- Liekkianturi
- Tarvittavat komponentit
- Piirikaavio
- Liekkianturin toiminta Arduinon kanssa
- Koodin selitys
Palohälytysjärjestelmät ovat hyvin yleisiä liikerakennuksissa ja tehtaissa, nämä laitteet sisältävät tavallisesti anturiryhmän, joka valvoo jatkuvasti rakennuksen liekkejä, kaasuja tai tulipaloja ja laukaisee hälytyksen, jos se havaitsee jonkin näistä. Yksi yksinkertaisimmista tavoista havaita tulipalo on käyttää IR-liekkianturia. Näissä antureissa on IR-valodiodi, joka on herkkä IR-valolle. Tulipalon sattuessa tuli ei vain tuota lämpöä, vaan myös lähettää infrapunasäteitä, kyllä jokainen palava liekki lähettää jonkin verran infrapunavaloa, tätä valoa ei näy ihmissilmille, mutta liekkianturimme voi havaita sen ja varoittaa Arduinon kaltaista mikro-ohjainta tulipalon havaitsemisesta.
Tässä artikkelissa liitämme liekinsensorin Arduinoon ja opimme kaikki vaiheet palohälytysjärjestelmän rakentamiseksi Arduino- ja liekinsensorilla. Liekkianturimoduulissa on valodiodi valon havaitsemiseksi ja op-vahvistin herkkyyden säätämiseksi. Sitä käytetään palon havaitsemiseen ja HIGH-signaalin antamiseen havaitsemisen jälkeen. Arduino lukee signaalin ja antaa hälytyksen kytkemällä summerin ja LEDin päälle. Tässä käytetty liekinsensori on IR-pohjainen liekkianturi. Olemme myös käyttäneet samaa käsitettä palon havaitsemiseksi palontorjuntarobottissamme. Voit myös tarkistaa, että jos olet kiinnostunut.
Liekkianturi
Liekki-ilmaisin on suunniteltu havaitsemaan ja reagoivat läsnä liekki tai tulipalon. Reagoinnit havaittuun liekkiin riippuvat asennuksesta, mutta niihin voi kuulua hälytys, deaktivoida polttoaineletku (kuten propaani tai maakaasulinja) ja aktivoida palonsammutusjärjestelmä. Tässä projektissa käytetty IR- liekkianturi on esitetty alla, näitä antureita kutsutaan joskus myös paloanturimoduuleiksi tai liekinilmaisimiksi.
Liekin havaitsemismenetelmiä on erityyppisiä. Jotkut niistä ovat: ultravioletti-ilmaisin, lähellä IR-ryhmän ilmaisin, infrapuna-ilmaisin (IR) -ilmaisin, infrapunalämpökamerat, UV / IR-ilmaisin jne.
Kun palo palaa, se lähettää pienen määrän infrapunavaloa, tämän valon vastaanottaa anturimoduulin fotodiodi (IR-vastaanotin). Sitten käytämme Op-Amp: ta tarkistaaksesi IR-vastaanottimen jännitteen muutoksen, niin että jos tulipalo havaitaan, lähtötappi (DO) antaa 0V (LOW) ja jos tulipaloa ei ole, lähtötappi tulee olemaan 5 V (KORKEA).
Tässä projektissa käytämme IR-pohjaista liekkianturia. Se perustuu YG1006-anturiin, joka on nopea ja erittäin herkkä NPN-piin fototransistori. Se pystyy havaitsemaan infrapunavalon, jonka aallonpituus on 700 - 1000 nm, ja sen havaintokulma on noin 60 °. Liekkianturimoduuli koostuu valodiodista (IR-vastaanotin), vastuksesta, kondensaattorista, potentiometristä ja LM393-komparaattorista integroidussa piirissä. Herkkyyttä voidaan säätää vaihtamalla sisäistä potentiometriä. Käyttöjännite on 3,3 - 5 V DC, digitaalisella lähdöllä. Lähdön yläpuolella oleva logiikka osoittaa liekin tai tulen läsnäolon. Alhainen lähtöteho osoittaa, ettei liekkiä tai tulta ole.
Alla on liekkianturimoduulin nastan kuvaus:
|
Tappi |
Kuvaus |
|
Vcc |
3,3 - 5 V virtalähde |
|
GND |
Maa |
|
Dout |
Digitaalinen lähtö |
Liekkiantureiden sovellukset
- Vetyasemat
- Polttimien palovalvonta
- Öljy- ja kaasuputket
- Autoteollisuuden tuotantolaitokset
- Ydinlaitokset
- Lentokonetankarit
- Turbiinikotelot
Tarvittavat komponentit
- Arduino Uno (mitä tahansa Arduino-levyä voidaan käyttää)
- Liekkianturimoduuli
- LED
- Summeri
- Vastus
- Hyppääjän johdot
Piirikaavio
Alla oleva kuva on Arduino-paloanturin kytkentäkaavio, joka osoittaa, kuinka paloanturimoduuli liitetään Arduinoon.
Liekkianturin toiminta Arduinon kanssa
Arduino Uno on avoimen lähdekoodin mikrokontrollerikortti, joka perustuu ATmega328p-mikrokontrolleriin. Siinä on 14 digitaalista nastaa (joista 6 nastaa voidaan käyttää PWM-lähtöinä), 6 analogista tuloa, sisäiset jännitesäätimet jne. Arduino Unolla on 32 kt flash-muistia, 2 kt SRAM-muistia ja 1 kt EEPROM-muistia. Se toimii kellotaajuudella 16MHz. Arduino Uno tukee Serial-, I2C-, SPI-viestintää kommunikoinnissa muiden laitteiden kanssa. Alla olevassa taulukossa on Arduino Unon tekniset tiedot.
|
Mikrokontrolleri |
ATmega328p |
|
Käyttöjännite |
5 V |
|
Tulojännite |
7-12 V (suositeltava) |
|
Digitaaliset I / O-nastat |
14 |
|
Analogiset nastat |
6 |
|
Flash-muisti |
32 kt |
|
SRAM |
2 kt |
|
EEPROM |
1 kt |
|
Kellonopeus |
16MHz |
Liekki anturi havaitsee tulipalon tai liekki, joka perustuu Infrapuna (IR) aallonpituus synnyttämä liekki. Se antaa logiikan 1 ulostuloksi, jos liekki havaitaan, muuten se antaa logiikan 0 ulostulona. Arduino Uno tarkistaa logiikan tason anturin ulostulotapissa ja suorittaa muita tehtäviä, kuten aktivoi summeri ja LED, lähettää hälytysviestin.
Tarkista myös muut palohälytysprojektimme:
- Palohälytys termistorilla
- Palohälytysjärjestelmä, joka käyttää AVR-mikrokontrolleria
- Arduino-pohjainen palontorjuntarobotti
Koodin selitys
Tämän projektin täydellinen Arduino-koodi on tämän artikkelin lopussa. Koodi on jaettu pieniksi merkityksellisiksi paloiksi ja selitetty alla.
Tässä koodin osassa aiomme määrittää nastat liekinsensorille, LEDille ja summerille, jotka on kytketty Arduinoon. Liekkianturi on kytketty Arduinon digitaaliseen nastaan 4. Summeri on kytketty Arduinon digitaaliseen nastaan 8. LED on kytketty Arduinon digitaaliseen nastaan 7.
Muuttujaa “ flame_detected ” käytetään liekkianturilta luetun digitaalisen arvon tallentamiseen. Tämän arvon perusteella havaitsemme liekin.
int-summeri = 8; int LED = 7; int liekki-anturi = 4; int liekki havaittu;
Tässä koodin osassa aiomme asettaa Arduinon digitaalisten nastojen tilan ja määrittää
Siirtonopeus sarjaliikenteelle PC: n kanssa liekinilmaisupiirin tilan näyttämiseksi.
void setup () { Sarja.alku (9600); pinMode (summeri, OUTPUT); pinMode (LED, OUTPUT); pinMode (liekin anturi, INPUT); }
Tämä koodirivi lukee liekkitunnistimen digitaalisen lähdön ja tallentaa sen muuttujaan " liekki_tunnettu ".
flame_detected = digitalRead (liekin anturi);
" Flame_detected " -kenttään tallennetun arvon perusteella meidän on kytkettävä päälle summeri ja LED. Tässä koodin osassa verrataan kohtaan ” flame_detected ” tallennettua arvoa arvoon 0 tai 1.
Jos sen arvo on 1, se osoittaa, että liekki on havaittu. Meidän on kytkettävä summeri ja LED päälle ja näytettävä sitten hälytysviesti Arduino IDE -sarjan näytössä.
Jos sen arvo on 0, se tarkoittaa, että liekkiä ei ole havaittu, joten meidän on sammutettava LED ja summeri. Tämä prosessi toistetaan sekunnissa tulen tai tulen löytämiseksi.
if (flame_detected == 1) { Serial.println ("liekki havaittu…! ryhdy toimiin välittömästi."); digitalWrite (summeri, HIGH); digitalWrite (LED, KORKEA); viive (200); digitalWrite (LED, LOW); viive (200); } else { Serial.println ("Ei liekkiä havaittu. Pysy viileänä"); digitalWrite (summeri, LOW); digitalWrite (LED, LOW); } viive (1000);
Olemme rakentaneet tähän konseptiin perustuvan palontorjuntarobotin, joka tunnistaa tulen automaattisesti ja sammuttaa tulen sammuttamalla veden. Nyt tiedät kuinka tehdä palonhavaitseminen Arduinolla ja liekinsensorilla, toivottavasti nautit sen oppimisesta, jos sinulla on kysyttävää, jätä ne alla olevaan kommenttiosioon.
Tarkista koko koodi ja esittelyvideo alla.