Zaloguj się
Wszystkie
3 listopada 2025
7
Pożar charakteryzuje się emisją energii cieplnej, której towarzyszy występowanie wysokiej temperatury oraz wydzielanie gazów, dymu i zazwyczaj płomieni. Znany czujnik BME688 nadaje się dobrze do wykrywania tych cech, za wyjątkiem samych płomieni. Dlatego uzupełnienie układu o czujnik płomieni może w znacznym stopniu zwiększyć funkcjonalność układu pomiarowego.
Czujnik płomieni na podczerwień
Flame Sensor Waveshare 9521 to niewielki moduł optycznego czujnika płomieni (fotografia 1) [5].
![Fotografia 1. Czujnik płomieni Flame Sensor Waveshare 9521[5]](/i/2025/11/03/24287-74ce-1600x0_f1-mwa-iot22.jpg)
Na płytce został zastosowany popularny fototranzystor YG1006 z niewielkim prądem ciemnym (maksymalnie 100 nA) oraz dość wysokim natężeniem prądu pracy (1,77…7,07 mA), dużą szybkością reakcji (15 μs) i maksymalną czułością przy długości fali 940 nm. Jest on dołączony przez szeregowy rezystor 4,7 kΩ do zasilania. Punkt połączenia (sygnał analogowy) jest wyprowadzony na złącze płytki oraz podany na wejście komparatora LM393. Napięcie odniesienia jest pobierane z potencjometru (regulacja czułości). Wyjście cyfrowe komparatora jest dołączone do diody LED i udostępnione na złączu płytki. Taka organizacja pozwala na samodzielną pracę czujnika z sygnalizacją optyczną detekcji płomienia.
Specyfikacja czujnika:
- zakres widma: 760…1100 nm,
- kąt detekcji: 0°…60°,
- napięcie zasilania: 3,3 V…5,3 V,
- temperatura pracy: –25°…85°C,
- wymiary płytki: 27,3×15,4 mm.
Według producenta czujnik wykrywa płomień o wysokości 5 cm z odległości 1 m.
Czujnik ruchu PIR typu HC-SR501
Moduł czujnika PIR typu HC-SR501 to pasywny detektor ruchu, który reaguje na zmiany promieniowania podczerwonego w otoczeniu (fotografia 2) [6]. Czujnik ruchu PIR działa na zasadzie wykrywania różnicy temperatur między obiektami, które emitują ciepło, a otoczeniem. Gdy obiekt przemieszcza się w zasięgu detektora, zmiana w natężeniu promieniowania powoduje wygenerowanie sygnału wyjściowego (wysokiego). Za pomocą dwóch potencjometrów użytkownik może ustawić czas, przez jaki sygnał wyjściowy będzie utrzymywany po wykryciu ruchu (od 5 do 200 sekund) oraz dostosować czułość sensora.
![Fotografia 2. Czujnik ruchu PIR typu HC-SR501 [6]](/i/2025/11/03/24288-ad49-1600x0_f2-mwa-iot22.jpg)
W prezentowanym systemie został zastosowany detektor PIR typu LHI778 z wbudowanym wtórnikiem napięcia na bazie tranzystora FET, pracującego z rezystorem obciążenia 47 kΩ. Promieniowanie podczerwone jest skupiane na detektorze za pomocą soczewki Fresnela (biała kopułka). Na płytce został zastosowany układ scalony BIS0001 (3…6 V) mający prąd spoczynkowy 1 mA (typ) oraz prąd pracy 2,5 mA (maks.). Układ może pracować w dwóch trybach wybieranych zworką:
- Retriggering – stan wysoki utrzymywany podczas trwania ruchu (domyślnie)
- Non-retriggering – stan wysoki generowany tylko raz po wykryciu ruchu.
- Zasilanie płytki jest realizowane przez układ LDO typu HT7133-1, dostarczający napięcie 3,3 V (30 mA).
Parametry techniczne czujnika HC-SR501:
- zasilanie: 4,5 V…20 V DC,
- pobór prądu w stanie czuwania: 50 μA,
- napięcie wyjściowe: 3,3 V (cyfrowe),
- zasięg detekcji: do 7 m,
- kąt widzenia: do 100°,
- wyjście cyfrowe: HIGH – ruch wykryty, LOW – brak ruchu.
Za pomocą potencjometrów można ustawić czas, przez jaki sygnał wyjściowy będzie utrzymywany po wykryciu ruchu (od 5 do 200 sekund) oraz dostosować czułość czujnika (od 3 do około 7 m).
Płytka RPi Pico2 firmy Raspberry Pi
Nowe płytki Pico 2 i Pico 2W firmy Raspberry Pi z procesorem RP2350 są zgodne elektrycznie z płytkami Pico z pierwszej serii (Pico/Pico W) [1]. W modułach zostały zastosowane układy pamięci NOR Flash z serii W25Q (Winbond) o częstotliwości pracy do 133 MHz (przepustowość do 66 MB/s). Dokładny opis jest zamieszczony w artykule „Płytka Raspberry Pi Pico 2/2W z procesorem RP2350” [2].
Płytka Pico 2 zawiera przetwornicę buck-boost, która dostarcza napięcie 3,3 V (do zasilania RP2350 i obwodów zewnętrznych) z szerokiego zakresu napięć wejściowych (1,8 do 5,5 V).
Czujnik BME688
Czujnik gazu układu BME688 firmy Bosch jest wytwarzany w technologii MOX. Lista gazów, które mogą być wykrywane przez BME688, obejmuje niemal wszystkie lotne związki organiczne, lotne związki siarki oraz inne gazy, takie jak tlenek węgla (CO) i wodór (H) w zakresie na poziomie ppb (parts per billion). Czujnik ma w obudowie otwór o średnicy mniejszej niż 1 mm. Dyfuzja gazu do środka i na zewnątrz obudowy trwa kilka sekund. Nie ma potrzeby stosowania wymuszonego przepływu gazu [10].
Moduł BME688 Breakout Board firmy pi3g zawiera układ BME688 firmy Bosch skonfigurowany do pracy z szyną I²C [8]. Układ scalony BME688 jest zamontowany daleko od złączy płytki, co pozwala na poprawną pracę czujnika z daleka od źródeł ciepła. Moduł pobiera prąd nieprzekraczający 50 mA. Złącze X1 ma wyprowadzone sygnały SCL, SDA oraz masę i zasilanie 3,3 V, w sposób kompatybilny ze złączem GPIO płytki Raspberry Pi Pico 2. W celu podłączenia wystarczy wyrównać pozycje 3,3 V na obydwu złączach. Raspberry Pi ma dwa wyprowadzenia I²C na GPIO 2 (SDA) i GPIO 3 (SCL) dla I2C0 (master) – piny układu scalonego 27 i 28.
Aby uzyskać stabilny odczyt rezystancji czujnika konieczne jest czyste napięcie zasilania. Nie nadaje się do tego napięcie 3V3 dostarczane przez płytkę Pico 2, gdyż zawiera ono silne tętnienia. Dobrym sposobem jest pobranie zasilania 3,3 V ze zmodyfikowanej płytki przetwornika ADS1115 (opis w [11]).
Modyfikowany moduł DFRobot I²C ADS1115
Moduł DFRobot I²C ADS1115 (DFR0553) firmy DFRobot [3] zawiera układ przetwornika analogowo-cyfrowego ADS1115. W celu zapewnienia optymalnych warunków zasilania, płytkę należy zmodyfikować zgodnie z opisem, który zamieściliśmy w poprzednich odcinkach niniejszego cyklu. Do pracy z układem ADS115 została zastosowana biblioteka języka MicroPython [4].
Pico Inky Pack – moduł z wyświetlaczem e-Paper
Pico Inky Pack (PIM634) firmy Pimoroni to moduł z czarno-białym wyświetlaczem e-Paper o przekątnej 2,9” i rozdzielczości 296×128 px, przeznaczony do płytek z serii Raspberry Pi Pico. Ma wbudowany kontroler, który realizuje komunikację za pomocą interfejsu SPI. Pico Graphics to zunifikowana biblioteka grafiki i wyświetlania firmy Pimoroni umożliwiająca sterowanie wyświetlaczami z Pico w języku MicroPython [8].
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
