Системи за дојаву пожара врло су чести у комерцијалним зградама и фабрикама, ови уређаји обично садрже скуп сензора који непрестано надгледају било какав пламен, гас или пожар у згради и активирају аларм ако детектују било шта од тога. Један од најједноставнијих начина за откривање ватре је коришћење ИР сензора пламена, ови сензори имају ИР фотодиоду која је осетљива на ИР светлост. Сада, у случају пожара, ватра неће произвести само топлоту већ ће емитовати и ИЦ зраке, да, сваки горући пламен ће емитовати неки ниво ИР светлости, ово светло није видљиво људским очима, али наш сензор пламена може да га открије и упозорити микроконтролер попут Ардуина да је откривен пожар.
У овом чланку повезујемо сензор пламена са Ардуином и научимо све кораке за изградњу противпожарног система уз помоћ Ардуина и сензора пламена. Модул сензора пламена има фотодиоду за детекцију светлости и оптичко појачало за контролу осетљивости. Користи се за откривање пожара и пружање ВИСОКОГ сигнала након откривања. Ардуино чита сигнал и даје упозорење укључивањем зујалице и ЛЕД диоде. Овде се користи сензор пламена који је ИР сензор пламена. Такође смо користили исти концепт за откривање пожара у нашем ватрогасном роботу, такође можете да га проверите ако сте заинтересовани.
Сензор пламена
Детектор пламена је сензор дизајниран да детектује и реагује на присуство пламен или пожара. Одговори на откривени пламен зависе од инсталације, али могу укључивати оглашавање аларма, деактивирање цеви за гориво (као што је пропан или цев за природни гас) и активирање система за гашење пожара. ИР сензор пламена који се користи у овом пројекту приказан је испод, ти сензори се понекад називају и модулом сензора пожара или сензором детектора пламена.
Постоје различите врсте метода откривања пламена. Неки од њих су: Ултраљубичасти детектор, детектор у близини ИР низа, инфрацрвени (ИР) детектор, Инфрацрвена термална камера, УВ / ИР детектор итд.
Кад ватра гори, емитује малу количину инфрацрвене светлости, ову светлост ће примити фотодиода (ИЦ пријемник) на сензорском модулу. Затим користимо Оп-појачало за проверу промене напона на ИР пријемнику, тако да ће, ако се детектује пожар, излазни пин (ДО) дати 0В (ЛОВ), а ако није пожар, излазни пин ће бити 5В (ВИСОКО).
У овом пројекту користимо ИР сензор пламена. Заснован је на ИГ1006 сензору који је брзи и високо осетљиви НПН силицијумски фототрансистор. Може да детектује инфрацрвену светлост таласне дужине у распону од 700нм до 1000нм и угао детекције му је око 60 °. Модул сензора пламена састоји се од фотодиоде (ИР пријемник), отпорника, кондензатора, потенциометра и компаратора ЛМ393 у интегрисаном колу. Осетљивост се може подесити променом уграђеног потенциометра. Радни напон је између 3.3в и 5в ДЦ, са дигиталним излазом. Логика високо на излазу указује на присуство пламена или ватре. Логика на излазу указује на одсуство пламена или ватре.
Испод је пин опис модула сензора пламена:
|
Пин |
Опис |
|
Вцц |
3.3 - 5В напајање |
|
ГНД |
Приземље |
|
Доут |
Дигитални излаз |
Примене сензора пламена
- Водоничне станице
- Монитори сагоревања горионика
- Нафтоводи и гасоводи
- Погон за производњу аутомобила
- Нуклеарни објекти
- Хангари за авионе
- Турбинска кућишта
Компоненте потребне
- Ардуино Уно (може се користити било која Ардуино плоча)
- Модул сензора пламена
- ЛЕД
- Зујалица
- Отпорник
- Жице краткоспојника
Кружни дијаграм
Слика испод је дијаграм кола Ардуино сензора пожара, показује како повезати модул сензора пожара са Ардуино.
Рад сензора пламена са Ардуином
Ардуино Уно је плоча микроконтролера отвореног кода заснована на микроконтролеру АТмега328п. Има 14 дигиталних пинова (од којих се 6 пинова могу користити као ПВМ излази), 6 аналогних улаза, уграђени регулатор напона итд. Ардуино Уно има 32 КБ флеш меморије, 2 КБ СРАМ-а и 1 КБ ЕЕПРОМ-а. Ради на тактној фреквенцији од 16МХз. Ардуино Уно подржава серијску, И2Ц, СПИ комуникацију за комуникацију са другим уређајима. Табела испод приказује техничке спецификације Ардуино Уно-а.
|
Микроконтролер |
АТмега328п |
|
Радни напон |
5В |
|
Улазни напон |
7-12В (препоручено) |
|
Дигитални И / О пинови |
14 |
|
Аналогне пинове |
6 |
|
Флеш меморија |
32КБ |
|
СРАМ |
2КБ |
|
ЕЕПРОМ |
1КБ |
|
Такт |
16МХз |
Сензор пламена детектује присуство ватре или пламена основу Инфраред (ИР) таласне дужине емитованог пламеном. Даје логику 1 као излаз ако је откривен пламен, у супротном даје логику 0 као излаз. Ардуино Уно проверава ниво логике на излазном пину сензора и обавља даље задатке као што су активирање зујалице и ЛЕД диоде, слање поруке упозорења.
Такође погледајте наше друге пројекте за дојаву пожара:
- Пожарни аларм помоћу термистора
- Систем ватродојаве помоћу АВР микроконтролера
- Робот за гашење пожара заснован на Ардуину
Објашњење кода
Комплетни Ардуино код за овај пројекат дат је на крају овог чланка. Код је подељен на мале смислене делове и објашњен у наставку.
У овом делу кода дефинисаћемо пинове за сензор пламена, ЛЕД и зујалицу који су повезани на Ардуино. Сензор пламена је повезан на дигитални пин 4 Ардуина. Зујалица је повезана на дигитални пин 8 Ардуина. ЛЕД је повезан на дигитални пин 7 Ардуина.
Променљива „ фламе_детецтед “ се користи за чување дигиталне вредности очитане са сензора пламена. На основу ове вредности открићемо присуство пламена.
зујалица = 8; инт ЛЕД = 7; инт фламе_сенсор = 4; инт фламе_детецтед;
У овом делу кода поставићемо статус дигиталних пинова Ардуина и конфигурисати
Брзина преноса за серијску комуникацију са рачунаром за приказ статуса кола за откривање пламена.
воид сетуп () { Сериал.бегин (9600); пинМоде (зујалица, ИЗЛАЗ); пинМоде (ЛЕД, ИЗЛАЗ); пинМоде (сензор_пламена, УЛАЗ); }
Овај ред кода чита дигитални излаз сензора пламена и чува га у променљивој „ фламе_детецтед “.
фламе_детецтед = дигиталРеад (фламе_сенсор);
На основу вредности сачуване у „ фламе_детецтед “, морамо укључити зујалицу и ЛЕД. У овом делу кода упоређујемо вредност сачувану у „ фламе_детецтед “ са 0 или 1.
Ако је једнако 1, то значи да је откривен пламен. Морамо укључити зујалицу и ЛЕД, а затим приказати поруку упозорења у серијском монитору Ардуино ИДЕ-а.
Ако је једнако 0, то значи да није откривен пламен, па морамо искључити ЛЕД и зујалицу. Овај поступак се понавља сваке секунде да би се утврдило присуство ватре или пламена.
иф (фламе_детецтед == 1) { Сериал.принтлн ("Пламен откривен…! одмах предузмите мере."); дигиталВрите (зујалица, ВИСОКО); дигиталВрите (ЛЕД, ВИСОКО); кашњење (200); дигиталВрите (ЛЕД, ЛОВ); кашњење (200); } елсе { Сериал.принтлн ("Није откривен пламен. будите хладни"); дигиталВрите (зујалица, ЛОВ); дигиталВрите (ЛЕД, ЛОВ); } кашњење (1000);
На основу овог концепта направили смо робота за гашење пожара, који аутоматски детектује ватру и испумпава воду како би угасио ватру. Сада знате како се врши откривање пожара помоћу Ардуина и сензора пламена, надамо се да вам се свидело ако га имате ако имате питања, оставите их у одељку за коментаре испод.
Проверите комплетан код и демо видео испод.