红外火焰传感器可以用来探测火源或其它一些波长在700纳米~1000纳米范围内的热源,在机器人比赛中,远红外火焰探头起到非常重要的作用,它可以用作机器人的眼睛来寻找火源或足球。利用它可以制作灭火机器人等。
红外火焰传感器能够探测700纳米~1000纳米范围内的红外光,探测角度为60,其中红外光波长在880纳米附近时,其灵敏度达到最大。红外火焰探头将外界红外光的强弱变化转化为电流的变化,通过A/D转换器反映为0 ~4095范围内的数值的变化。外界红外光越强,数值越小;红外光越弱,数值越大。
模块来源
规格参数
工作电压:3.3V-5V
探测距离:1米
输出方式: DO接口为数字量输出
AO接口为模拟量输出
读取方式:ADC与数字量(0和1)
管脚数量:4 Pin(2.54mm间距排针)
原理解析
火焰传感器模块的工作原理很简单。其背后的理论是热的物体会发出红外辐射。对于火焰或火灾,这种辐射会很高。我们将使用红外光电二极管检测这种红外辐射。光电二极管的电导率将根据其检测到的红外辐射而变化。我们使用 LM393 来比较这种辐射,当达到阈值时,数字输出会发生变化。
我们还可以使用模拟输出来测量红外辐射强度。模拟输出直接取自光电二极管的端子。板载 D0 LED 将在检测到时显示存在火灾。灵敏度可以通过调整板上的可变电阻来改变。这可用于消除误触发。
其对应的原理图见图2.16.3.1-2,AO输出为火焰传感器直接输出的电压,所以为模拟量;DO为经过LM393进行电压比较后,输出高低电平,所以为数字量。具体原理见光敏电阻光照传感器章节的2.3.3.1 查看资料。
移植过程
我们的目标是将例程移植至ESP32-S3开发板上。已经为大家提供了完整的驱动代码,按照以下步骤,即可完成移植。
具体新建文件夹和新建c和h文件在 【DHT11温湿度传感器】章节中的1.4.2小节中有详细的教学,这里就不再多说了。
只不过这里我们将文件名 bsp_dht11.c 和 bsp_dht11.h 换成 bsp_flame.c 和 bsp_flame.h,文件夹名字改为flame。
在文件bsp_flame.c中,编写如下代码。
在文件bsp_flame.h中,编写如下代码。
#ifndef _BSP_FLAME_H_ #define _BSP_FLAME_H_ #include <stdio.h> #include <inttypes.h> #include "sdkconfig.h" #include "driver/gpio.h" #include "freertos/FreeRTOS.h" #include "freertos/task.h" #include "esp_rom_sys.h" #include "esp_timer.h" #include "driver/uart.h" #include "rom/ets_sys.h" #include "esp_system.h" #include "driver/gptimer.h" #include "esp_log.h" #include "freertos/queue.h" #include "driver/spi_master.h" #include "nvs_flash.h" #include "esp_adc/adc_cali_scheme.h" #include "esp_adc/adc_cali.h" #include "driver/adc.h" #include "esp_adc_cal.h" #define DEFAULT_VREF 1100 //默认参考电压,单位mV #define FLAME_GPIO_AO 1 #define FLAME_GPIO_DO 2 #define channel ADC_CHANNEL_0 // ADC测量通道 #define width ADC_WIDTH_BIT_12 // ADC分辨率 #define atten ADC_ATTEN_DB_11 // ADC衰减 #define unit ADC_UNIT_1 // ADC1 //采样次数 #define SAMPLES 30 void delay_us(unsigned int us); void delay_ms(unsigned int ms); void ADC_Flame_Init(void); unsigned int Get_Adc_Flame_Value(char CHx); unsigned int Get_FLAME_Percentage_value(void); unsigned char Get_FLAME_Do_value(void); #endif
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移植验证
在自己工程中的main主函数中,编写如下。
驱动代码: