- Senzor plamene
- Požadované komponenty
- Kruhový diagram
- Práce s plamenovým senzorem s Arduinem
- Vysvětlení kódu
Systémy požární signalizace jsou v komerčních budovách a továrnách velmi běžné, tato zařízení obvykle obsahují skupinu senzorů, které neustále monitorují jakýkoli plamen, plyn nebo oheň v budově a spustí poplach, pokud některý z nich detekuje. Jedním z nejjednodušších způsobů detekce požáru je použití senzoru infračerveného plamene, tyto senzory mají infračervenou fotodiodu citlivou na infračervené světlo. Nyní, v případě požáru, bude oheň nejen produkovat teplo, ale bude také vydávat IR paprsky, ano každý hořící plamen bude vydávat určitou úroveň IR světla, toto světlo není viditelné pro lidské oči, ale náš senzor plamene to dokáže detekovat a upozornit mikrokontrolér jako Arduino, že byl detekován požár.
V tomto článku propojujeme senzor plamene s Arduino a učíme se všechny kroky k sestavení systému požárního poplachu pomocí Arduina a senzoru plamene. Modul snímače plamene má fotodiodu pro detekci světla a operační zesilovač pro řízení citlivosti. Používá se k detekci požáru a při detekci poskytuje VYSOKÝ signál. Arduino čte signál a poskytuje výstrahu zapnutím bzučáku a LED. Zde použitý snímač plamene je IR snímač plamene. Stejný koncept jsme použili také k detekci požáru v našem Fire Fighting Robot, pokud máte zájem, můžete také zkontrolovat, zda je náš.
Senzor plamene
Čidlo plamene je snímač určen k detekci a reagují na přítomnost plamene nebo ohně. Reakce na detekovaný plamen závisí na zařízení, ale mohou zahrnovat poplach, deaktivaci palivového potrubí (například potrubí pro propan nebo zemní plyn) a aktivaci protipožárního systému. Senzor infračerveného plamene použitý v tomto projektu je zobrazen níže, tyto senzory se někdy nazývají také modul požárního senzoru nebo senzor plamene.
Existují různé typy metod detekce plamene. Některé z nich jsou: ultrafialový detektor, detektor blízkého IR pole, infračervený (IR) detektor, infračervené termální kamery, UV / IR detektor atd.
Když oheň hoří, vyzařuje malé množství infračerveného světla, toto světlo bude přijímáno fotodiodou (IR přijímač) na snímacím modulu. Pak použijeme Op-Amp ke kontrole změny napětí na IR přijímači, takže pokud je detekován požár, výstupní pin (DO) dá 0V (LOW), a pokud není oheň, bude výstupní pin 5 V (VYSOKÁ).
V tomto projektu používáme IR plamenový senzor. Je založen na senzoru YG1006, což je vysokorychlostní a vysoce citlivý křemíkový fototranzistor NPN. Dokáže detekovat infračervené světlo s vlnovou délkou v rozmezí od 700 nm do 1000 nm a jeho detekční úhel je přibližně 60 °. Modul snímače plamene se skládá z fotodiody (IR přijímače), rezistoru, kondenzátoru, potenciometru a komparátoru LM393 v integrovaném obvodu. Citlivost lze upravit změnou palubního potenciometru. Pracovní napětí je mezi 3,3 V a 5 V DC, s digitálním výstupem. Logická hodnota na výstupu indikuje přítomnost plamene nebo ohně. Logický nízký výkon indikuje nepřítomnost plamene nebo ohně.
Níže je uveden popis kolíku modulu snímače plamene:
|
Kolík |
Popis |
|
Vcc |
Napájení 3,3 - 5V |
|
GND |
Přízemní |
|
Dout |
Digitální výstup |
Aplikace plamenových senzorů
- Vodíkové stanice
- Monitorování spalování hořáků
- Ropovody a plynovody
- Zařízení pro výrobu automobilů
- Jaderná zařízení
- Hangáry letadel
- Kryty turbín
Požadované komponenty
- Arduino Uno (lze použít jakoukoli desku Arduino)
- Modul snímače plamene
- VEDENÝ
- Bzučák
- Rezistor
- Propojovací vodiče
Kruhový diagram
Na následujícím obrázku je schéma zapojení požárního senzoru Arduino, které ukazuje, jak propojit modul požárního senzoru s Arduinem.
Práce s plamenovým senzorem s Arduinem
Arduino Uno je open-source deska mikrokontroléru založená na mikrokontroléru ATmega328p. Má 14 digitálních pinů (z toho 6 pinů lze použít jako PWM výstupy), 6 analogových vstupů, palubní regulátory napětí atd. Arduino Uno má 32 kB flash paměti, 2 kB SRAM a 1 kB EEPROM. Pracuje na hodinové frekvenci 16MHz. Arduino Uno podporuje komunikaci Serial, I2C, SPI pro komunikaci s jinými zařízeními. V následující tabulce je uvedena technická specifikace Arduino Uno.
|
Mikrokontrolér |
ATmega328p |
|
Provozní napětí |
5V |
|
Vstupní napětí |
7-12 V (doporučeno) |
|
Digitální I / O piny |
14 |
|
Analogové piny |
6 |
|
Flash paměť |
32 kB |
|
SRAM |
2 kB |
|
EEPROM |
1 kB |
|
Rychlost hodin |
16 MHz |
Čidlo plamene detekuje přítomnost ohně nebo plamene na základě infračervené (IR) vlnová délka emitovaného plamene. Udává logiku 1 jako výstup, pokud je detekován plamen, jinak dává logiku 0 jako výstup. Arduino Uno kontroluje logickou úroveň na výstupním kolíku senzoru a provádí další úkoly, jako je aktivace bzučáku a LED, zasílání výstražné zprávy.
Zkontrolujte také naše další projekty požární signalizace:
- Požární poplach pomocí termistoru
- Systém požární signalizace pomocí mikrokontroléru AVR
- Arduino založený hasičský robot
Vysvětlení kódu
Kompletní Arduino kód pro tento projekt je uveden na konci tohoto článku. Kód je rozdělen na malé smysluplné bloky a je vysvětleno níže.
V této části kódu budeme definovat piny pro Flame senzor, LED a bzučák, které jsou připojeny k Arduinu. Snímač plamene je připojen k digitálnímu kolíku 4 Arduina. Bzučák je připojen k digitálnímu kolíku 8 Arduina. LED je připojena k digitálnímu kolíku 7 Arduina.
Proměnná „ flame_detected “ se používá k ukládání digitální hodnoty načtené ze snímače plamene. Na základě této hodnoty zjistíme přítomnost plamene.
int bzučák = 8; int LED = 7; int plamen_senzor = 4; int flame_detected;
V této části kódu nastavíme stav digitálních pinů Arduina a nakonfigurujeme
Přenosová rychlost pro sériovou komunikaci s PC pro zobrazení stavu obvodu detekce plamene.
void setup () { Serial.begin (9600); pinMode (bzučák, VÝSTUP); pinMode (LED, VÝSTUP); pinMode (flame_sensor, INPUT); }
Tento řádek kódu čte digitální výstup ze snímače plamene a ukládá jej do proměnné „ flame_detected “.
flame_detected = digitalRead (flame_sensor);
Na základě hodnoty uložené v „ flame_detected “ musíme zapnout bzučák a LED. V této části kódu porovnáme hodnotu uloženou v parametru „ flame_detected “ s 0 nebo 1.
Pokud se rovná 1, znamená to, že byl detekován plamen. Musíme zapnout bzučák a LED a poté zobrazit výstražnou zprávu na sériovém monitoru Arduino IDE.
Pokud se rovná 0, znamená to, že nebyl detekován žádný plamen, takže musíme vypnout LED a bzučák. Tento proces se opakuje každou sekundu, aby se zjistila přítomnost ohně nebo plamene.
if (flame_detected == 1) { Serial.println ("Detekován plamen…! okamžitě jednat."); digitalWrite (bzučák, VYSOKÝ); digitalWrite (LED, HIGH); zpoždění (200); digitalWrite (LED, LOW); zpoždění (200); } else { Serial.println ("Nebyl detekován žádný plamen. zůstaňte v pohodě"); digitalWrite (bzučák, NÍZKÝ); digitalWrite (LED, LOW); } zpoždění (1 000);
Na základě tohoto konceptu jsme postavili hasicího robota, který automaticky detekuje oheň a odčerpává vodu, aby oheň uhasil. Nyní víte, jak provádět detekci požáru pomocí Arduina a snímače plamene, doufám, že se vám to naučilo, pokud máte nějaké dotazy, nechte je v sekci komentářů níže.
Níže zkontrolujte kompletní kód a ukázkové video.