- Sensor de Chama
- Componentes necessários
- Diagrama de circuito
- Trabalho do sensor de chama com Arduino
- Explicação do código
Os sistemas de alarme de incêndio são muito comuns em edifícios comerciais e fábricas, esses dispositivos geralmente contêm um conjunto de sensores que monitora constantemente qualquer chama, gás ou incêndio no edifício e dispara um alarme se detectar algum destes. Uma das maneiras mais simples de detectar fogo é usando um sensor de chama infravermelho, esses sensores possuem um fotodiodo infravermelho que é sensível à luz infravermelha. Agora, em caso de incêndio, o fogo não só produzirá calor, mas também emitirá raios IR, sim, toda chama em chamas emitirá algum nível de luz IR, esta luz não é visível para os olhos humanos, mas nosso sensor de chama pode detectá-la e alertar um microcontrolador como o Arduino que um incêndio foi detectado.
Neste artigo, faremos a interface do sensor de chama com o Arduino e aprenderemos todas as etapas para construir um sistema de alarme de incêndio usando o Arduino e o sensor de chama. O módulo sensor de chama possui um fotodiodo para detectar a luz e um amplificador operacional para controlar a sensibilidade. É usado para detectar fogo e fornecer um sinal ALTO na detecção. O Arduino lê o sinal e fornece alerta ligando a campainha e o LED. O sensor de chama usado aqui é um sensor de chama baseado em infravermelho. Também usamos o mesmo conceito para detectar fogo em nosso Robô de Combate a Incêndio, você também pode verificar se estiver interessado.
Sensor de Chama
Um detector de chama é um sensor projetado para detectar e responder à presença de uma chama ou incêndio. As respostas a uma chama detectada dependem da instalação, mas podem incluir soar um alarme, desativar uma linha de combustível (como propano ou gás natural) e ativar um sistema de supressão de incêndio. O sensor de chama infravermelho usado neste projeto é mostrado abaixo, esses sensores também são chamados de módulo sensor de incêndio ou sensor detector de chama às vezes.
Existem diferentes tipos de métodos de detecção de chamas. Alguns deles são: detector ultravioleta, detector de matriz IR próximo, detector infravermelho (IR), câmeras térmicas infravermelhas, detector UV / IR etc.
Quando o fogo queima ele emite uma pequena quantidade de luz infravermelha, esta luz será recebida pelo fotodiodo (receptor IR) no módulo sensor. Em seguida, usamos um Op-Amp para verificar se há uma mudança na tensão no receptor IR, de modo que se um incêndio for detectado o pino de saída (DO) dará 0V (BAIXO), e se não houver incêndio o pino de saída será 5V (ALTO).
Neste projeto, estamos usando um sensor de chama baseado em infravermelho. Ele é baseado no sensor YG1006, que é um fototransistor de silício NPN de alta velocidade e alta sensibilidade. Ele pode detectar luz infravermelha com um comprimento de onda que varia de 700nm a 1000nm e seu ângulo de detecção é de cerca de 60 °. O módulo do sensor de chama consiste em um fotodiodo (receptor IR), resistor, capacitor, potenciômetro e comparador LM393 em um circuito integrado. A sensibilidade pode ser ajustada variando o potenciômetro integrado. A tensão de trabalho está entre 3,3 V e 5 V DC, com uma saída digital. Uma lógica alta na saída indica a presença de chama ou fogo. Uma lógica baixa na saída indica a ausência de chama ou fogo.
Abaixo está a descrição do pino do módulo sensor de chama:
PIN |
Descrição |
Vcc |
3,3 - fonte de alimentação 5V |
GND |
Terra |
Dout |
Saída digital |
Aplicações de sensores de chama
- Estações de hidrogênio
- Monitores de combustão para queimadores
- Oleodutos e gasodutos
- Instalações de fabricação automotiva
- Instalações nucleares
- Hangares de aeronaves
- Compartimentos de turbina
Componentes necessários
- Arduino Uno (qualquer placa Arduino pode ser usada)
- Módulo sensor de chama
- CONDUZIU
- Buzzer
- Resistor
- Fios de ligação
Diagrama de circuito
A imagem abaixo é o diagrama do circuito do sensor de incêndio do Arduino, que mostra como fazer a interface do módulo do sensor de incêndio com o Arduino.
Trabalho do sensor de chama com Arduino
Arduino Uno é uma placa de microcontrolador de código aberto baseada no microcontrolador ATmega328p. Ele tem 14 pinos digitais (dos quais 6 pinos podem ser usados como saídas PWM), 6 entradas analógicas, reguladores de tensão on-board etc. O Arduino Uno tem 32KB de memória flash, 2KB de SRAM e 1KB de EEPROM. Ele opera a uma frequência de clock de 16 MHz. O Arduino Uno suporta comunicação Serial, I2C, SPI para comunicação com outros dispositivos. A tabela abaixo mostra as especificações técnicas do Arduino Uno.
Microcontrolador |
ATmega328p |
Tensão operacional |
5V |
Tensão de entrada |
7-12V (recomendado) |
Pinos de E / S digital |
14 |
Pinos analógicos |
6 |
Memória flash |
32 KB |
SRAM |
2 KB |
EEPROM |
1 KB |
Velocidade do relógio |
16MHz |
O sensor de chama detecta a presença de fogo ou chama com base no comprimento de onda infravermelho (IR) emitido pela chama. Ele dá a lógica 1 como saída se uma chama for detectada, caso contrário, dá a lógica 0 como saída. O Arduino Uno verifica o nível lógico no pino de saída do sensor e executa outras tarefas, como ativar a campainha e o LED, enviar uma mensagem de alerta.
Além disso, verifique nossos outros projetos de alarme de incêndio:
- Alarme de incêndio usando termistor
- Sistema de alarme de incêndio usando microcontrolador AVR
- Robô de combate a incêndio baseado em Arduino
Explicação do código
O código Arduino completo para este projeto é fornecido no final deste artigo. O código é dividido em pequenos pedaços significativos e explicado a seguir.
Nesta parte do código, vamos definir os pinos do sensor Flame, LED e buzzer que estão conectados ao Arduino. O sensor de chama é conectado ao pino digital 4 do Arduino. O buzzer é conectado ao pino digital 8 do Arduino. O LED está conectado ao pino digital 7 do Arduino.
A variável “ flame_detected ” é usada para armazenar o valor digital lido do sensor de chama. Com base neste valor, detectaremos a presença de chama.
campainha interna = 8; LED int = 7; int flame_sensor = 4; int flame_detected;
Nesta parte do código, vamos definir o status dos pinos digitais do Arduino e configurar
Taxa de transmissão para comunicação serial com PC para exibição do status do circuito de detecção de chama.
void setup () { Serial.begin (9600); pinMode (buzzer, OUTPUT); pinMode (LED, SAÍDA); pinMode (flame_sensor, INPUT); }
Esta linha de código lê a saída digital do sensor de chama e a armazena na variável “ flame_detected ”.
flame_detected = digitalRead (flame_sensor);
Com base no valor armazenado em “ flame_detected ”, temos que ligar o buzzer e o LED. Nesta parte do código, comparamos o valor armazenado em “ flame_detected ” com 0 ou 1.
Se for igual a 1, indica que a chama foi detectada. Temos que ligar a campainha e o LED e, em seguida, exibir uma mensagem de alerta no monitor Serial do Arduino IDE.
Se for igual a 0, então indica que nenhuma chama foi detectada, então temos que desligar o LED e a campainha. Este processo é repetido a cada segundo para identificar a presença de fogo ou chama.
if (flame_detected == 1) { Serial.println ("Chama detectada…! agir imediatamente."); digitalWrite (campainha, ALTO); digitalWrite (LED, ALTO); atraso (200); digitalWrite (LED, BAIXO); atraso (200); } else { Serial.println ("Nenhuma chama detectada. fique frio"); digitalWrite (campainha, LOW); digitalWrite (LED, BAIXO); } atraso (1000);
Construímos um robô de combate a incêndio com base neste conceito, que detecta automaticamente o incêndio e bombeia a água para apagá-lo. Agora que você sabe como fazer detecção de incêndio usando Arduino e sensor de chama, espero que tenha gostado de aprender, se você tiver alguma dúvida deixe na seção de comentários abaixo.
Verifique o código completo e o vídeo de demonstração abaixo.