火焰传感器与 Arduino 连接

前言

火灾造成的破坏是毁灭性的。为了防止造成人员伤亡或损害，有必要检测火灾，以便提供警告，甚至可以启动自动灭火系统。检测火灾有多种方法，如检测温度变化、检测烟雾等。在所有这些方法中，检测温度变化会更准确，因为有些火灾甚至没有可检测到的烟雾。甚至温度测量也不太可靠，因为有时检测到变化为时已晚。为了克服这个问题，我们可以检测热辐射而不是温度变化。检测热辐射的最简单和最便宜的方法是使用火焰传感器。在本教程中，我们将了解如何将火焰传感器模块与 Arduino 连接。

火焰传感器模块引脚

火焰传感器模块共有 4 个引脚。两个电源引脚和两个信号引脚。火焰传感器模块的引脚排列如下：

VCC==》为模块提供电源，连接到Arduino的5V引脚。
GND==》接地连接到 Arduino 的接地引脚。
DO==》数字输出引脚。
AO==》模拟输出引脚。

火焰传感器模块组成

火焰传感器模块只有很少的组件，其中包括一个 IR 光电二极管、一个 LM393 比较器 IC 和一些免费的无源组件。模块通电时电源 LED 亮，检测到火焰时 D0 LED 熄灭。灵敏度可以通过板载微调电阻进行调整。

关于火焰传感器的常见问题

火焰传感器如何工作？

火焰传感器基于红外辐射工作。红外光电二极管将检测来自任何热体的红外辐射。然后将该值与设定值进行比较。一旦辐射达到阈值，传感器将相应地改变其输出。

火焰传感器检测什么？

这种类型的火焰传感器检测红外辐射。

火焰传感器在哪里使用？

火焰传感器用于任何可能发生火灾的地方。尤其是在工业领域。

火焰传感器模块电路图

火焰传感器模块的示意图如下。如前所述，该板的组件数量非常少。主要元件是红外光电二极管和比较器电路。

火焰传感器模块如何工作？

火焰传感器模块的工作很简单。其背后的理论是热的物体会发出红外辐射。对于火焰或火灾，这种辐射会很高。我们将使用红外光电二极管检测这种红外辐射。光电二极管的电导率将根据其检测到的红外辐射而变化。我们使用 LM393 来比较这种辐射，当达到阈值时，数字输出会发生变化。
我们还可以使用模拟输出来测量红外辐射强度。模拟输出直接取自光电二极管的端子。板载 D0 LED 将在检测到时显示存在火灾。灵敏度可以通过调整板上的可变电阻来改变。这可用于消除误触发。

Arduino火焰传感器接口电路图

现在我们已经完全了解了火焰传感器的工作原理，我们可以将所有必需的电线连接到 Arduino 并编写代码以从传感器中获取所有数据。下图显示了将火焰传感器模块与 Arduino 连接的电路图。
连接非常简单，只需要三根线。将模块的 VCC 和 GND 连接到 Arduino 的 5V 和 GND 引脚。然后将 D0 引脚连接到 Arduino 的数字引脚 2。我们将监控该引脚的状态以检测火灾。

Arduino 火焰传感器代码

连接火焰传感器的代码非常简单易懂。我们只需要定义传感器与 Arduino 连接的引脚。完成此操作后，我们将监视此引脚的状态。

void setup()
{
    
  pinMode(2, INPUT); 
  pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
}

在设置函数中，我们将数字引脚 2 初始化为输入。该引脚用于监控火焰传感器输出。接下来，我们将连接内置 LED 的引脚 13 初始化为输出。我们将使用这个内置的 LED 作为状态指示灯。然后我们以 9600 的波特率初始化串口。

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);
}

在Loop功能中，我们将监控数字引脚 2 的状态。当此引脚被火焰传感器拉低或拉高时，我们将改变状态 LED 的状态，并将警告消息打印到串行监视器。

下面的 GIF 显示了正在运行的火焰传感器界面。