سنسور تشخیص شعله با آردوینو (معرفی مدار داخلی و عملکرد)
راه اندازی سنسور تشخیص شعله با آردوینو : همه ما میدانیم خسارات ناشی از آتش سوزی ویرانگر است. برای جلوگیری از تلفات یا خسارات وارده، تشخیص آتش سوزی در زمان شروع آن ضروری است تا بتوان هشدارهای لازم را ارائه کرد و حتی سیستم های اطفاء حریق خودکار را فعال کرد. راههای مختلفی برای تشخیص آتشسوزی وجود دارد، مانند تشخیص تغییر دما، تشخیص دود، و غیره.
اما در همه این روش ها، تشخیص تغییر دما دقیقتر است، زیرا برخی از آتش سوزی ها حتی دود قابل تشخیص ندارند. اما اندازه گیری دما نیز راهکار مناسبی نیست زیرا گاهی اوقات وقتی تغییر دما تشخیص داده می شود خیلی دیر است.
برای غلبه بر این مشکل، می توانیم تابش حرارتی را به جای تغییرات دما تشخیص دهیم. ساده ترین و ارزان ترین راه برای تشخیص تابش حرارتی استفاده از سنسور تشخیص شعله است. در این آموزش خواهیم دید که چگونه می توانیم یک ماژول حسگر شعله را با آردوینو وصل کنیم.
پین اوت ماژول سنسور تشخیص شعله
ماژول سنسور تشخیص شعله در مجموع دارای 4 پین است. دو پایه تغذیه و دو پایه سیگنال. پین اوت یک ماژول سنسور تشخیص شعله به شرح زیر است:
VCC ولتاژ 5 ولت ماژول سنسور تشخیص شعله
GND زمین ماژول سنسور تشخیص شعله
DO خروجی دیجیتال ماژول سنسور تشخیص شعله
AO خروجی آنالوگ ماژول سنسور تشخیص شعله
شماتیک داخلی ماژول سنسور تشخیص شعله
ماژول سنسور تشخیص شعله دارای اجزای محدودی است.
یک فتودیود IR
یک آی سی مقایسه کننده LM393
و برخی از خازن مقاومت ها می باشد.
هنگامی که ماژول روشن می شود، LED پاور روشن می شود و با تشخیص شعله، LED D0 خاموش می شود. حساسیت را می توان با پتانسیومتر موجود روی ماژول تنظیم کرد.
سوالات متداول در مورد ماژول سنسور تشخیص شعله
نحوه کار سنسور تشخیص شعله
سنسور شعله بر اساس اندازه گیری میزان تابش مادون قرمز کار می کند. فتودیود IR ، تابش IR را از هر جسم داغی تشخیص می دهد. سپس این مقدار با یک مقدار از پیش تنظیم شده مقایسه می شود. هنگامی که تابش IR به مقدار آستانه ی تنظیم شده رسید، سنسور خروجی خود را تغییر می دهد.
سنسور تشخیص شعله دقیقا چه چیزی را تشخیص میدهد؟
این سنسور بر اساس تشعشعات مادون قرمز ساطح شده از شعله، آتش را تشخیص میدهد.
سنسور تشخیص شعله در چه مکان هایی استفاده میشود؟
سنسورهای شعله در جایی که احتمال آتش سوزی وجود دارد به خصوص در مناطق صنعتی استفاده می شود.
مدار سنسور تشخیص شعله
شماتیک ماژول حسگر تشخیص شعله در زیر آورده شده است. همانطور که قبلا ذکر شد، برد تعداد قطعات بسیار پایینی دارد. اجزای اصلی این ماژول فوتودیود IR و مدار مقایسه کننده آنالوگ هستند.
ماژول سنسور تشخیص شعله چگونه کار می کند؟
نحوه کار ماژول حسگر تشخیص شعله ساده است. تئوری پشت این قضیه این است که یک جسم داغ تشعشعات مادون قرمز ساطع می کند. و برای شعله یا آتش این تشعشعات زیاد خواهد بود. ما این تشعشعات مادون قرمز را با استفاده از دیود نوری مادون قرمز تشخیص خواهیم داد. میزان رسانایی فتودیود بسته به میزان تابش IR که تشخیص می دهد متفاوت خواهد بود. ما از یک LM393 برای مقایسه این تابش با حد استانه استفاده می کنیم و زمانی که به یک مقدار آستانه رسید، خروجی دیجیتال تغییر می کند.
همچنین می توانیم از خروجی آنالوگ برای اندازه گیری شدت تشعشعات IR استفاده کنیم. خروجی آنالوگ مستقیماً از ترمینال فتودیود گرفته می شود.
همچنین ال ای دی D0 در هنگام تشخیص آتش تغییر حالت خواهد داد. حساسیت سنسور را می توان با تنظیم مقاومت متغیر روی برد تغییر داد.
اتصال سنسور تشخیص شعله به آردوینو
اکنون که به طور کامل با نحوه کار سنسور تشخیص شعله آشنا شدیم، می توانیم تمام اتصالات مورد نیاز را به آردوینو متصل کرده و کدی را بنویسیم تا تمام داده ها را از حسگر تشخیص شعله بخوانیم. تصویر زیر شماتیک اتصالات ماژول سنسور تشخیص شعله با آردوینو را نشان می دهد.
اتصالات سنسور به آردوینو بسیار ساده هستند و فقط به سه سیم نیاز دارند. VCC و GND ماژول را به پایه های 5 ولت و GND آردوینو وصل کنید. سپس پین D0 را به پین دیجیتال آردوینو 2 وصل کنید. ما این پین را برای تشخیص وجود شعله استفاده میکنیم.
کد آردوینو سنسور تشخیص شعله
کد ارتباط سنسور تشخیص شعله با آردوینو بسیار ساده و قابل درک است. فقط باید پینی که سنسور از طریق آن به آردوینو متصل می شود را مشخص کنیم. هنگامی که این کار را انجام دادیم، وضعیت این پین را برای تشخیص شعله چک خواهیم کرد.
void setup()
{
pinMode(2, INPUT); //initialize Flame sensor output pin connected pin as input.
pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);// initialize digital pin LED_BUILTIN as an output.
Serial.begin(9600);// initialize serial communication @ 9600 baud:
}
در تابع setup، پین دیجیتال 2 را به عنوان ورودی مقداردهی اولیه کرده ایم. این پین برای نظارت بر خروجی سنسور شعله استفاده می شود. در مرحله بعد، پین 13 را که LED داخلی به آن متصل است، به عنوان خروجی مقداردهی اولیه کرده ایم. ما از این LED داخلی به عنوان نشانگر وضعیت استفاده خواهیم کرد. سپس پورت سریال را با نرخ باود 9600 مقداردهی اولیه کردیم.
void loop()
{
if (digitalRead(2) == 1 )
{
digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH); // Led ON
Serial.println("** Warning!!!! Fire detected!!! **");
}
else
{
digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW); // Led OFF
Serial.println("No Fire detected");
}
delay(100);
} );
در تابع Loop وضعیت پین دیجیتال 2 را بررسی می کنیم. وقتی این پین توسط سنسور شعله 0 یا 1 شود، وضعیت LED وضعیت را تغییر می دهیم و یک پیام هشدار به سریال مانیتور چاپ می کنیم.
GIF زیر نحوه عملکرد سنسور تشخیص مشعل را در عمل نشان می دهد.
