Saskarsmes liesmas sensors ar arduino, lai izveidotu ugunsgrēka trauksmes sistēmu

Ugunsgrēka trauksmes sistēmas ir ļoti izplatītas komerciālās ēkās un rūpnīcās, šīs ierīces parasti satur sensoru kopu, kas pastāvīgi uzrauga ēkā esošo liesmu, gāzi vai ugunsgrēku un izraisa trauksmi, ja tā atklāj kādu no šīm. Viens no vienkāršākajiem veidiem, kā atklāt uguni, ir infrasarkanās liesmas sensora izmantošana, šiem sensoriem ir IR fotodiods, kas ir jutīgs pret infrasarkano gaismu. Tagad ugunsgrēka gadījumā uguns ne tikai radīs siltumu, bet arī izstaro infrasarkanos starus, jā, katra degošā liesma izstaro zināmu IR gaismas daudzumu, šī gaisma nav redzama cilvēka acīm, bet mūsu liesmas sensors to var noteikt un brīdināt mikrokontrolleru, piemēram, Arduino, ka ir atklāts ugunsgrēks.

Šajā rakstā mēs saskaramies ar liesmas sensoru ar Arduino un iemācāmies visas ugunsgrēka trauksmes sistēmas izveidošanas darbības, izmantojot Arduino un liesmas sensoru. Liesmas sensora modulim ir fotodiods gaismas noteikšanai un op-amp, lai kontrolētu jutību. To lieto, lai atklātu uguni un pēc atklāšanas nodrošinātu HIGH signālu. Arduino nolasa signālu un nodrošina brīdinājumu, ieslēdzot skaņas signālu un LED. Šeit izmantotais liesmas sensors ir uz IR balstīts liesmas sensors. Mēs arī izmantojām to pašu koncepciju, lai atklātu uguni mūsu ugunsdzēsības robotā. Jūs varat arī pārbaudīt, vai mūsu, ja jūs interesē.

Liesmas sensors

Liesmas detektors ir sensors, lai atklātu un reaģēt uz klātbūtnē liesmas vai uguns. Reakcijas uz atklāto liesmu ir atkarīgas no instalācijas, taču tās var ietvert trauksmes signālu, degvielas padeves līnijas (piemēram, propāna vai dabasgāzes līnijas) deaktivizēšanu un ugunsdzēsības sistēmas aktivizēšanu. Šajā projektā izmantotais IR liesmas sensors ir parādīts zemāk, šos sensorus dažreiz sauc arī par uguns sensoru moduli vai liesmas detektora sensoru.

Ir dažādi liesmas noteikšanas metožu veidi. Daži no tiem ir: ultravioletais detektors, tuvu IR masīva detektors, infrasarkanais (IR) detektors, infrasarkanās siltuma kameras, UV / IR detektors utt.

Degot ugunij, tas izstaro nelielu daudzumu infrasarkano staru, šo gaismu uztver sensora moduļa fotodiods (IR uztvērējs). Tad mēs izmantojam Op-Amp, lai pārbaudītu sprieguma izmaiņas infrasarkanajā uztvērējā, lai, ja tiek atklāts ugunsgrēks, izejas tapa (DO) dod 0 V (LOW), un, ja uguns nav, izejas tapa būs 5V (AUGSTS).

Šajā projektā mēs izmantojam IR balstītu liesmas sensoru. Tas ir balstīts uz YG1006 sensoru, kas ir ātrgaitas un ļoti jutīgs NPN silīcija fototransistors. Tas var noteikt infrasarkano staru ar viļņa garumu no 700 nm līdz 1000 nm, un tā noteikšanas leņķis ir aptuveni 60 °. Liesmas sensora modulis sastāv no fotodiodes (IR uztvērēja), rezistora, kondensatora, potenciometra un LM393 salīdzinātāja integrētajā shēmā. Jutību var noregulēt, mainot borta potenciometru. Darba spriegums ir no 3.3v līdz 5v DC ar digitālo izeju. Augstas izejas loģika norāda uz liesmas vai uguns klātbūtni. Loģika ar zemu izejas daudzumu norāda uz liesmas vai uguns neesamību.

Zemāk ir liesmas sensora moduļa tapas apraksts:

Piespraust	Apraksts
Vcc	3,3 - 5 V barošanas avots
GND	Zeme
Dout	Digitālā izeja

Liesmas sensoru pielietojums

• Ūdeņraža stacijas
• Degļu sadedzināšanas monitori
• Naftas un gāzes cauruļvadi
• Automobiļu ražošanas iekārtas
• Kodoliekārtas
• Lidmašīnu angāri
• Turbīnu korpusi

Nepieciešamās sastāvdaļas

• Arduino Uno (var izmantot jebkuru Arduino dēli)
• Liesmas sensora modulis
• LED
• Buzzer
• Rezistors
• Džemperu vadi

Ķēdes shēma

Zemāk redzamais attēls ir Arduino ugunsdrošības sensora shēma, kurā parādīts, kā ugunsdrošības sensora moduli savienot ar Arduino.

Liesmas sensora darbība ar Arduino

Arduino Uno ir atvērtā koda mikrokontrolleru plate, kuras pamatā ir mikrokontrolleris ATmega328p. Tam ir 14 digitālās tapas (no kurām 6 tapas var izmantot kā PWM izejas), 6 analogās ieejas, borta sprieguma regulatori utt. Arduino Uno ir 32 KB zibatmiņa, 2 KB SRAM un 1 KB EEPROM. Tas darbojas ar pulksteņa frekvenci 16MHz. Arduino Uno atbalsta Serial, I2C, SPI komunikāciju saziņai ar citām ierīcēm. Zemāk esošajā tabulā parādīta Arduino Uno tehniskā specifikācija.

Mikrokontrolleris	ATmega328p
Darba spriegums	5V
Ieejas spriegums	7–12 V (ieteicams)
Digitālās I / O tapas	14
Analogās tapas	6
Zibatmiņa	32 KB
SRAM	2 KB
EEPROM	1 KB
Pulksteņa ātrums	16MHz

Liesmas sensors klātbūtni ugunsgrēka vai liesmu, pamatojoties uz Infrared (IR) viļņa garumu, ko izstaro liesmu. Ja tiek atklāta liesma, tā dod izejas loģiku 1, pretējā gadījumā - kā izeju loģiku 0. Arduino Uno pārbauda sensora izejas tapas loģikas līmeni un veic citus uzdevumus, piemēram, aktivizē skaņas signālu un LED, nosūta brīdinājuma ziņojumu.

Pārbaudiet arī citus mūsu ugunsgrēka trauksmes projektus:

• Ugunsgrēka trauksme, izmantojot termistoru
• Ugunsgrēka trauksmes sistēma, izmantojot AVR mikrokontrolleru
• Arduino bāzes ugunsdzēsības robots

Koda skaidrojums

Pilnīgs Arduino kods šim projektam ir norādīts šī raksta beigās. Kods ir sadalīts mazos nozīmīgos gabalos un paskaidrots tālāk.

Šajā koda daļā mēs definēsim tapas liesmas sensoram, LED un skaņas signālam, kas ir savienoti ar Arduino. Liesmas sensors ir savienots ar Arduino digitālo tapu 4. Skaņas signāls ir savienots ar Arduino 8. digitālo tapu. LED ir savienots ar Arduino digitālo tapu 7.

Mainīgais “ flame_detected ” tiek izmantots, lai saglabātu digitālo vērtību, kas nolasīta no liesmas sensora. Pamatojoties uz šo vērtību, mēs noteiksim liesmas klātbūtni.

int skaņas signāls = 8; int LED = 7; int liesmas devējs = 4; int liesma_atklāta;

Šajā koda daļā mēs iestatīsim Arduino digitālo tapu statusu un konfigurēsim

Pārraides ātrums sērijveida saziņai ar datoru, lai parādītu liesmas noteikšanas ķēdes statusu.

void setup () { Sērijas.sākt (9600); pinMode (zummer, OUTPUT); pinMode (LED, OUTPUT); pinMode (liesmas_sensors, INPUT); }

Šī koda rindiņa nolasa liesmas sensora digitālo izvadi un saglabā to mainīgajā “ flame_detected ”.

flame_detected = digitalRead (liesmas_sensors);

Pamatojoties uz vērtību, kas saglabāta sadaļā “ flame_detected ”, mums jāieslēdz skaņas signāls un LED. Šajā koda daļā “ flame_detected ” saglabāto vērtību salīdzinām ar 0 vai 1.

Ja tā ir vienāda ar 1, tas norāda, ka ir atklāta liesma. Mums ir jāieslēdz skaņas signāls un gaismas diode un pēc tam jāparāda brīdinājuma ziņojums Arduino IDE sērijas monitorā.

Ja tā ir vienāda ar 0, tad tas norāda, ka liesma nav konstatēta, tāpēc mums ir jāizslēdz LED un skaņas signāls. Šo procesu atkārto katru sekundi, lai noteiktu uguns vai liesmas klātbūtni.

if (flame_detected == 1) { Serial.println ("Liesma konstatēta…! nekavējoties rīkojieties."); digitalWrite (zummeris, HIGH); digitalWrite (LED, HIGH); kavēšanās (200); digitalWrite (LED, LOW); kavēšanās (200); } else { Serial.println ("Nav atklāta liesma. Esiet vēss"); digitalWrite (zummer, LOW); digitalWrite (LED, LOW); } kavēšanās (1000);

Pamatojoties uz šo koncepciju, mēs esam uzbūvējuši ugunsdzēsības robotu, kas automātiski nosaka ugunsgrēku un izsūknē ūdeni, lai nomāktu uguni. Tagad jūs zināt, kā veikt ugunsgrēka atklāšanu, izmantojot Arduino un liesmas sensoru, ceru, ka jums patika to iemācīties, ja jums ir kādi jautājumi, atstājiet tos komentāru sadaļā zemāk.

Tālāk pārbaudiet visu kodu un demonstrācijas video.