ממשק חיישן להבה עם ארדואינו לבניית מערכת גילוי אש

מערכות גילוי אש נפוצות מאוד בבניינים מסחריים ובמפעלים, מכשירים אלה מכילים בדרך כלל מקבץ של חיישנים העוקבים כל העת אחר להבה, גז או אש בבניין ומפעילים אזעקה אם הוא מזהה כל אלה. אחת הדרכים הפשוטות ביותר לאתר אש היא באמצעות חיישן להבת IR, חיישנים אלה כוללים פוטו-דיודה רגישה לאור אור IR. עכשיו, במקרה של שריפה, האש לא רק תייצר חום אלא גם תשלוף קרני IR, כן כל להבה בוערת תפלוט רמה כלשהי של אור IR, אור זה לא נראה לעיני בני אדם, אך חיישן הלהבה שלנו יכול לזהות זאת ולהתריע בפני מיקרו-בקר כמו ארדואינו כי זוהתה שריפה.

במאמר זה אנו מממשקים חיישן להבה עם ארדואינו ולומדים את כל השלבים לבניית מערכת גילוי אש באמצעות ארדואינו וחיישן להבה. במודול חיישן הלהבה יש פוטודיודה לזיהוי האור ומגבר מגבר לשליטה ברגישות. הוא משמש לגילוי אש ומספק אות HIGH עם הגילוי. Arduino קורא את האות ומספק התראה על ידי הפעלת זמזם ונורת LED. חיישן הלהבה המשמש כאן הוא חיישן להבה מבוסס IR. השתמשנו גם באותו מושג כדי לזהות אש ברובוט הכיבוי שלנו, אתה יכול גם לבדוק אם אנו מעוניינים בכך.

חיישן להבה

גלאי להבה הוא חיישן שנועד לזהות ולהגיב הנוכחות של להבה או שריפה. התגובות ללהבה מזוהה תלויות בהתקנה אך יכולות לכלול השמעת אזעקה, השבתת קו דלק (כגון פרופאן או קו גז טבעי) והפעלת מערכת כיבוי אש. חיישן הלהבה IR המשמש בפרויקט זה מוצג להלן, חיישנים אלה נקראים לפעמים גם חיישן אש או חיישן גלאי להבה.

ישנם סוגים שונים של שיטות גילוי להבה. חלקם: גלאי אולטרה סגול, גלאי מערך IR קרוב, גלאי אינפרא אדום (IR), מצלמות תרמיות אינפרא אדום, גלאי UV / IR וכו '.

כאשר האש נשרפת היא פולטת כמות קטנה של אור אינפרא אדום, אור זה יתקבל על ידי פוטודיודה (מקלט IR) על מודול החיישן. ואז אנו משתמשים במגבר Op כדי לבדוק שינוי במתח על פני מקלט ה- IR, כך שאם מתגלה שריפה פין המוצא (DO) ייתן 0V (LOW), ואם אין אש, סיכת המוצא תהיה 5V (HIGH).

בפרויקט זה אנו משתמשים בחיישן להבה מבוסס IR. הוא מבוסס על חיישן YG1006 המהווה פוטוטרנזיסטור סיליקון NPN במהירות גבוהה ורגיש מאוד. הוא יכול לזהות אור אינפרא אדום באורך גל הנע בין 700 ננומטר ל 1000 ננומטר וזווית הגילוי שלו היא כ 60 °. מודול חיישן הלהבה מורכב מפוטודיודה (מקלט IR), נגד, קבלים, פוטנציומטר ומשווה LM393 במעגל משולב. ניתן לכוונן את הרגישות על ידי שינוי הפוטנציומטר המשולב. מתח העבודה הוא בין 3.3 וולט ל 5 וולט DC, עם פלט דיגיטלי. היגיון גבוה בפלט מציין נוכחות של להבה או אש. היגיון נמוך בפלט מצביע על היעדר להבה או אש.

להלן תיאור הסיכה של מודול חיישן הלהבה:

פִּין	תיאור
Vcc	3.3 - ספק כוח 5V
GND	קרקע, אדמה
Dout	פלט דיגיטלי

יישומים של חיישני להבה

• תחנות מימן
• צגי בעירה למבערים
• צינורות נפט וגז
• מתקני ייצור רכב
• מתקנים גרעיניים
• האנגרים של מטוסים
• מתחמי טורבינה

רכיבים נדרשים

• Arduino Uno (ניתן להשתמש בכל לוח Arduino)
• מודול חיישן להבה
• לד
• זַמזָם
• נַגָד
• חוטי מגשר

תרשים מעגל

התמונה למטה היא תרשים המעגל של חיישני האש של Arduino, והיא מראה כיצד לממשק את מודול חיישני האש עם Arduino.

עבודה של חיישן להבה עם Arduino

Arduino Uno הוא לוח מיקרו-בקר בעל קוד פתוח המבוסס על מיקרו-בקרת ATmega328p. יש לו 14 פינים דיגיטליים (מתוכם 6 פינים יכולים לשמש כפלט PWM), 6 כניסות אנלוגיות, ויסות מתח על הלוח וכו '. ל- Arduino Uno יש 32KB זיכרון פלאש, 2KB SRAM ו- 1KB EEPROM. הוא פועל בתדר שעון של 16 מגה-הרץ. Arduino Uno תומך בתקשורת סידורי, I2C, SPI לצורך תקשורת עם מכשירים אחרים. הטבלה שלהלן מציגה את המפרט הטכני של Arduino Uno.

מיקרו-בקר	ATmega328p
מתח הפעלה	5V
מתח נכנס	7-12 וולט (מומלץ)
סיכות קלט / פלט דיגיטליות	14
סיכות אנלוגיות	6
זיכרון פלאש	32KB
SRAM	2KB
EEPROM	1KB
מהירות שעון	16 מגה-הרץ

חיישן להבה מזהה נוכחות של אש או להבה מבוסס על אורך גל אינפרא אדום (IR) הנפלטת הלהבה. זה נותן לוגיקה 1 כפלט אם להבה מזוהה, אחרת היא נותנת לוגיקה 0 כפלט. Arduino Uno בודק את רמת ההיגיון על סיכת הפלט של החיישן ומבצע משימות נוספות כמו הפעלת זמזם ונורית ושליחת הודעת התראה.

כמו כן, בדוק את הפרויקטים האחרים שלנו בנושא אזעקת אש:

• אזעקת אש באמצעות תרמיסטור
• מערכת גילוי אש באמצעות מיקרו בקר AVR
• רובוט כיבוי אש מבוסס ארדואינו

הסבר קוד

קוד הארדואינו השלם לפרויקט זה ניתן בסוף מאמר זה. הקוד מחולק לנתחים משמעותיים קטנים ומוסבר להלן.

בחלק זה של הקוד, אנו הולכים להגדיר סיכות עבור חיישן להבה, LED וזמזם המחוברים לארדואינו. חיישן הלהבה מחובר לסיכה דיגיטלית 4 של Arduino. הבאזר מחובר לסיכה דיגיטלית 8 של ארדואינו. LED מחובר לסיכה דיגיטלית 7 של Arduino.

המשתנה " flame_detected " משמש לאחסון הערך הדיגיטלי שהוקרא מחיישן הלהבה. בהתבסס על ערך זה נזהה נוכחות של להבה.

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

בחלק זה של הקוד, אנו הולכים להגדיר את הסטטוס של סיכות דיגיטליות של Arduino ולהגדיר

קצב שידור לתקשורת סדרתית עם מחשב להצגת מצב מעגל גילוי הלהבה.

הגדרת חלל () { Serial.begin (9600); pinMode (זמזם, OUTPUT); pinMode (LED, OUTPUT); pinMode (flame_sensor, INPUT); }

שורת קוד זו קוראת את הפלט הדיגיטלי מחיישן הלהבה ומאחסנת אותו במשתנה " flame_detected ".

flame_detected = digitalRead (flame_sensor);

בהתבסס על הערך המאוחסן ב- " flame_detected ", עלינו להדליק את הבאזר ואת נורית הנורית. בחלק זה של הקוד, אנו משווים את הערך המאוחסן ב"להבה_זהה "עם 0 או 1.

אם זה שווה ל -1, זה מציין שהתגלה להבה. עלינו להפעיל זמזם ו- LED ואז להציג הודעת התראה בצג הסידורי של Arduino IDE.

אם זה שווה ל- 0, זה מצביע על כך שלא זוהתה להבה ולכן עלינו לכבות את הנורית ואת הזמזם. תהליך זה חוזר על עצמו בכל שנייה כדי לזהות נוכחות של אש או להבה.

אם (flame_detected == 1) { Serial.println ("להבה זוהתה…! נקט מיד."); digitalWrite (זמזם, HIGH); digitalWrite (LED, HIGH); עיכוב (200); digitalWrite (LED, LOW); עיכוב (200); } אחר { Serial.println ("לא זוהתה להבה. הישאר קריר"); digitalWrite (זמזם, LOW); digitalWrite (LED, LOW); } עיכוב (1000);

בנינו רובוט כיבוי על סמך תפיסה זו, המגלה אוטומטית את האש ומשאיבה את המים בכדי לכבות את האש. עכשיו אתה יודע איך לעשות גילוי אש באמצעות ארדואינו וחיישן להבה, מקווה שנהנית ללמוד את זה, אם יש לך שאלות השאירו אותן בסעיף ההערות למטה.

בדוק את הקוד המלא ואת סרטון ההדגמה להלן.