Как работает датчик пламени ардуино (arduino), его преимущества

Ардуино: датчик огня

На этом уроке мы разберем подключение к Ардуино Уно весьма нестандартного датчика, который призван помочь нам в обнаружении открытого пламени!

Конечно, пламя можно обнаружить, например, с помощью термодатчика. Ведь все что горит, часто нагревается до огромной температуры. Но у этого варианта есть два отрицательных момента.

Во-первых, термодатчик может пострадать, если его подносить очень близко к огню. Да и не очень удобно это — тыкаться во все датчиком.

 А во-вторых, термодатчик не сможет зафиксировать именно пламя! То есть детектирование будет опосредованным, что не всегда приемлемо.

Другой вариант — использовать тепловизор на основе микроболометров. Такие устройства позволяют в реальном времени строить температурную карту всех видимых поверхностей. Но тепловизор слишком дорогой для хобби-проектов, и пламя он опять-таки детектирует не напрямую.

1. Применение

Датчик огня используется в роботах-пожарных. Для этих роботов устраиваются целые соревнования, задача участников в которых заключается в поиске и тушении огонька в лабиринте.

Именно наш датчик огня позволит в будущем создать простого и эффективного робота-пожарного для подобных соревнований.

Инфракрасный датчик огня улавливает излучение в диапазоне 760 — 1100 нм, свойственное пламени свечи, например. На практике, такой датчик реагирует не только на пламя, но и на солнце, и даже на комнатные лампы.

Чтобы избежать паразитной засветки, фотодиод необходимо закрывать с боковых сторон непрозрачным материалом. Для лучшей фильтрации посторонних источников света, при детектировании пламени таким датчиком, применяют алгоритм детектирования низкой частоты.

Это возможно благодаря тому, что пламя свечи меняет свою интенсивность с частотой 15-20 Гц.

2. Подключение

У цифрового датчика пламени, который мы подключаем, есть всего три вывода:

  • Vcc — питание +5В;
  • Gnd — земля;
  • Out — сигнал.

Vcc и Gnd датчика подключаем к соответствующим выводам Ардуино Уно, а Out бросаем на любую свободную ногу. В нашем случае, соединяем Out c цифровым входом №2. Принципиальная схема подключения выглядит следующим образом.

Внешний вид макета

Теперь, когда датчик подключен, можно смело писать программу!

3. Программа

Использованный нами датчик пламени, имеет инвертированный выход, а значит, он будет возвращать ложь, если в пределах его видимости есть пламя, и истину — в отсутствии пламени. Напишем простую программу, которая будет включать зуммер, если датчик увидел перед собой огонь.

int flamePin = 2; int buzzPin = 11; void setup() { pinMode( flamePin, INPUT ); pinMode( buzzPin, OUTPUT ); } void loop() { if( !digitalRead( flamePin ) ) digitalWrite( buzzPin, HIGH ); else digitalWrite( buzzPin, LOW ); }

Записываем программу на Ардуино Уно, достаем зажигалку с крестовой отверткой, и готовимся к последнему этапу — настройке чувствительности датчика.

Дело в том, что на плате датчика пламени есть подстроечный потенциометр, с помощью которого мы и будем настраивать порог чувствительности. Для этого, включаем Ардуино Уно в USB, чтобы запитать нашу схему, поджигаем огонь в 10 сантиметрах от датчика, и начинаем крутить потенциометр, пока зуммер не запищит.

Если правильно собрать схему, залить программу, и настроить чувствительность, получится примерно следующее.

До встречи, на следующем уроке!

Изменено: 19 Апр, 2015 02:49

Источник: http://robotclass.ru/tutorials/arduino-flame-sensor/

Подключение фоторезистора к ардуино и работа с датчиком освещенности

Датчики освещенности (освещения), построенные на базе фоторезисторов, довольно часто используются в реальных ардуино проектах. Они относительно просты, не дороги, их легко найти и купить в любом интернет-магазине.

Фоторезистор ардуино позволяет контролировать уровень освещенности и реагировать на его изменение.

В этой статье мы рассмотрим, что такое фоторезистор, как работает датчик освещенности на его основе, как правильно подключить датчик в платам Arduino.

Фоторезистор ардуино и датчик освещенности

Фоторезистор, как следует из названия, имеет прямое отношение к резисторам, которые часто встречаются практически в любых электронных схемах.

Основной характеристикой обычного резистора является величина его сопротивления. От него зависят напряжение и ток, с помощью резистора мы выставляем нужные режимы работы других компонентов.

Как правило, значение сопротивления у резистора в одних и тех же условиях эксплуатации практически не меняется.

В отличие от обычного резистора, фоторезистор может менять свое сопротивление в зависимости от уровня окружающего освещения.

Это означает, что в электронной схеме будут постоянно меняться параметры, в первую очередь нас интересует напряжение, падающее на фоторезисторе.

Фиксируя эти изменения напряжения на аналоговых пинах ардуино, мы можем менять логику работы схемы, создавая тем самым адаптирующиеся под вешние условия устройства.

Фоторезисторы достаточно активно применяются в самых разнообразных системах. Самый распространенный вариант применения — фонари уличного освещения. Если на город опускается ночь или стало пасмурно, то  огни включаются автоматически.

Можно сделать из фоторезистора экономную лампочку для дома, включающуюся не по расписанию, а в зависимости от освещения. На базе датчика освещенности можно сделать даже охранную систему, которая будет срабатывать сразу после того, как закрытый шкаф или сейф открыли и осветили.

Как всегда, сфера применения любых датчиков ардуино ограничена лишь нашей фантазией.

Какие фоторезисторы можно купить в интернет-магазинах

Самый популярный и доступный вариант датчика на рынке – это модели массового выпуска китайских компаний, клоны изделий производителя VT. Там не всегда можно разораться, кто и что именно производит тот или иной поставщик, но для начала работы с фоторезисторами вполне подойдет самый простой вариант.

Начинающему ардуинщику можно посоветовать купить готовый фотомодуль, который выглядит вот так:

На этом модуле уже есть все необходимые элементы для простого подключения фоторезистора к плате ардуино. В некоторых модулях реализована схема с компаратором и доступен цифровой выход и подстроечный резистор для управления.

Российскому радиолюбителю можно посоветовать обратить на российский датчик ФР. Встречающиеся в продаже ФР1-3, ФР1-4 и т.п. — выпускались ещё в союзовские времена. Но, несмотря на это, ФР1-3 — более точная деталь. Из этого следует и разница в цене За ФР просят не более 400 рублей. ФР1-3 будет стоить больше тысячи рублей за штуку.

Маркировка фоторезистора

Современная маркировка моделей, выпускаемых в России, довольно простая. Первые две буквы — ФотоРезистор, цифры после чёрточки обозначают номер разработки. ФР -765 — фоторезистор, разработка 765. Обычно маркируется прямо на корпусе детали

У датчика VT в схеме маркировке указаны диапазон сопротивлений. Например:

  • VT83N1 — 12-100кОм (12K — освещенный, 100K — в темноте)
  • VT93N2 — 48-500кОм (48K — освещенный, 100K — в темноте).

Иногда для уточнения информации о моделях продавец предоставляет специальный документ от производителя. Кроме параметров работы там же указывается точность детали.

У всех моделей диапазон чувствительности расположен в видимой части спектра. Собирая датчик света нужно понимать, что точность срабатывания — понятие условное.

Даже у моделей одного производителя, одной партии, одной закупки отличаться она может на 50% и более.

На заводе детали настраиваются на длину волны от красного до зелёного света. Большинство при этом «видит» и инфракрасное излучение. Особо точные детали могут улавливать даже ультрафиолет.

Достоинства и недостатки датчика

Основным недостатком фоторезисторов является чувствительность к спектру. В зависимости от типа падающего света сопротивление может меняется на несколько порядков.

К минусам также относится низкая скорость реакции на изменение освещённости. Если свет мигает — датчик не успевает отреагировать.

Если же частота изменения довольно велика — резистор вообще перестанет «видеть», что освещённость меняется.

К плюсам можно отнести простоту и доступность. Прямое изменение сопротивления в зависимости от попадающего на неё света позволяет упростить электрическую схему подключения. Сам фоторезистор очень дешев, входит в состав многочисленных наборов и конструкторов ардуино, поэтому доступен практически любому начинающему ардуинщику.

Подключение фоторезистора к ардуино

В проектах arduino фоторезистор используется как датчик освещения. Получая от него информацию, плата может включать или выключать реле, запускать двигатели, отсылать сообщения. Естественно, при этом мы должны правильно подключить датчик.

Схема подключения датчика освещенности к ардуино довольна проста. Если мы используем фоторезистор, то в схеме подключения датчик реализован как делитель напряжения.

Одно плечо меняется от уровня освещённости, второе —  подаёт напряжение на аналоговый вход. В микросхеме контроллера это напряжение преобразуется в цифровые данные через АЦП. Т.к.

сопротивление датчика при попадании на него света уменьшается, то и значение падающего на нем напряжения будет уменьшаться.

В зависимости от того, в каком плече делителя мы поставили фоторезистор, на аналоговый вход будет подаваться или повышенное или уменьшенное напряжение.

В том случае, если одна нога фоторезистора подключена к земле, то максимальное значение напряжения будет соответствовать темноте (сопротивление фоторезистора максимальное, почти все напряжение падает на нем), а минимальное – хорошему освещению (сопротивление близко к нулю, напряжение минимальное). Если мы подключим плечо фоторезистора к питанию, то поведение будет противоположным.

Сам монтаж платы не должен вызывать трудностей. Так как фоторезистор не имеет полярности, подключить можно любой стороной, к плате его можно припаять, подсоединить проводами с помощью монтажной платы или использовать обычные клипсы (крокодилы) для соединения.

Источником питания в схеме является сам ардуино. Фоторезистор подсоединяется одной ногой к земле, другая подключается к АЦП платы (в нашем примере — АО). К этой же ноге подключаем резистор 10 кОм.

Естественно, подключать фоторезистор можно не только на аналоговый пин A0, но и на любой другой.

Несколько слов относительно дополнительного резистора на 10 К. У него в нашей схеме две функции: ограничивать ток в цепи и формировать нужное напряжение в схеме с делителем.

Ограничение тока нужно в ситуации, когда полностью освещенный фоторезистор резко уменьшает свое сопротивление. А формирование напряжения — для предсказуемых значений на аналоговом порту.

На самом деле для нормальной работы с нашими фоторезисторами хватит и сопротивления 1К.

Меняя значение резистора мы можем «сдвигать» уровень чувствительности в «темную» и «светлую» сторону.  Так, 10 К даст быстрое переключение наступления света. В случае 1К датчик света будет более точно определять высокий уровень освещенности.

Если вы используете готовый модуль датчика света, то подключение будет еще более простым. Соединяем выход модуля VCC с разъемом 5В на плате, GND – c землей. Оставшиеся выводы соединяем с разъемами ардуино.

Если на плате представлен цифровой выход, то отправляем его на цифровые пины. Если аналоговый – то на аналоговые. В первом случае мы получим сигнал срабатывания – превышения уровня освещенности (порог срабатывания может быть настроен с помощью резистора подстройки). С аналоговых же пинов мы сможем получать величину напряжения, пропорциональную реальному уровню освещенности.

Пример скетча датчика освещенности на фоторезисторе

Мы подключили схему с фоторезистором к ардуино, убедились, что все сделали правильно. Теперь осталось запрограммировать контроллер.

Написать скетч для датчика освещенности довольно просто. Нам нужно только снять текущее значение напряжения с того аналогового пина, к которому подключен датчик. Делается это с помощью известной нам всем функции analogRead(). Затем мы можем выполнять какие-то действия, в зависимости от уровня освещенности.

Давайте напишем скетч для датчика освещенности, включающего или выключающего светодиод, подключенный по следующей схеме.

Алгоритм работы таков:

  • Определяем уровень сигнала с аналогового пина.
  • Сравниваем уровень с пороговым значением. Максимально значение будет соответствовать темноте, минимальное – максимальной освещенности. Пороговое значение выберем равное 300.
  • Если уровень меньше порогового – темно, нужно включать светодиод.
  • Иначе – выключаем светодиод.

#define PIN_LED 13
#define PIN_PHOTO_SENSOR A0 void setup() { Serial.begin(9600); pinMode(PIN_LED, OUTPUT);
} void loop() { int val = analogRead(PIN_PHOTO_SENSOR); Serial.println(val); if (val Прикрывая фоторезистор (руками или светонепроницаемым предметом), можем наблюдать включение и выключение светодиода. Изменяя в коде пороговый параметр, можем заставлять включать/выключать лампочку при разном уровне освещения.

При монтаже постарайтесь расположить фоторезистор и светодиод максимально далеко друг от друга, чтобы на датчик освещенности попадало меньше света от яркого светодиода.

Датчик освещенности и плавное изменение яркости подсветки

Можно модифицировать проект так, чтобы в зависимости от уровня освещенности менялась яркость светодиода. В алгоритм мы добавим следующие изменения:

  • Яркость лампочки будем менять через ШИМ, посылая с помощью analogWrite() на пин со светодиодом значения от 0 до 255.
  • Для преобразования цифрового значения уровня освещения от датчика освещенности (от 0 до 1023) в диапазон ШИМ яркости светодиода (от 0 до 255) будем использовать функцию map().

Пример скетча:

#define PIN_LED 10
#define PIN_PHOTO_SENSOR A0 void setup() { Serial.begin(9600); pinMode(PIN_LED, OUTPUT);
} void loop() { int val = analogRead(PIN_PHOTO_SENSOR); Serial.println(val); int ledPower = map(val, 0, 1023, 0, 255); // Преобразуем полученное значение в уровень PWM-сигнала. Чем меньше значение освещенности, тем меньше мощности мы должны подавать на светодиод через ШИМ. analogWrite(PIN_LED, ledPower); // Меняем яркость }

В случае другого способа подключения, при котором сигнал с аналогового порта пропорционален степени освещенности, надо будет дополнительно «обратить» значение, вычитая его из максимального:

int val = 1023 – analogRead(PIN_PHOTO_RESISTOR);

Схема датчика освещения на фоторезисторе и реле

Примеры скетча для работы с реле приведены в статье, посвященной программированию реле в ардуино. В данном случае, нам не нужно делать сложных телодвижений: после определения «темноты» мы просто включаем реле, подавай на его пин соответствующее значение.

#define PIN_RELAY 10
#define PIN_PHOTO_SENSOR A0 void setup() { pinMode(PIN_RELAY, OUTPUT); digitalWrite(PIN_RELAY, HIGH);
} void loop() { int val = analogRead(PIN_PHOTO_SENSOR); if (val Заключение

Проекты с применением датчика освещенности на базе фоторезистора достаточно просты и эффектны. Вы можете реализовать множество интересных проектов, при этом стоимость оборудования будет не высока. Подключение фоторезистора осуществляется по схеме делителя напряжения с дополнительным сопротивлением.

Датчик подключается к аналоговому порту для измерения различных значений уровня освещенности или к цифровому, если нам важен лишь факт наступления темноты. В скетче мы просто считываем данные с аналогового (или цифрового) порта и принимаем решение, как реагировать на изменения.

Будем надеяться, что теперь в ваших проектах появятся и такие вот простейшие «глаза».

Источник: https://ArduinoMaster.ru/datchiki-arduino/photorezistor-arduino-datchik-sveta/

Преимущества и недостатки использования Arduino

В последние годы использование Arduino экспоненциально возрастает в связи с легкостью вхождения в тему. Но мы порассуждаем, идёт ли использование Arduino на пользу инженерам или нет. Прежде всего мы посмотрим на преимущества Arduino, а затем обсудим недостатки.

Преимущества Ардуино

Готовность к использованию

Готовность к использованию (Ready to Use) — является самым большим плюсом Arduino. Вы уже имеете «на борту» регулятор питания, микроконтроллер, программатор, интерфейсы для подключения устройств, и программные библиотеки.

Вы не должны думать о программировании микроконтроллера или способах подключения периферии. Вы не должны изучать регистры микроконтроллера, диаграммы, блок-схемы и набор инструкций.

Вы просто подключаете Arduino к USB порту ПК и делаете революцию в мире «интернет вещей».

Обучение

Легко понять как всё работает. От простого к сложному, от мигания светодиодом к метеостанции.

Примеры исходного кода

Еще одним большим преимуществомArduino является библиотека примеров идущая в комплекте «из коробки».  То, чего нет в поставке, легко ищется в интернете, все библиотеки общедоступны, вам не потребуется много кодировать.

Большое сообщество

Есть много интернет-форумов по теме Arduino. Инженеры, любители и профессионалы активно делятся своими проектами на Arduino. Вы можете легко найти помощь. К тому же сам сайт Arduino объясняет каждую функцию.

«Недостатки» Arduino

И как всегда, недостатки системы происходят из её преимуществ. То есть это не недостатки в прямом смысле этого слова, а компромиссы и упрощения на которые разработчики сознательно шли в процессе создания платформы Ардуино. Далее мы увидим, что это, скажем так, скорее особенности, чем недостатки.

Обучение

Вы не изучите микроконтроллеры с Ардуино, так как внутренняя архитектура скрыта. И всё построено только на микросхемах производства Atmel.

Все программные библиотеки доступны, так что вы не научитесь программированию и отладке.

Читать ещё :   ESP8266 WiFi, Arduino Uno и публикация в ThingSpeak

Размеры

В IoT все стремятся к компактности, но плата Ардуино UNO весьма внушительных размеров по меркам микроконтроллеров. Проблему частично снимают Arduino Mini и прочие мелкие, но в целом весь проект получается не таким компактным как требует микроэлектроника.

Код программных библиотек зачастую избыточен и не оптимизирован.

Стоимость

Стоимость проекта на Arduino выше, чем если делать его на «голом» ATmega. Даже учитывая китайские клоны плат Ардуино. Впрочем, ценник весьма демократичен, любой любитель может себе позволить.

Выводы

Раздел «Недостатки Ардуино» объясняет тот факт, что эта платформа предназначена для быстрого прототипирования и обучения. Об этом часто забывают и пытаются сравнить Arduino с промышленными проектами на микроконтроллерах, такое сравнение не верно, не стоит так делать.

Очень часто пытаются построить промышленный проект на Ардуино и при неудаче винят во всём Arduino. Так же я бы не доверил Ардуино управлять важными системами, или системами жизнеобеспечения. Платформа просто не предназначалась для этого изначально.

Ардуино для хобби проектов, для быстрого вхождения в мир IoT и микроконтроллеров. И далее, если вас это заинтересовало, то вперёд, в мир микроконтроллеров, электроники и программирования.

Источник: http://tim4dev.com/2016/07/arduino-advantages-disadvatages/

37 в 1. Hабор датчиков и индикаторов для Arduino

Сегодня на обзор будет набор сенсоров для Arduino. Обычно его называют 37 in 1 Sensors Kit for Arduino. У разных продавцов он бывает в виде кулечка с датчиками и плохонькой фотокопией инфолиста или набор подороже, в пластиковом боксе с ячейками под каждый датчик, нормально отпечатанным инфолистом и датчики собраны качественней чем в дешёвом наборе.

В моем случае набор в пластиковом боксе.Бокс из хорошего пластика, заусенцев от литья нет. Горизонтальные перемычки можно вынуть и получить отделения побольше.Датчики спаяны хорошо, следов флюса не наблюдается.Платы датчиков из стеклотекстолита. Все имеют штырьквые разъемы для подключения.

  • Датчик температуры KY-001
  • Вибровыключатель KY-002
  • Магнитный датчик KY-003
  • Кнопка KY-004
  • Датчик инфракрасного излучения KY-005
  • Пассивный зуммер KY-006
  • Лазерный модуль KY-008
  • Трехцветный светодиод KY-009
  • Датчик с оптическим прерывателем KY-010
  • Трехцветный светодиод KY-011
  • Активный зуммер KY-012
  • Датчик температуры KY-013
  • Датчик температуры и влажности KY-015
  • Трехцветный светодиод KY-016
  • Датчик наклона KY-017
  • Фоторезистор KY-018
  • Реле KY-019
  • Датчик наклона KY-020
  • Геркон KY-021
  • Инфракрасный датчик KY-022
  • Джойстик KY-023
  • Датчик магнитного поля KY-024
  • Датчик магнитного поля KY-025
  • Датчик пламени KY-026
  • Модуль световых эффектов «магическая чашка» KY-027
  • Датчик температуры KY-028
  • Двухцветный светодиод KY-029
  • Датчик удара KY-031
  • Датчик для избегания препятствий KY-032
  • Датчик магнитного поля KY-033
  • Семицветный светодиод KY-034
  • Магнитный датчик KY-035
  • Датчик металла KY-036
  • Датчик звука KY-037
  • Датчика звука KY-038
  • Датчик сердцебиения KY-039
  • Датчик угла поворота (энкодер) KY-040

Каждый использует датчики под свои нужды. Однако примеров использования, как и внятной документации в комплекте не идет, поэтому я напишу краткую информацию на каждый датчик и пример кода. Всю информацию нашел в сети. На ютубе по коду датчика можно найти пример его использования. У китайцев каждый датчик имеет свой код(более – менее общепринятый). Собран на цифровом сенсоре DS18B20, напряжение питания от 3.0 V до 5.5 V. Измеряемая температура -55 ° C до +125 ° C, по Фаренгейту — 67 ° F до 257 ° F. В диапазоне от -10 °C до +85 ° C точность измерения ± 0.5 ° C. Время измерения не более 750 миллисекунд. Каждый DS18B20 имеет уникальный номер, что позволяет подключить к одной шине большое количество датчиков

Подключение (слева направо)

GND +5V S = Signal, в примере подключаем к 10 выводу arduino#include OneWire ds(10); // датчик на 10 выводе void setup(void) { Serial.begin(9600); } void loop(void) { //For conversion of raw data to C int HighByte, LowByte, TReading, SignBit, Tc_100, Whole, Fract; byte i; byte present = 0; byte data[12]; byte addr[8]; // ищем устройства, подключенные к шине if ( !ds.search(addr)) { Serial.print(«No more addresses.
»); ds.reset_search(); return; } Serial.print(«R=»); for( i = 0; i


..Следующая страница->