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Arduino Nano - Sensor de Chama

O sensor de chama é um dispositivo prático que capta as emissões de infravermelho de uma chama, tornando-se uma ferramenta útil para detectar fogo. Às vezes chamado de sensor de chama infravermelho ou sensor de fogo, ele fornece sinais de dois tipos: digital (LOW/HIGH) e analógico.

Neste guia, vamos mostrar como usar um Arduino Nano junto com um sensor de chama para detectar e medir a intensidade de chamas. Vamos cobrir o básico, incluindo:

Como conectar o sensor de chama ao seu Arduino Nano.
Como programar o Arduino Nano para identificar chamas e incêndios interpretando os sinais digitais do sensor de chama.
Como programar o Arduino Nano para avaliar a intensidade da chama lendo os sinais analógicos do sensor de chama.

Depois, você pode modificar o código para acionar uma buzina de alerta (por meio de um relé) quando ele detectar fogo.

Hardware Necessário

1	×	Official Arduino Nano
1	×	Alternatively, DIYables Nano V3.0 Development Board
1	×	Cabo USB A para Mini-B
1	×	Flame Sensor
1	×	5-in-1 5-way Flame Sensor
1	×	Fios Jumper
1	×	(Recomendado) Placa de Expansão com Bornes de Parafuso para Arduino Nano
1	×	(Recomendado) Placa de Expansão Breakout para Arduino Nano
1	×	(Recomendado) Divisor de Alimentação para Arduino Nano

Or you can buy the following kits:

DIYables Sensor Kit (18 sensors/displays)

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Sobre o Sensor de Chama

O sensor de chama infravermelho é uma ferramenta útil para identificar a presença de uma chama ou medir o nível de infravermelho emitido por ela. Por isso, ele se torna um detector de incêndio confiável. O sensor de chama oferece duas opções, por meio de um pino de saída digital e um pino de saída analógica.

Esses sensores são projetados para se concentrar em comprimentos de onda específicos de radiação infravermelha associados a chamas. Esse projeto reduz as chances de alarmes falsos causados por outras fontes de radiação infravermelha, como o calor do corpo humano ou a iluminação artificial. No entanto, é importante observar que, como qualquer sensor, eles têm suas limitações e, em certas condições, pode haver casos de falsos positivos ou falsos negativos.

Pinagem

Existem dois tipos de módulos de sensor de chama disponíveis:

Um sensor de chama único inclui quatro pinos:

Pino VCC: Deve ser conectado ao VCC (3,3V a 5V).
Pino GND: Deve ser conectado ao GND (0V).
Pino DO: É um pino de saída digital. Ele fica em HIGH se a chama não for detectada e em LOW se for detectada. O valor limite para a detecção de chama pode ser ajustado usando um potenciômetro embutido.
Pino AO: É um pino de saída analógica. O valor de saída diminui conforme o nível de infravermelho diminui e aumenta conforme o nível de infravermelho aumenta.

image source: diyables.io

Além disso, ele possui dois indicadores LED:

Um indicador PWR-LED para a alimentação.
Um indicador DO-LED para o estado da chama no pino DO: ele acende quando há chama.

O sensor de chama 5 em 1 combina cinco sensores de chama individuais em uma única PCB. Esses sensores compartilham o mesmo potenciômetro e as mesmas conexões VCC e GND. No entanto, os pinos DO (Saída Digital) e AI (Entrada Analógica) de cada sensor funcionam de forma independente. Além disso, cada sensor é orientado em uma direção diferente, o que aumenta bastante o alcance de detecção.

Como Funciona

Em relação ao pino DO:

O módulo inclui um dial embutido para ajustar a sensibilidade ao infravermelho.
Se a intensidade do infravermelho ultrapassar o limite definido, indicando a detecção de uma chama, o pino de saída do sensor vai para LOW, acendendo o DO-LED.
Por outro lado, se a intensidade do infravermelho ficar abaixo do limite, indicando que não há chama, o pino de saída vai para HIGH, apagando o DO-LED.

Para o pino AO:

O pino AO registra valores mais altos quando a intensidade de infravermelho na área ao redor aumenta.
Por outro lado, uma intensidade de infravermelho menor no ambiente resulta em valores mais baixos lidos no pino AO.

É importante observar que a posição do dial não afeta as leituras no pino AO.

Diagrama de Ligação

Como o módulo do sensor de chama tem duas saídas, você pode usar uma ou as duas, dependendo da sua necessidade.

O diagrama de ligação entre o Arduino Nano e o sensor de chama ao usar somente o DO.

The wiring diagram between Arduino Nano and Flame Sensor

This image is created using Fritzing. Click to enlarge image

O diagrama de ligação entre o Arduino Nano e o sensor de chama ao usar somente o AO.

The wiring diagram between Arduino Nano and fire sensor

This image is created using Fritzing. Click to enlarge image

O diagrama de ligação entre o Arduino Nano e o sensor de chama ao usar o AO e o DO juntos.

The wiring diagram between Arduino Nano and infrared flame sensor

This image is created using Fritzing. Click to enlarge image

Veja A melhor forma de alimentar o Arduino Nano e outros componentes.

Código Arduino Nano - Ler o valor do pino DO

/* * Este código de Arduino Nano foi desenvolvido por pt.newbiely.com * Este código de Arduino Nano é disponibilizado ao público sem nenhuma restrição. * Para tutoriais completos e diagramas de ligação, visite: * https://pt.newbiely.com/tutorials/arduino-nano/arduino-nano-flame-sensor */ #define DO_PIN 2 // Arduino Nano's pin connected to DO pin of the flame sensor void setup() { // Initialize the Serial to communicate with the Serial Monitor. Serial.begin(9600); // initialize the Arduino Nano pin as an input pinMode(DO_PIN, INPUT); } void loop() { int flame_state = digitalRead(DO_PIN); if (flame_state == HIGH) Serial.println("The flame is NOT detected"); else Serial.println("The flame is detected"); }

Passos Rápidos

Copie o código acima e abra com a Arduino IDE
Clique no botão Upload da Arduino IDE para fazer upload do código para o Arduino Nano
Aponte o sensor de chama para uma chama.
Veja o resultado no Serial Monitor.

Newbiely | Arduino IDE 2.3.8

──

☐

Newbiely.ino

···

8 Serial.println("Hello World!");

Output

Serial Monitor

Message (Enter to send message to 'Arduino Nano' on 'COM15')

New Line

9600 baud

The flame is NOT detected The flame is NOT detected The flame is NOT detected The flame is detected The flame is detected The flame is detected The flame is NOT detected The flame is NOT detected The flame is NOT detected

Ln 11, Col 1

Arduino Nano on COM15

Lembre-se de que, se você notar que o estado do LED permanece sempre aceso ou sempre apagado mesmo quando o sensor está voltado para uma chama, você pode ajustar o potenciômetro para regular a sensibilidade do sensor.

Código Arduino Nano - Ler o valor do pino AO

/* * Este código de Arduino Nano foi desenvolvido por pt.newbiely.com * Este código de Arduino Nano é disponibilizado ao público sem nenhuma restrição. * Para tutoriais completos e diagramas de ligação, visite: * https://pt.newbiely.com/tutorials/arduino-nano/arduino-nano-flame-sensor */ #define AO_PIN A0 // Arduino Nano's pin connected to AO pin of the flame sensor void setup() { // Initialize the Serial to communicate with the Serial Monitor. Serial.begin(9600); } void loop() { int flameValue = analogRead(AO_PIN); Serial.print("infrared value: "); Serial.println(flameValue); }

Passos Rápidos

Copie o código acima e abra com a Arduino IDE
Clique no botão Upload da Arduino IDE para fazer upload do código para o Arduino Nano
Aponte o sensor de chama para uma chama.
Veja o resultado no Serial Monitor.

Newbiely | Arduino IDE 2.3.8

──

☐

Newbiely.ino

···

8 Serial.println("Hello World!");

Output

Serial Monitor

Message (Enter to send message to 'Arduino Nano' on 'COM15')

New Line

9600 baud

infrared value: 145 infrared value: 146 infrared value: 346 infrared value: 473 infrared value: 577 infrared value: 849 infrared value: 956 infrared value: 1001 infrared value: 1006 infrared value: 1017 infrared value: 1028 infrared value: 849 infrared value: 643 infrared value: 441 infrared value: 278

Ln 11, Col 1

Arduino Nano on COM15

Vídeo

Referências de Funções

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