- Snímač plameňa
- Súčasti sú povinné
- Schéma zapojenia
- Práca senzora plameňa s Arduinom
- Vysvetlenie kódu
Požiarne poplachové systémy sú veľmi bežné v komerčných budovách a továrňach. Tieto zariadenia zvyčajne obsahujú zhluk senzorov, ktoré neustále monitorujú akýkoľvek plameň, plyn alebo oheň v budove a spustí poplach, ak niektorý z nich zistí. Jedným z najjednoduchších spôsobov detekcie požiaru je použitie infračerveného senzora plameňa. Tieto senzory majú infračervenú fotodiódu citlivú na infračervené svetlo. Teraz v prípade požiaru nebude oheň iba produkovať teplo, ale bude emitovať aj infračervené lúče, áno, každý horiaci plameň bude vyžarovať určitú úroveň infračerveného svetla, toto svetlo nie je pre ľudské oči viditeľné, ale náš snímač plameňa ho dokáže detekovať. a upozorniť mikrokontrolér ako Arduino na zistenie požiaru.
V tomto článku spájame senzor plameňa s Arduinom a naučíme sa všetky kroky na zostavenie systému požiarnej signalizácie pomocou Arduina a senzora plameňa. Modul snímača plameňa má fotodiódu na detekciu svetla a operačný zosilňovač na riadenie citlivosti. Používa sa na detekciu požiaru a pri detekcii poskytuje VYSOKÝ signál. Arduino číta signál a poskytuje výstrahu zapnutím bzučiaka a LED. Použitým snímačom plameňa je plameňový snímač založený na IR. Rovnaký koncept sme použili aj na detekciu požiaru v našom hasičskom robote. Ak máte záujem, môžete si ho skontrolovať.
Snímač plameňa
Snímač plameňa je snímač určený na detekciu a reagujú na prítomnosť plameňa alebo ohňa. Reakcie na detekovaný plameň závisia od zariadenia, ale môžu zahŕňať spustenie alarmu, deaktiváciu palivového potrubia (napríklad potrubia na propán alebo zemný plyn) a aktiváciu protipožiarneho systému. IR plameňový senzor použitý v tomto projekte je uvedený nižšie, tieto senzory sa niekedy nazývajú aj modul požiarneho senzora alebo senzor plameňa.
Existujú rôzne typy metód detekcie plameňa. Niektoré z nich sú: detektor ultrafialového žiarenia, detektor blízkeho poľa IR, detektor infračerveného žiarenia (IR), infračervené termálne kamery, detektor UV / IR atď.
Keď horí oheň, vyžaruje malé množstvo infračerveného svetla, ktoré bude prijímané fotodiódou (IR prijímač) na snímacom module. Potom použijeme Op-Amp na kontrolu zmeny napätia na IR prijímači, takže ak je detekovaný požiar, výstupný pin (DO) dá 0V (LOW), a ak nie je oheň, výstupný pin bude 5 V (VYSOKÉ).
V tomto projekte používame IR senzor plameňa. Je založený na senzore YG1006, ktorý je vysokorýchlostný a vysoko citlivý kremíkový fototranzistor NPN. Dokáže detekovať infračervené svetlo s vlnovou dĺžkou v rozmedzí od 700 nm do 1 000 nm a jeho detekčný uhol je asi 60 °. Modul snímača plameňa pozostáva z fotodiódy (IR prijímača), odporu, kondenzátora, potenciometra a komparátora LM393 v integrovanom obvode. Citlivosť sa dá nastaviť zmenou palubného potenciometra. Pracovné napätie je medzi 3,3 V a 5 V DC s digitálnym výstupom. Logická hodnota na výstupe označuje prítomnosť plameňa alebo ohňa. Logický nízky výkon indikuje neprítomnosť plameňa alebo ohňa.
Ďalej je uvedený popis kolíka modulu snímača plameňa:
Pripnúť |
Popis |
Vcc |
Napájanie 3,3 - 5V |
GND |
Uzemnenie |
Dout |
Digitálny výstup |
Aplikácie plameňových senzorov
- Vodíkové stanice
- Monitorovanie spaľovania horákov
- Ropovod a plynovod
- Zariadenia na výrobu automobilov
- Jadrové zariadenia
- Letecké hangáre
- Kryty turbín
Súčasti sú povinné
- Arduino Uno (je možné použiť ľubovoľnú dosku Arduino)
- Modul snímača plameňa
- LED
- Bzučiak
- Rezistor
- Prepojovacie vodiče
Schéma zapojenia
Na nasledujúcom obrázku je schéma zapojenia požiarneho senzora Arduino, ktorá ukazuje, ako prepojiť modul požiarneho senzora s Arduino.
Práca senzora plameňa s Arduinom
Arduino Uno je doska mikrokontroléra s otvoreným zdrojom založená na mikrokontroléri ATmega328p. Má 14 digitálnych pinov (z toho 6 pinov možno použiť ako PWM výstupy), 6 analógových vstupov, integrované regulátory napätia atď. Arduino Uno má 32 kB flash pamäte, 2 kB SRAM a 1 kB EEPROM. Pracuje na taktovacej frekvencii 16MHz. Arduino Uno podporuje komunikáciu Serial, I2C, SPI pre komunikáciu s inými zariadeniami. Nasledujúca tabuľka zobrazuje technickú špecifikáciu Arduino Uno.
Mikrokontrolér |
ATmega328p |
Prevádzkové napätie |
5V |
Vstupné napätie |
7-12 V (odporúčané) |
Digitálne I / O piny |
14 |
Analógové kolíky |
6 |
Flash pamäť |
32 kB |
SRAM |
2 kB |
EEPROM |
1 kB |
Rýchlosť hodín |
16 MHz |
Snímač plameňa detekuje prítomnosť ohňa alebo plameňa na základe infračervené (IR) vlnová dĺžka emitovaného plameňa. Ak je detekovaný plameň, dáva logiku 1 ako výstup, inak dáva logiku 0 ako výstup. Arduino Uno kontroluje logickú úroveň na výstupnom kolíku snímača a vykonáva ďalšie úlohy, ako je napríklad aktivácia bzučiaka a LED, zasielanie výstražnej správy.
Skontrolujte tiež naše ďalšie projekty požiarnych poplachov:
- Požiarna signalizácia pomocou termistora
- Systém požiarnej signalizácie pomocou mikrokontroléra AVR
- Arduino hasiaci robot
Vysvetlenie kódu
Kompletný Arduino kód pre tento projekt je uvedený na konci tohto článku. Kód je rozdelený na malé zmysluplné bloky a je vysvetlený nižšie.
V tejto časti kódu budeme definovať piny pre snímač plameňa, LED a bzučiak, ktoré sú pripojené k Arduinu. Snímač plameňa je pripojený k digitálnemu kolíku 4 Arduina. Bzučiak je pripojený k digitálnemu kolíku 8 Arduina. LED je pripojená k digitálnemu kolíku 7 Arduina.
Premenná „ flame_detected “ sa používa na ukladanie digitálnej hodnoty načítanej zo snímača plameňa. Na základe tejto hodnoty zistíme prítomnosť plameňa.
int bzučiak = 8; int LED = 7; int plamen_senzor = 4; int plameň_detekovaný;
V tejto časti kódu ideme nastaviť stav digitálnych pinov Arduina a nakonfigurovať ich
Prenosová rýchlosť pre sériovú komunikáciu s PC na zobrazenie stavu obvodu detekcie plameňa.
void setup () { Serial.begin (9600); pinMode (bzučiak, VÝSTUP); pinMode (LED, VÝSTUP); pinMode (flame_sensor, INPUT); }
Tento riadok kódu prečíta digitálny výstup zo snímača plameňa a uloží ho do premennej „ flame_detected “.
flame_detected = digitalRead (flame_sensor);
Na základe hodnoty uloženej v parametri „ flame_detected “ musíme zapnúť bzučiak a LED. V tejto časti kódu porovnávame hodnotu uloženú v parametri „ flame_detected “ s 0 alebo 1.
Ak sa rovná 1, znamená to, že bol detekovaný plameň. Musíme zapnúť bzučiak a LED a potom zobraziť výstražnú správu na Serial monitore Arduino IDE.
Ak je rovná 0, znamená to, že nebol detekovaný žiadny plameň, takže musíme vypnúť LED a bzučiak. Tento proces sa opakuje každú sekundu, aby sa zistila prítomnosť ohňa alebo plameňa.
if (flame_detected == 1) { Serial.println ("Zistil sa plameň…! okamžite konať."); digitalWrite (bzučiak, VYSOKÝ); digitalWrite (LED, VYSOKÉ); oneskorenie (200); digitalWrite (LED, LOW); oneskorenie (200); } else { Serial.println ("Nezistil sa žiadny plameň. zostaňte chladný"); digitalWrite (bzučiak, LOW); digitalWrite (LED, LOW); } oneskorenie (1 000);
Na základe tohto konceptu sme zostrojili hasičského robota, ktorý automaticky detekuje oheň a odčerpáva vodu, aby oheň uhasil. Teraz viete, ako robiť detekciu požiaru pomocou Arduina a snímača plameňa, dúfam, že ste sa to učili radi, ak máte akékoľvek otázky, nechajte ich v sekcii komentárov nižšie.
Skontrolujte celý kód a ukážkové video nižšie.