火災報警系統在商業建筑和工廠中非常常見，這些設備通常包含一組傳感器，這些傳感器不斷監控建筑物中的任何火焰、氣體或火災，并在檢測到其中任何一種時觸發警報。檢測火災的最簡單方法之一是使用紅外火焰傳感器，這些傳感器具有對紅外光敏感的紅外光電二極管。現在，如果發生火災，火災不僅會產生熱量，還會發出紅外線，是的，每個燃燒的火焰都會發出一定程度的紅外光，這種光是人眼不可見的，但是我們的火焰傳感器可以檢測到它并提醒像Arduino這樣的微控制器已經檢測到火災。

在本文中，我們將火焰傳感器與Arduino連接，并了解使用Arduino和火焰傳感器構建火災報警系統的所有步驟。火焰傳感器模塊具有用于檢測光的光電二極管和用于控制靈敏度的運算放大器。它用于檢測火災并在檢測到時提供高信號。Arduino讀取信號并通過打開蜂鳴器和LED提供警報。這里使用的火焰傳感器是基于紅外的火焰傳感器。我們還使用相同的概念來檢測消防機器人中的火災，如果您有興趣，也可以檢查我們的。

火焰傳感器

火焰探測器是一種傳感器，旨在檢測和響應火焰或火災的存在。對檢測到的火焰的響應取決于安裝，但可能包括發出警報、停用燃料管線（如丙烷或天然氣管線）和激活滅火系統。本項目中使用的紅外火焰傳感器如下所示，這些傳感器有時也稱為火災傳感器模塊或火焰探測器傳感器。

有不同類型的火焰檢測方法。其中一些是：紫外探測器，近紅外陣列探測器，紅外（IR）探測器，紅外熱像儀，UV / IR探測器等。

當火燃燒時，它會發出少量的紅外線，該光將被傳感器模塊上的光電二極管（紅外接收器）接收。然后，我們使用運算放大器來檢查紅外接收器兩端的電壓變化，這樣，如果檢測到火災，輸出引腳（DO）將給出0V（LOW），如果沒有火災，輸出引腳將為5V（HIGH）。

在這個項目中，我們使用基于紅外的火焰傳感器。它基于YG1006傳感器，YG1006傳感器是一種高速，高靈敏度的NPN硅光電晶體管。它可以檢測波長范圍為700nm至1000nm的紅外光，其檢測角度約為60°。火焰傳感器模塊由光電二極管（IR 接收器）、電阻器、電容器、電位計和 LM393 比較器組成。靈敏度可以通過改變板載電位計來調節。工作電壓在 3.3v 和 5v DC 之間，帶數字輸出。輸出上的邏輯高電平表示存在火焰或火災。輸出邏輯低表示沒有火焰或火災。

以下是火焰傳感器模塊的引腳說明：

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火焰傳感器的應用

加氫站

燃燒器燃燒監測器

石油和天然氣管道

汽車制造設施

核設施

飛機庫

渦輪機外殼

所需組件

Arduino Uno（可以使用任何Arduino板）

火焰傳感器模塊

發光二極管

蜂鳴器

電阻器

跳線

電路圖

下圖是Arduino火災傳感器電路圖，它顯示了如何將火災傳感器模塊與Arduino連接。

火焰傳感器與Arduino的工作

阿杜伊諾Uno 是一款基于 ATmega328p 微控制器的開源微控制器板。它具有 14 個數字引腳（其中 6 個引腳可用作 PWM 輸出）、6 個模擬輸入、板載穩壓器等。Arduino Uno具有32KB閃存，2KB的SRAM和1KB的EEPROM。它的工作時鐘頻率為16MHz。 Arduino Uno支持串行，I2C，SPI通信，用于與其他設備通信。下表顯示了Arduino Uno的技術規格。

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火焰傳感器根據火焰發出的紅外 （IR） 波長檢測火災或火焰的存在。如果檢測到火焰，則提供邏輯 1 作為輸出，否則，它給出邏輯 0 作為輸出。Arduino Uno 檢查傳感器輸出引腳上的邏輯電平，并執行進一步的任務，例如激活蜂鳴器和 LED、發送警報消息。

代碼說明

本文末尾給出了該項目的完整Arduino代碼。代碼被分成有意義的小塊，并在下面解釋。

在代碼的這一部分中，我們將定義連接到Arduino的火焰傳感器，LED和蜂鳴器的引腳。火焰傳感器連接到 Arduino 的數字引腳 4。蜂鳴器連接到 Arduino 的數字引腳 8。LED 連接到 Arduino 的數字引腳 7。

變量“flame_detected”用于存儲從火焰傳感器讀出的數字值。根據該值，我們將檢測火焰的存在。

int buzzer = 8 ; int LED = 7 ; int flame_sensor = 4 ; int flame_detected ;

在代碼的這一部分中，我們將設置Arduino數字引腳的狀態并配置

波特率用于與PC串行通信，用于顯示火焰檢測電路的狀態。

void setup()

{

Serial.begin(9600) ;

pinMode(buzzer, OUTPUT) ;

pinMode(LED, OUTPUT) ;

pinMode(flame_sensor, INPUT) ;

}

這行代碼讀取火焰傳感器的數字輸出并將其存儲在變量“flame_detected”中。

flame_detected = digitalRead(flame_sensor) ;

根據存儲在“flame_detected”中的值，我們必須打開蜂鳴器和LED。在代碼的這一部分中，我們將存儲在“flame_detected”中的值與 0 或 1 進行比較。

如果等于 1，則表示已檢測到火焰。我們必須打開蜂鳴器和LED，然后在Arduino IDE的串行監視器中顯示警報消息。

如果它等于 0，則表示未檢測到火焰，因此我們必須關閉 LED 和蜂鳴器。此過程每秒重復一次，以識別是否存在火或火焰。

if (flame_detected == 1)

{

Serial.println("Flame detected...! take action immediately.");

digitalWrite(buzzer, HIGH);

digitalWrite(LED, HIGH);

delay(200);

digitalWrite(LED, LOW);

delay(200);

}

else

{

Serial.println("No flame detected. stay cool");

digitalWrite(buzzer, LOW);

digitalWrite(LED, LOW);

}

delay(1000);