- Osjetnik plamena
- Komponente potrebne
- Kružni dijagram
- Rad senzora plamena s Arduinom
- Objašnjenje koda
Sustavi za dojavu požara vrlo su česti u komercijalnim zgradama i tvornicama, ti uređaji obično sadrže skup senzora koji neprestano nadzire ima li plamena, plina ili požara u zgradi i aktivira alarm ako otkrije bilo koji od njih. Jedan od najjednostavnijih načina otkrivanja vatre je upotreba IR senzora plamena, koji imaju IR fotodiodu koja je osjetljiva na IR svjetlost. Sada, u slučaju požara, vatra neće proizvoditi samo toplinu već će emitirati i IC zrake. Da, svaki gorući plamen emitirat će određenu razinu IR svjetlosti, ta svjetlost nije vidljiva ljudskim očima, ali naš senzor plamena može je otkriti i upozoriti mikrokontroler poput Arduina da je otkriven požar.
U ovom članku povezujemo senzor plamena s Arduinom i naučimo sve korake za izgradnju vatrogasnog sustava uz pomoć Arduina i senzora plamena. Modul senzora plamena ima fotodiodu za detekciju svjetlosti i optičko pojačalo za kontrolu osjetljivosti. Koristi se za otkrivanje požara i pružanje VISOKOG signala nakon otkrivanja. Arduino čita signal i daje upozorenje uključivanjem zujalice i LED diode. Ovdje se koristi senzor plamena koji je IR senzor plamena. Također smo koristili isti koncept za otkrivanje požara u našem vatrogasnom robotu, a možete ga provjeriti i ako ste zainteresirani.
Osjetnik plamena
Detektor plamena je senzor dizajniran za otkrivanje i reagirati na prisutnost plamena ili požara. Reakcije na otkriveni plamen ovise o instalaciji, ali mogu uključivati oglašavanje alarma, deaktiviranje cijevi za gorivo (kao što je propan ili plinovod) i aktiviranje sustava za gašenje požara. IR senzor plamena koji se koristi u ovom projektu prikazan je u nastavku, ti senzori se ponekad nazivaju i modulom vatrogasnog senzora ili senzorom detektora plamena.
Postoje različite vrste metoda otkrivanja plamena. Neki od njih su: Ultraljubičasti detektor, bliski IR detektor nizova, infracrveni (IR) detektor, IC infracrvene kamere, UV / IR detektor itd.
Kad vatra gori, emitira malu količinu infracrvenog svjetla, to će svjetlo primiti fotodioda (IR prijamnik) na senzorskom modulu. Zatim koristimo Op-pojačalo za provjeru promjene napona na IR prijamniku, tako da će, ako se otkrije požar, izlazni pin (DO) dati 0V (LOW), a ako nije požar, izlazni pin će biti 5V (VISOKO).
U ovom projektu koristimo IR senzor plamena. Temelji se na YG1006 senzoru koji je brzi i visoko osjetljivi NPN silicijski fototransistor. Može detektirati infracrvenu svjetlost valne duljine u rasponu od 700nm do 1000nm, a kut detekcije mu je oko 60 °. Modul senzora plamena sastoji se od fotodiode (IR prijamnik), otpornika, kondenzatora, potenciometra i komparatora LM393 u integriranom krugu. Osjetljivost se može prilagoditi promjenom ugrađenog potenciometra. Radni napon je između 3,3 V i 5 V DC, s digitalnim izlazom. Logika visoko na izlazu ukazuje na prisutnost plamena ili vatre. Logika slabog izlaza ukazuje na odsutnost plamena ili vatre.
Ispod je pin opis modula osjetnika plamena:
|
Prikvači |
Opis |
|
Vcc |
3,3 - 5V napajanje |
|
GND |
Prizemlje |
|
Dout |
Digitalni izlaz |
Primjena senzora plamena
- Vodikove stanice
- Monitori izgaranja za plamenike
- Naftovodi i plinovodi
- Pogon za proizvodnju automobila
- Nuklearni objekti
- Hangari za zrakoplove
- Turbinska kućišta
Komponente potrebne
- Arduino Uno (može se koristiti bilo koja Arduino ploča)
- Modul osjetnika plamena
- LED
- Zujalica
- Otpornik
- Žice kratkospojnika
Kružni dijagram
Donja slika je shema kruga osjetnika požara Arduino, ona pokazuje kako povezati modul osjetnika požara s Arduinom.
Rad senzora plamena s Arduinom
Arduino Uno je ploča mikrokontrolera otvorenog koda koja se temelji na mikrokontroleru ATmega328p. Ima 14 digitalnih pinova (od kojih se 6 pinova mogu koristiti kao PWM izlazi), 6 analognih ulaza, ugrađeni regulator napona itd. Arduino Uno ima 32 KB flash memorije, 2 KB SRAM-a i 1 KB EEPROM-a. Radi na taktu od 16MHz. Arduino Uno podržava serijsku, I2C, SPI komunikaciju za komunikaciju s drugim uređajima. Tablica u nastavku prikazuje tehničke specifikacije Arduino Uno.
|
Mikrokontroler |
ATmega328p |
|
Radni napon |
5V |
|
Ulazni napon |
7-12 V (preporučeno) |
|
Digitalni I / O pinovi |
14 |
|
Analogne igle |
6 |
|
Brza memorija |
32 KB |
|
SRAM |
2 KB |
|
EEPROM |
1 KB |
|
Brzina sata |
16MHz |
Senzor plamen detektira prisutnost vatre ili plamena na temelju Infracrveni (IR) valna duljina emitira plamena. Daje logiku 1 kao izlaz ako je otkriven plamen, u suprotnom daje logiku 0 kao izlaz. Arduino Uno provjerava logičku razinu na izlaznom pinu senzora i izvodi daljnje zadatke poput aktiviranja zujalice i LED-a, slanje poruke upozorenja.
Također, provjerite naše ostale projekte vatrodojave:
- Vatrogasni alarm pomoću termistora
- Vatrodojavni sustav koji koristi AVR mikrokontroler
- Robot za gašenje požara zasnovan na Arduinu
Objašnjenje koda
Kompletni Arduino kôd za ovaj projekt dan je na kraju ovog članka. Kôd je podijeljen na male značajne dijelove i objašnjen u nastavku.
U ovom dijelu koda definirat ćemo igle za senzor plamena, LED i zujalicu koji su povezani na Arduino. Osjetnik plamena spojen je na digitalni pin 4 Arduina. Zujalica je spojena na digitalni pin 8 Arduina. LED je spojen na digitalni pin 7 Arduina.
Varijabla " plamen_otkriven " koristi se za pohranu digitalne vrijednosti očitane s osjetnika plamena. Na temelju ove vrijednosti detektirat ćemo prisutnost plamena.
zujalica int = 8; int LED = 7; int flame_sensor = 4; int flame_detected;
U ovom dijelu koda postavit ćemo status digitalnih pinova Arduina i konfigurirati
Brzina prijenosa za serijsku komunikaciju s računalom za prikaz statusa kruga za otkrivanje plamena.
void setup () { Serial.begin (9600); pinMode (zujalica, IZLAZ); pinMode (LED, IZLAZ); pinMode (senzor_plamena, INPUT); }
Ovaj redak koda očitava digitalni izlaz senzora plamena i pohranjuje ga u varijablu " flame_detected ".
plamen_otkriven = digitalRead (senzor_plamena);
Na temelju vrijednosti pohranjene u " flame_detected ", moramo uključiti zujalicu i LED. U ovom dijelu koda uspoređujemo vrijednost pohranjenu u " flame_detected " s 0 ili 1.
Ako je jednako 1, znači da je otkriven plamen. Moramo uključiti zujalicu i LED, a zatim prikazati poruku upozorenja u serijskom monitoru Arduino IDE-a.
Ako je jednako 0, to znači da nije otkriven plamen pa moramo isključiti LED i zujalicu. Taj se postupak ponavlja svake sekunde kako bi se utvrdila prisutnost vatre ili plamena.
if (flame_detected == 1) { Serial.println ("Plamen otkriven…! odmah poduzmite mjere."); digitalWrite (zujalica, VISOKO); digitalWrite (LED, VISOKO); kašnjenje (200); digitalWrite (LED, LOW); kašnjenje (200); } else { Serial.println ("Nije otkriven plamen. ostanite hladni"); digitalWrite (zujalo, LOW); digitalWrite (LED, LOW); } kašnjenje (1000);
Na temelju ovog koncepta izgradili smo robota za gašenje požara koji automatski otkriva vatru i ispumpava vodu kako bi ugasio vatru. Sada znate kako se vrši otkrivanje požara pomoću Arduina i senzora plamena, nadamo se da vam se svidjelo, ako imate pitanja, ostavite ih u odjeljku za komentare u nastavku.
U nastavku pogledajte cjeloviti kod i demo video.