自动马桶冲洗器减少接触减少新冠病毒

我们大多数人都喜欢在公共洗手间里看到免提马桶冲洗器的地方。这将是一个可喜的便利-没有人想触摸公共厕所！在这种COVID-19大流行中，触摸公共厕所中的冲水按钮也是有风险的，并且可能是引起感染的原因。但是您知道您可以为家里的厕所制造自动冲水器吗？

在本教程中，我将向您展示如何使用Arduino和一些3D打印的零件非常轻松地为马桶制作一个自动冲洗器。尽管您会在互联网上找到一些自动冲水器，但价格昂贵。此外，安装也不容易。按照我的教程，您只需花费几美分就可以制作自己的冲水器。将其放在您的马桶上也非常容易。

遵循步骤，自己做一个，保持安全。

材料清单：

要自己制作一个，您将需要以下材料：

组件

1. Arduino Nano（1个）（从aliexpress.com购买一个）

2. TowerPro MG995金属齿轮伺服电机（1个）（从aliexpress.com购买一个）

3. HC-SR04超声波距离传感器（1个）（从aliexpress.com购买一个）

4.电池和电池盒

a、2个 AA电池，带电池盒（aliexpress.com）+升压转换器（aliexpress.com）

或者

b、1个18650锂离子电池（从aliexpress.com购买）+移动电源电路（从aliexpress.com购买）

5. Perfboard（从aliexpress.com购买）

6. PCB跳线（可从aliexpress.com购买）

工具

1.烙铁（从gearbest.com购买）

2.剪线钳（可从gearbest.com购买）

3.并使用3D打印机（仅需220美元即可购买高质量的3D打印机）

所有文件均由Tinkercad设计和修改。该致动器实际上是从Thingiverse.com下载的门锁模型。我略微修改了模型以适合我的项目。以下是所有零件的3D设计文件。对于没有底座的所有零件，20％的填充量就足够了。基础部分填充物应至少为70％。此部分还需要支持以进行正确的打印。

附件

• 基本part.stl
• 超声波base.stl
• Gear.STL
• Gear_Rack.STL
• Motor_Holder.stl

取一块2英寸x 3英寸的穿孔板，并根据nano焊接两个母头导轨。将电池盒的输出连接到升压转换器的输入。升压转换器的输出应通过SPDT开关焊接到性能板上。使用跳线将所有地面连接在一起。该板还可以通过可充电锂离子电池供电。如果要使用锂离子电池或忽略下一步，请执行下一步。

锂离子电池需要复杂的充电器电路来保护电池免受过充电和深度放电的影响。否则，电池可能会损坏。锂离子电池的输出为3.7V，不足以直接驱动伺服电机。因此，需要一个升压转换器将3.7V转换为5V。

Powerbank电路是同时包含锂离子充电器电路和升压转换器电路的电路，这正是我们所需要的。我使用跨接线将单个锂离子电池焊接到了移动电源电路。然后，我用绝缘胶带将电池牢牢地固定在电路上。它还将保护连接。

如果您想使用不可充电的AA电池，则可以执行下一步，否则将其忽略。

也可以使用两个非充电式AA电池来代替单个锂离子电池。在这种情况下，您不需要充电器电路。您只需要一个能够从2V电源产生5V电压的升压转换器电路。升压转换器电路必须具有至少600mA的能力。在Arduino 2 Alcaline AA单元中实现滑动机制可以运行一个多月。要使用AA电池，必须使用双电池AA电池盒。

我们将使用超声波传感器来检测马桶的使用者。标准的SR04超声波传感器可以检测到不超过400厘米的物体，足以满足我们的目的。我们正在计算距离并做出是否有人正在使用厕所的决定。如果它在前面检测到物体超过30秒钟，则认为马桶正在使用。用户从马桶上移开后立即进行冲洗。因此，要成功冲洗，用户必须使用马桶至少30秒钟。它可以防止系统意外冲洗。时间可能会根据您的要求增加或减少。

为了自动按下冲洗按钮，需要一个线性致动器。我正在使用3D打印的门锁模型，并对其进行了一些修改（从thingverse.com修改）以达到此目的。上一步中已附加了修改后的模型。

为了驱动执行器，需要使用TowerPro MG995金属齿轮伺服电机。我将Arduino引脚10用于伺服电机。超声波传感器的触发引脚用于Arduino的引脚11，回波引脚用于Arduino的引脚12。

需要一个与马桶冲洗按钮相对应的底座，才能将执行器和按钮一起放置。基本部件通过两个M3螺钉固定在执行器上。还设计了超声波传感器的底座。我用热胶将这部分固定在执行器的顶部。

为了使系统完美运行，您必须将程序上传到Arduino nano。该程序很简单，不需要外部库即可编译该程序。只需将程序复制到Arduino，然后将程序上传到Nano。然后将其放在浴室中以测试一切是否按预期工作。

Servo myservo;  // create servo object to control a servo

#define echoPin 9 // attach pin D2 Arduino to pin Echo of HC-SR04
#define trigPin 8 //attach pin D3 Arduino to pin Trig of HC-SR04
#define BUSY 1
#define NOT_BUSY 0

// defines variables
long duration; // variable for the duration of sound wave travel
int distance; // variable for the distance measurement
int previousState = 0;
int busyCount = 0;
void setup() {
  myservo.attach(10);  // attaches the servo on pin 9 to the servo object
  pinMode(trigPin, OUTPUT); // Sets the trigPin as an OUTPUT
  pinMode(echoPin, INPUT); // Sets the echoPin as an INPUT
  Serial.begin(9600); // // Serial Communication is starting with 9600 of baudrate speed
  Serial.println("Ultrasonic Sensor HC-SR04 Test"); // print some text in Serial Monitor
  Serial.println("with Arduino UNO R3");
  myservo.write(40);
  delay(1000);
}
void loop() {
  int value = calculate_distance();
  if(value>30){
    previousState = NOT_BUSY;
    if(busyCount>=30){
      flashToilet();
      }
    busyCount = 0;
    }
  else if(value<=30){
    if(previousState == BUSY){
      busyCount++;
      delay(1000);
      } 
     previousState = BUSY;  
    }
}

void flashToilet(){ 
  myservo.write(140);
  delay(3000);
  myservo.write(40);
  delay(1000);
  }

int calculate_distance(){
  digitalWrite(trigPin, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  // Sets the trigPin HIGH (ACTIVE) for 10 microseconds
  digitalWrite(trigPin, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(trigPin, LOW);
  // Reads the echoPin, returns the sound wave travel time in microseconds
  duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
  // Calculating the distance
  distance = duration * 0.034 / 2; // Speed of sound wave divided by 2 (go and back)
  // Displays the distance on the Serial Monitor
  Serial.print("Distance: ");
  Serial.print(distance);
  Serial.println(" cm");
  return distance;
}

如果您在复制代码时遇到任何问题，只需下载下面给出的代码并使用它。 

附件

• Toilet.ino

   

如果您发现一切正常，那么现在是将电路板与3D零件固定在一起的正确时机。用M3螺钉将电动机固定在基座上。使用热胶将传感器底座固定在执行器的顶部。然后用热胶将电路板固定在执行器的背面。

固定电路板后，将长电线夹在一起，并添加一些胶水与电路固定。添加一些胶水，将电池连接到设备的背面。等待一些时间使胶水变硬，然后将其放到马桶上。

恭喜!! 你做到了。好好享受！！！