30倍。

(3)STC89C52单片机明显优于AT89C52的一点是，它对工作环境的要求低，电压低于5V时能正常工作，甚至3V到4V之间都可以工作。

综合比较两种方案，方案二优于方案一，优选方案二。

单片机1的I/O分别是P0口、P1口、P2口和P3口。给单片机STC89C52上电的时候，要进行复位操作，复位后STC89C52的工作环境处于初始化状态，即从程序的开始进行执行，RST引脚上接的是复位电路6，本实用新型采用的是12MHz的外部时钟电路5。

RST引脚是复位信号的输入端，有效时间持续在二个机器周期左右，复位信号是高电平有效。若使用频率为12MHz的晶振，则复位信号持续时间应超过2μs才能完成复位操作。

复位方式有三种。一是上电自动复位，指通过外部复位电路的电容充电来实现，只要电源VCC的上升时间不超过1ms，就可以实现自动上电复位。也就是接通电源就完成了系统的复位初始化；二是按键复位，指通过按压键使复位端经过电阻与电源接通而实现的；三是外部脉冲复位，是指由外部提供一个复位脉冲来实现的，这个复位脉冲应保持宽度大于2个机器周期。

在STC89C52芯片内部有一个高增益反相放大器，而在它的外部，XTAL1和XTAL2之间接一个晶体振荡器和两个微调电容，就可以形成反馈电路，这个振荡器就可以工作。晶体振荡器的工作频率一般可以在1.2～12MHz之间选择，C1、C2通常选择在10pF到30pF之间取值。为使硬件电路工作稳定，采用频率为12MHZ的振荡晶体，30pF的电容。

请参见附图3所示，单片机STC89C52利用它的各个接口将其它模块连接成一个整体，通过C语言编程让它完成对整个硬件系统的逻辑控制，这样的系统就具有自动控制垃圾桶盖10的功能。

(1)微处理器

STC89C52单片机中有一个八位的微处理器，它由控制器和运算器两部分组成，不仅可以对数据进行处理，也可以对位变量进行处理。

(2)数据存储器

它是用来存储程序在运行期间的数据暂存和缓冲以及运算的中间结果和标志位等。它的片内为256B RAM，片外可外扩至64K字节。

(3)程序存储器

片内有8KB Flash存储器，如果片内的只读存储器的容量不够，则需要用扩展片外的只读存储器，片外最多可外扩至64K字节。

(4)中断装置

它具有五个中断源，两个中断优先级。

(5)定时器/计数器

在实际的应用中，它是为减少软件的开销和提高单片机实际控制的能力而设计的，片内一般有三个十六位的定时器/计数器。

(6)串行口

它的功能很强大，可以扩展并行的I/O口或者进行串行通讯，甚至可以与多个单片机相连使用，应用范围也是很广范的。工作方式也很多，一个全双工的串行口，就具有四种工作方式。

(7)特殊功能寄存器

共有二十六个，是一个具有特殊功能的RAM区，用于对片内的各功能的部件进行管理、控制、监视，实际上是一些控制寄存器和状态寄存器。

(8)输入/输出(I/O)口

STC89C52单片机有四组八位的可编程的I/O口，分别是P0、P1、P2和P3口，其中P3口是指Pin10～Pin17，它是一个具有内部上拉电阻的8位双向的I/O口，为P3.0～P3.7。它也是一个多用途的端口，不仅可以作为一个准双向I/O口，也可以按位独立定义。P3口也可以作为STC89C52单片机的第二功能(特殊功能)来使用。

在本实用新型中，电源电路2为5V电源，工作电流为10mA左右；人体感应装置3电源为5V，休眠状态电流消耗为50uA，电机的工作电压为5V，电流为200mA。

方案一：采用1.5V干电池串联供电，在不超过单片机工作电压范围的情况下，又可以驱动其他模块。结构简单，容易构造，但峰值电流较小。

方案二：用2A、9V的稳压电源供电，它是把220V的电压变成9V的直流电压，然后通过LM7805芯片将电压稳定在+5V，最主要的是它的供电电压可以满足电动机峰值电流时的需要。优选方案二。

舵机驱动装置4的工作原理是：控制信号由接收机的通道进入信号调制芯片，获得直流偏置电压。它的内部有一个可以产生周期为20ms，宽度为1.5ms的基准信号的基准电路，之后获得的直流偏置电压与电位器的电压比较，有一个电压差的输出。最后，输出的电压差输送到电机驱动芯片，电压差的正负决定电机的正反转，当电机转动到指定位置时，通过级联减速齿轮带动电位器旋转，使得电压差为0，电机就会停止转动。本设计用单片机P2.0口输出PWM信号来控制舵机的旋转角度。

综上所述，本实用新型能实现当有人需要丢垃圾的时候，垃圾桶的盖子就会自动打开，当人丢完垃圾离开的时候，盖子又会自动闭合的功能，易于普及应用。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用附属在其他相关产品的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。