Ang pag-interface ng flame sensor na may arduino upang makabuo ng isang system ng alarma sa sunog

Ang Fire Alarm Systems ay napaka-karaniwan sa komersyal na gusali at mga pabrika, karaniwang naglalaman ang mga aparatong ito ng isang kumpol ng mga sensor na patuloy na sinusubaybayan para sa anumang apoy, gas o sunog sa gusali at nagpapalitaw ng isang alarma kung nakita nito ang anuman sa mga ito. Ang isa sa pinakasimpleng paraan upang makilala ang apoy ay sa pamamagitan ng paggamit ng isang IR Flame sensor, ang mga sensor na ito ay mayroong IR photodiode na sensitibo sa ilaw ng IR. Ngayon, sa kaganapan ng sunog, ang apoy ay hindi lamang magbubunga ng init ngunit magpapalabas din ng mga IR ray, oo ang bawat nasusunog na apoy ay naglalabas ng ilang antas ng ilaw ng IR, ang ilaw na ito ay hindi nakikita ng mga mata ng tao ngunit maaaring makita ito ng aming sensor ng apoy. at alerto ang isang microcontroller tulad ng Arduino na may napansin na sunog.

Sa artikulong ito nakikipag-ugnay kami sa Flame Sensor sa Arduino at matutunan ang lahat ng mga hakbang upang mabuo ang Fire Alarm System sa pamamagitan ng paggamit ng Arduino at flame sensor. Ang module ng flame sensor ay may isang photodiode upang makita ang ilaw at isang op-amp upang makontrol ang pagkasensitibo. Ginagamit ito upang tuklasin ang apoy at magbigay ng isang mataas na signal sa pagtuklas. Binabasa ni Arduino ang signal at nagbibigay ng alerto sa pamamagitan ng pag-on sa buzzer at LED. Ang flame sensor na ginamit dito ay isang IR based flame sensor. Gumamit din kami ng parehong konsepto upang makita ang sunog sa aming Fire Fighting Robot, maaari mo ring suriin na ang aming kung interesado ka.

Flame Sensor

Ang isang detector ng apoy ay isang sensor na idinisenyo upang makita at tumugon sa pagkakaroon ng apoy o apoy. Ang mga tugon sa isang napansin na apoy ay nakasalalay sa pag-install ngunit maaaring isama ang tunog ng isang alarma, pag-deactivate ng isang linya ng gasolina (tulad ng isang propane o isang natural gas line), at pag-aktibo ng isang sistema ng pagsugpo ng sunog. Ang IR Flame sensor na ginamit sa proyektong ito ay ipinapakita sa ibaba, ang mga sensor na ito ay tinatawag ding module ng Fire sensor o sensor ng flame detector minsan.

Mayroong iba't ibang mga uri ng mga pamamaraan ng pagtuklas ng apoy. Ang ilan sa mga ito ay: Ultraviolet detector, malapit sa IR array detector, infrared (IR) detector, Infrared thermal camera, UV / IR detector atbp.

Kapag sinunog ito ng apoy ay naglalabas ng isang maliit na halaga ng Infra-red light, ang ilaw na ito ay tatanggapin ng Photodiode (IR receiver) sa module ng sensor. Pagkatapos ay gumagamit kami ng isang Op-Amp upang suriin para sa isang pagbabago ng boltahe sa kabuuan ng IR Receiver, upang kung ang isang apoy ay napansin ang output pin (DO) ay magbibigay ng 0V (LOW), at kung ang walang apoy ang output pin ay magiging 5V (TAAS).

Sa proyektong ito, gumagamit kami ng isang IR batay sa flame sensor. Ito ay batay sa sensor ng YG1006 na isang mataas na bilis at mataas na sensitibong NPN silicon phototransistor. Maaari itong tuklasin ang ilaw na infrared na may haba ng haba ng haba mula 700nm hanggang 1000nm at ang anggulo ng pagtuklas nito ay halos 60 °. Ang module ng flame sensor ay binubuo ng isang photodiode (IR receiver), resistor, capacitor, potentiometer, at LM393 comparator sa isang integrated circuit. Ang pagkasensitibo ay maaaring iakma sa pamamagitan ng pag-iiba ng onboard potentiometer. Ang boltahe sa pagtatrabaho ay nasa pagitan ng 3.3v at 5v DC, na may isang digital na output. Ang isang lohika na mataas sa output ay nagpapahiwatig ng pagkakaroon ng apoy o apoy. Ang isang lohika na mababa sa output ay nagpapahiwatig ng kawalan ng apoy o apoy.

Nasa ibaba ang Pin Paglalarawan ng Flame sensor Module:

Pin	Paglalarawan
Vcc	3.3 - 5V power supply
GND	Lupa
Dout	Digital output

Mga aplikasyon ng sensor ng apoy

• Mga istasyon ng hydrogen
• Ang mga monitor ng pagkasunog para sa mga burner
• Mga pipeline ng langis at gas
• Mga pasilidad sa paggawa ng sasakyan
• Mga pasilidad ng nuklear
• Mga hangar ng sasakyang panghimpapawid
• Mga enclosure ng turbine

Kinakailangan ang Mga Bahagi

• Arduino Uno (maaaring magamit ang anumang board ng Arduino)
• Module ng sensor ng apoy
• LED
• Buzzer
• Resistor
• Jumper wires

Diagram ng Circuit

Ang imahe sa ibaba ay ang diagram ng circuit ng sensor ng sunog ng Arduino, ipinapakita nito kung paano i-interface ang module ng sensor ng sunog sa Arduino.

Paggawa ng Flame Sensor kasama si Arduino

Ang Arduino Uno ay isang open-source microcontroller board batay sa ATmega328p microcontroller. Mayroon itong 14 digital pin (kung saan ang 6 na pin ay maaaring magamit bilang mga output ng PWM), 6 na input ng analog, on-board voltage regulator atbp. Ang Arduino Uno ay mayroong 32KB ng flash memory, 2KB ng SRAM at 1KB ng EEPROM. Nagpapatakbo ito sa dalas ng orasan na 16MHz. Sinusuportahan ng Arduino Uno ang komunikasyon sa Serial, I2C, SPI para sa pakikipag-usap sa iba pang mga aparato. Ipinapakita ng talahanayan sa ibaba ang panteknikal na detalye ng Arduino Uno.

Microcontroller	ATmega328p
Operating boltahe	5V
Boltahe ng Pag-input	7-12V (inirerekumenda)
Mga digital I / O na pin	14
Mga analog na pin	6
Memory ng flash	32KB
SRAM	Ang 2KB
EEPROM	1KB
Bilis ng orasan	16MHz

Ang apoy sensor na nakikita sa harapan ng sunog o apoy batay sa Infrared (IR) wavelength emitted sa pamamagitan ng apoy. Nagbibigay ito ng lohika 1 bilang output kung ang isang apoy ay napansin, kung hindi man, nagbibigay ito ng lohika 0 bilang output. Sinusuri ng Arduino Uno ang antas ng lohika sa output pin ng sensor at nagsasagawa ng karagdagang mga gawain tulad ng pag-aktibo ng buzzer at LED, pagpapadala ng isang mensahe ng alerto.

Gayundin, suriin ang aming iba pang mga proyekto sa alarma sa sunog:

• Fire Alarm gamit ang Thermistor
• Fire Alarm System gamit ang AVR Microcontroller
• Nakabatay sa Arduino na Fire Fighting Robot

Pagpapaliwanag sa code

Ang kumpletong Arduino code para sa proyektong ito ay ibinibigay sa pagtatapos ng artikulong ito. Ang code ay nahahati sa maliit na makahulugang mga tipak at ipinaliwanag sa ibaba.

Sa bahaging ito ng code, tutukuyin namin ang mga pin para sa Flame sensor, LED at buzzer na nakakonekta sa Arduino. Ang sensor ng apoy ay konektado sa digital pin 4 ng Arduino. Ang buzzer ay konektado sa digital pin 8 ng Arduino. Ang LED ay konektado sa digital pin 7 ng Arduino.

Ginagamit ang variable na " flame_detected " para sa pagtatago ng digital na halagang binasa mula sa flame sensor. Batay sa halagang ito matutukoy namin ang pagkakaroon ng apoy.

int buzzer = 8; int LED = 7; int flame_sensor = 4; int flame_detected;

Sa bahaging ito ng code, itatakda namin ang katayuan ng mga digital na pin ng Arduino at i-configure

Baud rate para sa Serial na komunikasyon sa PC para sa pagpapakita ng katayuan ng circuit ng detection ng apoy.

void setup () { Serial.begin (9600); pinMode (buzzer, OUTPUT); pinMode (LED, OUTPUT); pinMode (flame_sensor, INPUT); }

Binabasa ng linya ng code na ito ang digital na output mula sa flame sensor at iniimbak ito sa variable na " flame_detected ".

flame_detected = digitalRead (flame_sensor);

Batay sa halagang nakaimbak sa " flame_detected ", kailangan naming i-on ang buzzer at LED. Sa bahaging ito ng code, ihinahambing namin ang halagang nakaimbak sa “ flame_detected ” sa 0 o 1.

Kung katumbas nito sa 1, ipinapahiwatig nito na ang apoy ay napansin. Kailangan naming buksan ang buzzer at LED at pagkatapos ay ipakita ang isang mensahe ng alerto sa Serial monitor ng Arduino IDE.

Kung katumbas nito sa 0, ipinapahiwatig nito na walang apoy na napansin kaya kailangan naming patayin ang LED at buzzer. Ang prosesong ito ay paulit-ulit bawat segundo upang makilala ang pagkakaroon ng apoy o apoy.

kung (flame_detected == 1) { Serial.println ("Nakita ang apoy…! kumilos kaagad."); digitalWrite (buzzer, TAAS); digitalWrite (LED, MATAAS); pagkaantala (200); digitalWrite (LED, LOW); pagkaantala (200); } iba pa { Serial.println ("Walang nakitang apoy. manatiling cool"); digitalWrite (buzzer, LOW); digitalWrite (LED, LOW); } pagkaantala (1000);

Gumawa kami ng isang robot na nakikipaglaban sa sunog batay sa konseptong ito, na awtomatikong nakakakita ng apoy at nagpapahid ng tubig upang maipalabas ang apoy. Ngayon alam mo kung paano gawin ang pagtuklas ng sunog gamit ang Arduino at flame sensor, inaasahan mong nasiyahan ka sa pag-alam nito, kung mayroon kang anumang mga katanungan iwanan sila sa seksyon ng komento sa ibaba.

Suriin ang kumpletong code at demo na Video sa ibaba.