SENSOREN/AKTOREN

Raspberry Pi - Flammensensor

Der Flammensensor ist ein praktisches Gerät, das die Infrarotemissionen einer Flamme erfassen und messen kann, was ihn für die Feuererkennung sehr nützlich macht. Manchmal wird er auch als Infrarot-Flammensensor oder Feuersensor bezeichnet. Dieser Sensor bietet zwei Ausgänge: einen digitalen (LOW/HIGH) und einen analogen.

In dieser Anleitung führen wir Sie durch die Verwendung eines Raspberry Pi zusammen mit einem Flammensensor, um Flammen und Feuer zu erkennen und zu messen. Wir behandeln folgende Themen:

Verbindung des Flammensensors mit einem Raspberry Pi.
Programmierung des Raspberry Pi zur Identifizierung von Flammen und Feuer durch Interpretation des digitalen Signals vom Flammensensor.

Anschließend können Sie den Code modifizieren, um eine Warnhupe (über ein Relais) zu aktivieren, wenn Feuer erkannt wird.

Hardware Erforderlich

1	×	Raspberry Pi 5
1	×	Flammensensor
1	×	5-in-1 5-Wege Flammensensor
1	×	Verbindungskabel
1	×	(Empfohlen) Schraubklemmenblock-Shield für Raspberry Pi
1	×	(Empfohlen) Raspberry Pi Prototyping-Grundplatte & Breadboard-Kit
1	×	(Empfohlen) HDMI-Touchscreen-Monitor für Raspberry Pi

Oder Sie können die folgenden Kits kaufen:

1	×	DIYables Sensor-Kit (30 Sensoren/Displays)
1	×	DIYables Sensor-Kit (18 Sensoren/Displays)

Offenlegung: Einige der in diesem Abschnitt bereitgestellten Links sind Amazon-Affiliate-Links. Wir können eine Provision für Käufe erhalten, die über diese Links getätigt werden, ohne zusätzliche Kosten für Sie. Wir schätzen Ihre Unterstützung.

Über den Flammensensor

Der Infrarot-Flammensensor erfüllt einen doppelten Zweck: Er kann das Vorhandensein einer Flamme identifizieren und die von der Flamme emittierten Infrarotwerte messen. Diese Vielseitigkeit macht den Flammensensor zu einem wertvollen Werkzeug für die Feuererkennung. Er bietet zwei Ausgangsmöglichkeiten über einen digitalen Ausgangspin und einen analogen Ausgangspin.

Im Bereich der Infrarot-Flammensensoren werden sie mit Präzision gefertigt. Diese Sensoren sind wählerisch bezüglich der Wellenlängen der Infrarotstrahlung, die sie beachten, und konzentrieren sich auf diejenigen, die spezifisch mit Flammen verbunden sind. Ihr Design ist absichtlich so gestaltet, um die Wahrscheinlichkeit von Fehlalarmen zu minimieren, die durch andere Infrarotstrahlungsquellen wie Körperwärme oder künstliche Beleuchtung ausgelöst werden. Trotz ihrer durchdachten Konstruktion ist es wichtig zu beachten, dass sie, wie jeder Sensor, ihre Grenzen haben. Bestimmte Bedingungen können zu falsch positiven oder falsch negativen Ergebnissen führen.

Pinout

Es gibt zwei Arten von Flammensensor-Modulen:

Ein einzelner Flammensensor umfasst vier Pins:

VCC-Pin: Muss mit VCC (3,3V bis 5V) verbunden werden.
GND-Pin: Muss mit GND (0V) verbunden werden.
DO-Pin: Dies ist ein digitaler Ausgangspin. Er ist HIGH, wenn keine Flamme erkannt wird, und LOW, wenn eine erkannt wird. Der Schwellenwert für die Flammenerkennung kann mit einem eingebauten Potentiometer eingestellt werden.
AO-Pin: Dies ist ein analoger Ausgangspin. Der Ausgangswert sinkt, wenn der Infrarotpegel abnimmt, und steigt, wenn der Infrarotpegel zunimmt.

image source: diyables.io

Darüber hinaus hat er zwei LED-Anzeigen:

Eine PWR-LED-Anzeige für die Stromversorgung.
Eine DO-LED-Anzeige für den Flammenzustand am DO-Pin: Sie leuchtet, wenn eine Flamme vorhanden ist.

Der 5-in-1 Flammensensor kombiniert 5 einzelne Flammensensoren auf einer einzigen Platine. Diese Sensoren teilen sich ein gemeinsames Potentiometer, VCC und GND, während die DO- (Digital Output) und AI- (Analog Input) Pins jedes Sensors unabhängig bleiben.

Funktionsweise

Für den DO-Pin:

Das Modul hat ein eingebautes Potentiometer zur Einstellung der Infrarot-Schwelle (Empfindlichkeit).
Wenn die Infrarotintensität über dem Schwellenwert liegt, wird die Flamme erkannt, der Ausgangspin des Sensors ist LOW und die DO-LED leuchtet.
Wenn die Infrarotintensität unter dem Schwellenwert liegt, wird die Flamme NICHT erkannt, der Ausgangspin des Sensors ist HIGH und die DO-LED ist aus.

Für den AO-Pin:

Je höher die Infrarotintensität in der Umgebung, desto höher ist der vom AO-Pin gelesene Wert.
Je niedriger die Infrarotintensität in der Umgebung, desto niedriger ist der vom AO-Pin gelesene Wert.

Beachten Sie, dass das Potentiometer den Wert am AO-Pin nicht beeinflusst.

Schaltplan

Da das Flammensensor-Modul zwei Ausgänge hat, können Sie je nach Bedarf einen oder beide verwenden.

Raspberry Pi Flame Sensor wiring diagram

Dieses Bild wurde mit Fritzing erstellt. Klicken Sie, um das Bild zu vergrößern.

Um Ihren Verdrahtungsaufbau zu vereinfachen und zu organisieren, empfehlen wir die Verwendung eines Schraubklemmenblock-Shields für Raspberry Pi. Dieses Shield gewährleistet sicherere und besser verwaltbare Verbindungen, wie unten gezeigt:

BITTE BEACHTEN:

Der Raspberry Pi hat keine eingebauten analogen Eingangspins, daher sollte der AO-Pin unverbunden bleiben. Wenn Sie analoge Werte vom Sensor lesen müssen, müssen Sie ein externes ADC-Modul verwenden. Siehe Details unter Verwendung des Raspberry Pi mit ADC-Modul

Raspberry Pi Code - Wert vom DO-Pin lesen

Schnelle Schritte

Stellen Sie sicher, dass Sie Raspbian oder ein anderes Raspberry Pi-kompatibles Betriebssystem auf Ihrem Pi installiert haben.
Stellen Sie sicher, dass Ihr Raspberry Pi mit demselben lokalen Netzwerk wie Ihr PC verbunden ist.
Stellen Sie sicher, dass Ihr Raspberry Pi mit dem Internet verbunden ist, falls Sie Bibliotheken installieren müssen.
Wenn Sie den Raspberry Pi zum ersten Mal verwenden, lesen Sie Einrichtung des Raspberry Pi
Verbinden Sie Ihren PC über SSH mit dem Raspberry Pi, indem Sie den integrierten SSH-Client unter Linux und macOS oder PuTTY unter Windows verwenden. Siehe PC mit Raspberry Pi über SSH verbinden.
Stellen Sie sicher, dass Sie die RPi.GPIO-Bibliothek installiert haben. Falls nicht, installieren Sie sie mit folgendem Befehl:

sudo apt-get update sudo apt-get install python3-rpi.gpio

Erstellen Sie eine Python-Skriptdatei flame_sensor.py und fügen Sie folgenden Code hinzu:

# Dieser Raspberry Pi Code wurde von newbiely.de entwickelt # Dieser Raspberry Pi Code wird der Öffentlichkeit ohne jegliche Einschränkung zur Verfügung gestellt. # Für vollständige Anleitungen und Schaltpläne besuchen Sie bitte: # https://newbiely.de/tutorials/raspberry-pi/raspberry-pi-flame-sensor import RPi.GPIO as GPIO import time DO_PIN = 7 # GPIO pin connected to DO pin of the flame sensor # Set up the GPIO mode GPIO.setmode(GPIO.BCM) # Initialize the GPIO pin as an input GPIO.setup(DO_PIN, GPIO.IN) try: while True: flame_state = GPIO.input(DO_PIN) if flame_state == GPIO.HIGH: print("No flame => No fire detected.") else: print("Flame present => Fire detected.") time.sleep(1) except KeyboardInterrupt: # Clean up GPIO on keyboard interrupt GPIO.cleanup()

Speichern Sie die Datei und führen Sie das Python-Skript aus, indem Sie folgenden Befehl im Terminal ausführen:

python3 flame_sensor.py

Richten Sie den Flammensensor auf eine Flamme.
Überprüfen Sie das Ergebnis im Serial Monitor.

PuTTY - Raspberry Pi

Flame present => Fire detected. Flame present => Fire detected. No flame => No fire detected. No flame => No fire detected. No flame => No fire detected. Flame present => Fire detected. Flame present => Fire detected. Flame present => Fire detected.

Bitte beachten Sie, dass wenn Sie feststellen, dass der LED-Status dauerhaft an oder aus bleibt, auch wenn der Sensor auf eine Flamme gerichtet ist, Sie das Potentiometer verstellen können, um die Empfindlichkeit des Sensors feinzustimmen.

Video Tutorial

Wir erwägen die Erstellung von Video-Tutorials. Wenn Sie Video-Tutorials für wichtig halten, abonnieren Sie bitte unseren YouTube-Kanal , um uns zu motivieren, die Videos zu erstellen.