项目23 火焰警报器

项目23 火焰警报器#

1. 项目介绍：

火灾是一种可怕的灾害，火灾报警系统在房屋，商业建筑和工厂中是非常有用的。

在本项目中，我们将使用ESP32控制火焰传感器，蜂鸣器和LED来模拟火灾报警装置。这是一个有意义的创客活动。

2. 项目元件：

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ESP32*1

面包板*1

火焰传感器*1

红色 LED*1

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有源蜂鸣器*1

220Ω电阻*1

10KΩ电阻*1

跳线若干

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NPN型晶体管(S8050)*1

1kΩ 电阻*1

USB 线*1

3. 元件知识：

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火焰传感器（红外接收三极管）： 火焰会发出一定程度的IR光，这种光人眼是看不到的，但我们的红外接收三极管可以检测到它，并提醒微控制器（如ESP32）已经检测到火灾。红外接收三极管可以探测火焰，然后将火焰亮度转换为波动水平信号。红外接收三极管的短引脚是负极，另一个长引脚是正极。我们应该连接短引脚（负极)到5V，连接长引脚(正极)到模拟引脚，一个电阻和GND。如下图所示：

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注意：火焰传感器应避开日光、汽车头灯、白炽灯直接照射，也不能对着热源(如暖气片、加热器)或空调，以避免环境温度较大的变化而造成误报。同时还易受射频辐射的干扰。

4. 读取火焰传感器的ADC值，DAC值和电压值：

我们首先用一个简单的代码来读取火焰传感器的ADC值，DAC值和电压值并打印出来。接线请参照以下接线图：

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//**********************************************************************************
/*  
 * 文件名  : 读取火焰传感器的模拟值
 * 描述 : ADC,DAC和电压的基本用法
*/
#define PIN_ANALOG_IN  36  //火焰传感器的引脚

void setup() {
  Serial.begin(115200);
}

//在loop()中，使用analogRead()函数获取ADC值，
//然后使用map()函数将值转换为8位精度的DAC值。
//输入输出电压按下式计算，
//信息最终被打印出来.

void loop() {
  int adcVal = analogRead(PIN_ANALOG_IN);
  int dacVal = map(adcVal, 0, 4095, 0, 255);
  double voltage = adcVal / 4095.0 * 3.3;
  Serial.printf("ADC Val: %d, \t DAC Val: %d, \t Voltage: %.2fV\n", adcVal, dacVal, voltage);
  delay(200);
}
//**********************************************************************************

编译并上传代码到ESP32，代码上传成功后，利用USB线上电，打开串口监视器，设置波特率为115200。可以看到的现象是：串口监视器窗口将打印火焰传感器读取的ADC值，DAC值和电压值，当火焰靠近火焰传感器时，ADC值，DAC值和电压值增大；反之，ADC值，DAC值和电压值减小。

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5. 火焰报警的接线图：

接下来，我们将使用火焰传感器和蜂鸣器、LED制作一个有趣的项目——火灾报警装置。当火焰传感器检测到火焰时，LED闪烁，蜂鸣器报警。

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6. 项目代码：

（注意：代码中的阀值500可以根据实际情况自己重新设置）

//**********************************************************************************
/*  
 * 文件名 : 火焰警报
 * 描述 : 通过火焰传感器控制蜂鸣器和LED.
*/
#define PIN_ADC0      36  //火焰传感器的引脚
#define PIN_LED       15  // LED的引脚
#define PIN_BUZZER    4  // 蜂鸣器的引脚

void setup() {
  pinMode(PIN_LED, OUTPUT);
  pinMode(PIN_BUZZER, OUTPUT);
  pinMode(PIN_ADC0, INPUT);
}

void loop() {
  int adcVal = analogRead(PIN_ADC0); //读取火焰传感器的ADC值
  if (adcVal >= 500) {
    digitalWrite (PIN_BUZZER, HIGH); //蜂鸣器鸣叫
    digitalWrite(PIN_LED, HIGH); // 点亮 LED
    delay(500); // 延时0.5s.
    digitalWrite (PIN_BUZZER, LOW);
    digitalWrite(PIN_LED, LOW); // 熄灭 LED
    delay(500); // 延时0.5s.
  }
 else
 {
    digitalWrite(PIN_LED, LOW);  //熄灭 LED
    digitalWrite (PIN_BUZZER, LOW); //关闭蜂鸣器
  }
}
//**********************************************************************************

7. 项目现象：

编译并上传代码到ESP32，代码上传成功后，利用USB线上电，你会看到的现象是：当火焰传感器检测到火焰时，LED闪烁，蜂鸣器报警；否则，LED不亮，蜂鸣器不响。

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