- Czujnik płomienia
- Wymagane składniki
- Schemat obwodu
- Współpraca czujnika płomienia z Arduino
- Objaśnienie kodu
Systemy sygnalizacji pożaru są bardzo powszechne w budynkach komercyjnych i fabrykach, urządzenia te zwykle zawierają zestaw czujników, które stale monitorują płomień, gaz lub pożar w budynku i wyzwalają alarm, jeśli wykryją którykolwiek z nich. Jednym z najprostszych sposobów wykrywania pożaru jest użycie czujnika płomienia na podczerwień, który jest wyposażony w fotodiodę IR, która jest wrażliwa na światło podczerwone. Teraz w przypadku pożaru ogień będzie nie tylko wytwarzał ciepło, ale także emitował promienie podczerwone, tak, każdy płonący płomień emituje pewien poziom światła podczerwonego, światło to nie jest widoczne dla ludzkich oczu, ale nasz czujnik płomienia może je wykryć i ostrzega mikrokontroler, taki jak Arduino, o wykryciu pożaru.
W tym artykule łączymy czujnik płomienia z Arduino i uczymy się wszystkich kroków budowy Systemu Sygnalizacji Pożaru przy użyciu Arduino i czujnika płomienia. Moduł czujnika płomienia zawiera fotodiodę do wykrywania światła i wzmacniacz operacyjny do kontrolowania czułości. Służy do wykrywania pożaru i zapewnia wysoki sygnał po wykryciu. Arduino odczytuje sygnał i ostrzega, włączając brzęczyk i diodę LED. Zastosowany tutaj czujnik płomienia to czujnik płomienia oparty na podczerwieni. Zastosowaliśmy również tę samą koncepcję do wykrywania ognia w naszym robocie gaśniczym, możesz również sprawdzić, czy jesteś zainteresowany.
Czujnik płomienia
Płomieniowa jest czujnik przeznaczony do wykrywania i reagowania na obecności płomienia lub pożaru. Reakcje na wykryty płomień zależą od instalacji, ale mogą obejmować uruchomienie alarmu, dezaktywację przewodu paliwowego (np. Propanu lub gazu ziemnego) oraz uruchomienie systemu gaszenia pożaru. Czujnik płomienia na podczerwień użyty w tym projekcie jest pokazany poniżej, czujniki te są również nazywane modułem czujnika ognia lub czujnikiem czujnika płomienia.
Istnieją różne rodzaje metod wykrywania płomienia. Niektóre z nich to: detektor ultrafioletu, detektor bliskiej podczerwieni, detektor podczerwieni (IR), kamery termowizyjne na podczerwień, detektor UV / IR itp.
Kiedy płonie ogień, emituje niewielką ilość światła podczerwonego, które zostanie odebrane przez fotodiodę (odbiornik podczerwieni) w module czujnika. Następnie używamy wzmacniacza operacyjnego, aby sprawdzić zmianę napięcia na odbiorniku podczerwieni, więc jeśli zostanie wykryty pożar, pin wyjściowy (DO) da 0 V (LOW), a jeśli nie ma ognia, pin wyjściowy będzie 5 V (WYSOKA).
W tym projekcie używamy czujnika płomienia opartego na podczerwieni. Bazuje na czujniku YG1006, który jest szybkim i bardzo czułym fototranzystorem krzemowym NPN. Może wykrywać światło podczerwone o długości fali w zakresie od 700nm do 1000nm, a jego kąt wykrywania wynosi około 60 °. Moduł czujnika płomienia składa się z fotodiody (odbiornika podczerwieni), rezystora, kondensatora, potencjometru i komparatora LM393 w układzie scalonym. Czułość można regulować, zmieniając wbudowany potencjometr. Napięcie robocze wynosi od 3,3 V do 5 V DC, z wyjściem cyfrowym. Wysoki stan logiczny na wyjściu wskazuje na obecność płomienia lub ognia. Niski stan logiczny na wyjściu wskazuje na brak płomienia lub ognia.
Poniżej znajduje się opis pinów modułu czujnika płomienia:
|
Kołek |
Opis |
|
Vcc |
Zasilanie 3,3 - 5V |
|
GND |
Ziemia |
|
Dout |
Wyjście cyfrowe |
Zastosowania czujników płomienia
- Stacje wodoru
- Monitory spalania palników
- Rurociągi naftowe i gazowe
- Zakłady produkcji samochodów
- Obiekty jądrowe
- Hangary lotnicze
- Obudowy turbin
Wymagane składniki
- Arduino Uno (można użyć dowolnej płyty Arduino)
- Moduł czujnika płomienia
- DOPROWADZIŁO
- Brzęczyk
- Rezystor
- Przewody połączeniowe
Schemat obwodu
Poniższy obraz to schemat obwodu czujnika pożarowego Arduino, który pokazuje, jak połączyć moduł czujnika pożaru z Arduino.
Współpraca czujnika płomienia z Arduino
Arduino Uno to płytka mikrokontrolera typu open source oparta na mikrokontrolerze ATmega328p. Posiada 14 pinów cyfrowych (z czego 6 pinów można wykorzystać jako wyjścia PWM), 6 wejść analogowych, wbudowane regulatory napięcia itp. Arduino Uno posiada 32KB pamięci flash, 2KB SRAM i 1KB EEPROM. Działa z częstotliwością zegara 16 MHz. Arduino Uno obsługuje komunikację Serial, I2C, SPI do komunikacji z innymi urządzeniami. Poniższa tabela przedstawia specyfikację techniczną Arduino Uno.
|
Mikrokontroler |
ATmega328p |
|
Napięcie robocze |
5V |
|
Napięcie wejściowe |
7-12 V (zalecane) |
|
Cyfrowe piny I / O |
14 |
|
Piny analogowe |
6 |
|
Pamięć flash |
32 KB |
|
SRAM |
2 KB |
|
EEPROM |
1 KB |
|
Szybkośc zegara |
16 MHz |
Czujnik płomienia wykrywa obecność pożaru lub ognia oparte na podczerwieni (IR), długość fali emitowanego przez płomień. Daje logikę 1 jako wyjście w przypadku wykrycia płomienia, w przeciwnym razie daje logikę 0 jako wyjście. Arduino Uno sprawdza poziom logiki na pinie wyjściowym czujnika i wykonuje dalsze zadania, takie jak aktywacja brzęczyka i diody LED, wysyłanie komunikatu alarmowego.
Sprawdź również nasze inne projekty alarmów przeciwpożarowych:
- Alarm pożarowy wykorzystujący termistor
- System sygnalizacji pożaru wykorzystujący mikrokontroler AVR
- Robot przeciwpożarowy oparty na Arduino
Objaśnienie kodu
Pełny kod Arduino dla tego projektu znajduje się na końcu tego artykułu. Kod jest podzielony na małe znaczące fragmenty i wyjaśniony poniżej.
W tej części kodu zdefiniujemy piny dla czujnika płomienia, diody LED i brzęczyka, które są podłączone do Arduino. Czujnik płomienia jest podłączony do cyfrowego pinu 4 Arduino. Brzęczyk jest podłączony do cyfrowego pinu 8 Arduino. Dioda LED podłączona jest do cyfrowego pinu 7 Arduino.
Zmienna „ flame_detected ” służy do przechowywania wartości cyfrowej odczytanej z czujnika płomienia. Na podstawie tej wartości wykryjemy obecność płomienia.
int brzęczyk = 8; int LED = 7; int flame_sensor = 4; int flame_detected;
W tej części kodu będziemy ustawiać stan pinów cyfrowych Arduino i konfigurować
Szybkość transmisji dla komunikacji szeregowej z komputerem PC do wyświetlania stanu obwodu wykrywania płomienia.
void setup () { Serial.begin (9600); pinMode (buzzer, OUTPUT); pinMode (LED, WYJŚCIE); pinMode (czujnik_płomienia, INPUT); }
Ta linia kodu odczytuje wyjście cyfrowe z czujnika płomienia i przechowuje je w zmiennej „ wykrywany_płomień ”.
wykrywanie_ płomienia = digitalRead (czujnik_płomienia);
Na podstawie wartości zapisanej w „ flame_detected ”, musimy włączyć brzęczyk i diodę LED. W tej części kodu porównujemy wartość przechowywaną w „ flame_detected ” z 0 lub 1.
Jeśli jest równy 1, oznacza to, że wykryto płomień. Musimy włączyć brzęczyk i diodę LED, a następnie wyświetlić komunikat ostrzegawczy na monitorze szeregowym Arduino IDE.
Jeśli jest równy 0, to wskazuje, że nie wykryto płomienia, więc musimy wyłączyć diodę LED i brzęczyk. Ten proces jest powtarzany co sekundę, aby zidentyfikować obecność ognia lub płomienia.
if (flame_detected == 1) { Serial.println ("Wykryto płomień…! natychmiast podejmij działanie."); digitalWrite (buzzer, HIGH); digitalWrite (LED, WYSOKI); opóźnienie (200); digitalWrite (LED, LOW); opóźnienie (200); } else { Serial.println ("Nie wykryto płomienia. Zachowaj spokój"); digitalWrite (buzzer, LOW); digitalWrite (LED, LOW); } opóźnienie (1000);
W oparciu o tę koncepcję zbudowaliśmy robota gaśniczego, który automatycznie wykrywa pożar i wypompowuje wodę w celu ugaszenia pożaru. Teraz wiesz, jak wykonać wykrywanie ognia za pomocą Arduino i czujnika płomienia, mam nadzieję, że podobała Ci się nauka, jeśli masz jakieś pytania, zostaw je w sekcji komentarzy poniżej.
Sprawdź pełny kod i wideo demonstracyjne poniżej.