ARD017 Flame Sensor

موديول حساس كشف اللهب والحرائق (Flame Sensor Module – YG1006 / LM393) – عين بصرية فورية لرصد النيران ومصادر الأشعة تحت الحمراء!

يُعد موديول Flame Sensor الأداة الأساسية لكشف الحرائق في روبوتات إطفاء النيران وأنظمة الأمان الذكية. لا يعتمد هذا الحساس على كشف الدخان أو ارتفاع درجات الحرارة البطيء كالحساسات الحرارية العادية، بل يرصد مباشرة الطيف الضوئي اللحظي المنبعث من ألسنة اللهب في نطاق الأشعة تحت الحمراء القريبة (Short-wave Infrared)، مما يمنحه سرعة استجابة فائقة في إطلاق الإنذار خلال أجزاء من الثانية فور اشتعال النار.

مبدأ العمل: تنتج النيران وألسنة اللهب إشعاعاً كهرومغناطيسياً قوياً ومميزاً في نطاق الأشعة تحت الحمراء بأطوال موجية تتراوح بين 760nm إلى 1100nm. يحتوي الموديول على مستقبل ضوئي عالي الحساسية مغلف براتنج أسود عازل للضوء المرئي (Infrared Receiver Photodiode) يمرر هذا النطاق الطيفي فقط. عند سقوط إشعاع اللهب عليه، تقل مقاومته الداخلية ويمر تيار كهربائي يتم تحليله عبر شريحة المقارن LM393.

أبرز المزايا والمواصفات:

• مخرجات مزدوجة (تناظرية ورقمية):

  • الخرج الرقمي (DO - Digital Output): يعطي إشارة رقمية منخفضة Active LOW (0V) عند رصد لهب يتجاوز العتبة المضبوطة، و HIGH في الحالة العادية.

  • الخرج التناظري (AO - Analog Output): يوفر جهداً تناظرياً متغيراً في الزمن الحقيقي يتناسب عكسياً مع شدة النار وقرب المسافة، مما يسمح بحساب بُعد اللهب أو حجم الحريق بدقة عبر منافذ الـ ADC.

• نطاق الكشف وزاوية الرؤية:

  • مدى الكشف: من 20cm حتى 100cm (حسب حجم اللهب وحساسية الضبط).

  • زاوية الكشف: زاوية مخروطية تصل إلى 60 درجة تقريباً، وتكون الحساسية في ذروتها أمام رأس الدايود مباشرة.

• إمكانية المعايرة العتادية:

  • مزود بمقاومة متغيرة زرقاء (Potentiometer) لضبط حساسية العتبة الرقمية وعزل تأثير الإضاءة المحيطة غير المرغوب فيها.

• مؤشرات LED ضوئية:

  • ليد أحمر لتأكيد وصول التغذية الكهربائية (Power LED).

  • ليد رقمي ينير فور رصد اللهب وتفعيل الخرج الرقمي (D0).

• جهد التشغيل والتوافق:

  • يعمل بجهد واسع من 3.3V إلى 5.0V DC، متوافقاً مباشرة مع لوحات Arduino (5V) ومتحكمات ESP32, STM32, و Raspberry Pi Pico (3.3V) دون الحاجة لمحولات مستوى الجهد.

مخطط أطراف التوصيل (4-Pin Interface):

• VCC: خط التغذية الموجب (+3.3V إلى +5V DC).

• GND: الخط الأرضي المشترك.

• DO: مخرج رقمي (يتصل بمنفذ رقمي مثل D2).

• AO: مخرج تناظري (يتصل بمنفذ تناظري مثل A0).

الدايود الضوئي الأسود مصنوع من راتنج حساس للحرارة المباشرة؛ تجنب وضع الحساس ملاصقاً تماماً لألسنة اللهب المكشوفة (أقل من 10cm) أثناء التجارب لمنع انصهار الغلاف البلاستيكي للدايود أو احتراق المكونات السطحية على اللوحة.

أبرز الاستخدامات:

• روبوتات مكافحة وإطفاء الحرائق الذكية (Fire Fighting Robots) للتوجه نحو موقع اللهب وتشغيل مضخة الماء.

• أنظمة الإنذار المبكر في المطابخ ومستودعات المواد سريعة الاشتعال قبل انتشار الدخان.

• أجهزة مراقبة شعلة الغاز (Flame Failure Detection) في الغلايات والأفران الصناعية لقطع الغاز فور انطفاء الشعلة.

• تجارب الرصد البصري والأمن المنزلي المتكامل مع صفارات الإنذار.