无接触垃圾桶

谭迪熬 中国发明协会院士专家咨询工作委员会首任专家，中国发明协会中小学创造教育分会会长，科技创新教育特级教师，教育部国培计划专家库专家。

接触传播是新冠病毒的传播途径之一。人们在扔垃圾时易触碰垃圾桶盖，如果一个感染新冠病毒的人触摸了盖子，另一个人紧接着再去触摸就有可能被传染。我在学习Scratch程序设计、CUBIC控制器、直流电机、超声波传感器等之后，想利用它们制作一种不需要接触就能打开盖子的垃圾桶。

一、结构设计

使用树上科技的CUBIC可编程电子模块：主控制器、超声波传感器、直流电机控制器、直流电机、RGB全彩灯。先用乐高配件搭建垃圾桶的模型，再通过程序设计实现其基本功能，最后用激光切割亚克力，制作垃圾桶的底部、盖子和四个面，组装成无接触垃圾桶。

二、制作过程

1.搭建模型。用乐高配件搭建出垃圾桶的模型。

2.为垃圾桶盖增加电机控制功能，通过对电机的控制实现垃圾桶盖的打开与关闭。

3.利用超声波传感器探测距离。通过Scratch PI编程，实现用超声波传感器控制垃圾桶盖的开、关及状态灯的显示。

当超声波传感器探测到前方20厘米内有障碍物时，垃圾桶盖打开，绿灯亮，显示打开状态。持续3秒后，垃圾桶盖关闭，红灯亮，显示关闭状态。当超声波传感器探测到前方20厘米内无障碍物时，垃圾桶处于待机状态，蓝灯亮，显示待机状态。

4.使用激光切割机切割亚克力，制作垃圾桶的外观。

三、操作方法

由于垃圾桶盖较大，需由电机控制垃圾桶盖的轴。这是一个费力杠杆，因此需用双电机控制，且呈对称结构设计安装。编程时，需让两个直流电机一个正转、一个反转，才能实现双电机同步控制。

把垃圾倒入垃圾桶前，如果蓝灯亮，显示待机状态。用手或其他物品在超声波传感器前方20厘米内晃动，垃圾桶蓋自动打开，绿灯亮，显示工作状态。把垃圾倒入桶内，3秒后红灯亮，垃圾桶盖关闭。蓝灯亮，垃圾桶回到待机状态。

今后，我还将美化作品的外观，把自控部分的控制器、电机、传感器、彩灯进行封装，让无接触垃圾桶更安全、实用。（指导老师：解忠良 李 慧 钱建华）

专家点评

周子涵同学的“无接触垃圾桶”项目是一个典型的创客作品，充分体现了“创意、物化、分享”这一创客理念。作为一名初中生，其可贵之处就在于：第一，创新意识突出。面对新冠肺炎疫情能积极思考，并能基于自己对事物的理解，产生利用无接触垃圾桶来阻断人与物这一病毒传播链的创意。第二，学以致用意识强。学习相关科学知识与技术后，立即想到用它们将自己的创意变成实物。第三，工匠意识即精益求精的意识强。当第二代作品成型后，随即又运用激光切割技术使作品优化迭代。

从这里我们可以看出，青少年创造发明活动重要的不是最终的结果，而是在探索与实践的过程中，学生的创新学习有内驱力，这样才能成长得更快、更好！