Interfaz del sensor de llama con arduino para construir un sistema de alarma contra incendios

Los sistemas de alarma contra incendios son muy comunes en edificios comerciales y fábricas, estos dispositivos generalmente contienen un grupo de sensores que monitorean constantemente cualquier llama, gas o fuego en el edificio y activa una alarma si detecta alguno de estos. Una de las formas más sencillas de detectar fuego es mediante el uso de un sensor de llama IR, estos sensores tienen un fotodiodo IR que es sensible a la luz IR. Ahora, en caso de incendio, el fuego no solo producirá calor sino que también emitirá rayos IR, sí, cada llama encendida emitirá algún nivel de luz IR, esta luz no es visible para los ojos humanos pero nuestro sensor de llama puede detectarla. y alertar a un microcontrolador como Arduino de que se ha detectado un incendio.

En este artículo, conectamos el sensor de llama con Arduino y aprendemos todos los pasos para construir un sistema de alarma contra incendios mediante el uso de Arduino y el sensor de llama. El módulo del sensor de llama tiene un fotodiodo para detectar la luz y un amplificador operacional para controlar la sensibilidad. Se utiliza para detectar incendios y proporcionar una señal ALTA tras la detección. Arduino lee la señal y proporciona una alerta encendiendo el zumbador y el LED. El sensor de llama utilizado aquí es un sensor de llama basado en IR. También hemos utilizado el mismo concepto para detectar fuego en nuestro Robot de extinción de incendios, también puedes comprobarlo si estás interesado.

Sensor de llama

Un detector de llama es un sensor diseñado para detectar y responder a la presencia de una llama o fuego. Las respuestas a una llama detectada dependen de la instalación, pero pueden incluir hacer sonar una alarma, desactivar una línea de combustible (como una línea de propano o gas natural) y activar un sistema de extinción de incendios. El sensor de llama IR utilizado en este proyecto se muestra a continuación, estos sensores también se denominan módulo sensor de fuego o sensor detector de llama a veces.

Existen diferentes tipos de métodos de detección de llamas. Algunos de ellos son: detector ultravioleta, detector de matriz IR cercano, detector infrarrojo (IR), cámaras térmicas infrarrojas, detector UV / IR, etc.

Cuando el fuego arde emite una pequeña cantidad de luz infrarroja, esta luz será recibida por el fotodiodo (receptor de infrarrojos) en el módulo del sensor. Luego usamos un amplificador operacional para verificar un cambio en el voltaje en el receptor de infrarrojos, de modo que si se detecta un incendio, el pin de salida (DO) dará 0V (LOW), y si no hay fuego, el pin de salida será 5V (ALTO).

En este proyecto, estamos utilizando un sensor de llama basado en infrarrojos. Se basa en el sensor YG1006, que es un fototransistor de silicio NPN de alta velocidad y alta sensibilidad. Puede detectar luz infrarroja con una longitud de onda de 700 nm a 1000 nm y su ángulo de detección es de aproximadamente 60 °. El módulo del sensor de llama consta de un fotodiodo (receptor de infrarrojos), una resistencia, un condensador, un potenciómetro y un comparador LM393 en un circuito integrado. La sensibilidad se puede ajustar variando el potenciómetro integrado. El voltaje de trabajo está entre 3.3vy 5v DC, con una salida digital. Una lógica alta en la salida indica la presencia de llama o fuego. Una salida lógica baja indica la ausencia de llama o fuego.

A continuación se muestra la descripción de los pines del módulo del sensor de llama:

Alfiler	Descripción
Vcc	3.3 - Fuente de alimentación de 5V
GND	Suelo
Dout	Salida digital

Aplicaciones de los sensores de llama

• Estaciones de hidrógeno
• Monitores de combustión para quemadores
• Oleoductos y gasoductos
• Instalaciones de fabricación de automóviles
• Instalaciones nucleares
• Hangares de aviones
• Cajas de turbinas

Componentes requeridos

• Arduino Uno (se puede utilizar cualquier placa Arduino)
• Módulo sensor de llama
• LED
• Zumbador
• Resistor
• Cables de puente

Diagrama de circuito

La siguiente imagen es el diagrama del circuito del sensor de fuego de Arduino, muestra cómo conectar el módulo del sensor de fuego con Arduino.

Funcionamiento del sensor de llama con Arduino

Arduino Uno es una placa de microcontrolador de código abierto basada en el microcontrolador ATmega328p. Tiene 14 pines digitales (de los cuales 6 pines se pueden usar como salidas PWM), 6 entradas analógicas, reguladores de voltaje integrados, etc. Arduino Uno tiene 32KB de memoria flash, 2KB de SRAM y 1KB de EEPROM. Opera a una frecuencia de reloj de 16MHz. Arduino Uno admite comunicación Serial, I2C, SPI para comunicarse con otros dispositivos. La siguiente tabla muestra la especificación técnica de Arduino Uno.

Microcontrolador	ATmega328p
Tensión de funcionamiento	5V
Voltaje de entrada	7-12 V (recomendado)
Pines de E / S digitales	14
Pines analógicos	6
Memoria flash	32 KB
SRAM	2 KB
EEPROM	1 KB
Velocidad de reloj	16 MHz

El sensor de llama detecta la presencia de fuego o llama basándose en la longitud de onda infrarroja (IR) emitida por la llama. Da un 1 lógico como salida si se detecta una llama, de lo contrario, da un 0 lógico como salida. Arduino Uno verifica el nivel lógico en el pin de salida del sensor y realiza otras tareas como activar el zumbador y el LED, enviando un mensaje de alerta.

Además, consulte nuestros otros proyectos de alarmas contra incendios:

• Alarma de incendio mediante termistor
• Sistema de alarma contra incendios con microcontrolador AVR
• Robot de extinción de incendios basado en Arduino

Explicación del código

El código completo de Arduino para este proyecto se proporciona al final de este artículo. El código se divide en pequeños fragmentos significativos y se explica a continuación.

En esta parte del código, vamos a definir los pines para el sensor de llama, el LED y el zumbador que están conectados a Arduino. El sensor de llama está conectado al pin digital 4 de Arduino. El zumbador está conectado al pin digital 8 de Arduino. El LED está conectado al pin digital 7 de Arduino.

La variable “ flame_detected ” se utiliza para almacenar el valor digital leído desde el sensor de llama. En base a este valor detectaremos la presencia de llama.

int zumbador = 8; int LED = 7; int sensor_de_llama = 4; int flame_detected;

En esta parte del código, vamos a establecer el estado de los pines digitales de Arduino y configurar

Tasa de baudios para comunicación serial con PC para mostrar el estado del circuito de detección de llama.

configuración vacía () { Serial.begin (9600); pinMode (zumbador, SALIDA); pinMode (LED, SALIDA); pinMode (sensor de llama, ENTRADA); }

Esta línea de código lee la salida digital del sensor de llama y la almacena en la variable " flame_detected ".

flame_detected = digitalRead (flame_sensor);

Según el valor almacenado en “ flame_detected ”, tenemos que encender el zumbador y el LED. En esta parte del código, comparamos el valor almacenado en “ flame_detected ” con 0 o 1.

Si es igual a 1, indica que se ha detectado llama. Tenemos que encender el zumbador y el LED y luego mostrar un mensaje de alerta en el monitor serial de Arduino IDE.

Si es igual a 0, indica que no se ha detectado ninguna llama por lo que tenemos que apagar el LED y el zumbador. Este proceso se repite cada segundo para identificar la presencia de fuego o llama.

if (flame_detected == 1) { Serial.println ("¡Llama detectada…! actuar inmediatamente."); digitalWrite (zumbador, ALTO); escritura digital (LED, ALTA); retraso (200); digitalWrite (LED, BAJO); retraso (200); } else { Serial.println ("No se detectó llama. Manténgase fresco"); digitalWrite (zumbador, BAJO); digitalWrite (LED, BAJO); } retraso (1000);

Hemos construido un robot de extinción de incendios basado en este concepto, que detecta automáticamente el fuego y bombea el agua para apagar el fuego. Ahora que sabe cómo hacer la detección de incendios usando Arduino y el sensor de llama, espero que haya disfrutado aprendiéndolo, si tiene alguna pregunta, déjela en la sección de comentarios a continuación.

Verifique el código completo y el video de demostración a continuación.