ESP32 마이크로파이썬 불꽃 센서
이 튜토리얼에서는 ESP32와 MicroPython을 사용하여 화염 센서를 활용해 불꽃과 화재를 감지 및 측정하는 방법을 안내합니다. 자세히는, 다음 내용을 배우게 됩니다:
- 불꽃 센서가 작동하는 방식.
- ESP32에 불꽃 센서를 연결하는 방법.
- 불꽃 센서의 디지털 신호를 이용하여 불을 감지하기 위한 ESP32용 MicroPython 코드를 작성하는 방법.
- 불꽃 센서의 아날로그 신호를 이용하여 불꽃 강도를 측정하는 ESP32용 MicroPython 코드를 작성하는 방법.
그런 다음, 화재가 감지되면 (릴레이를 사용하여) 경고 호른을 활성화하도록 코드를 조정할 수 있습니다.
준비물
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| 1 | × | USB 케이블 타입-A to 타입-C (USB-A PC용) | 쿠팡 | 아마존 | |
| 1 | × | USB 케이블 타입-C to 타입-C (USB-C PC용) | 아마존 | |
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| 1 | × | 5-in-1 5-way Flame Sensor | 아마존 | |
| 1 | × | 점퍼케이블 | 쿠팡 | 아마존 | |
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불꽃 센서에 관하여
화염 센서는 불꽃에서 방출되는 적외선을 감지하고 측정할 수 있어 화재 감지에 유용합니다. 적외선 화염 또는 화재 센서로도 알려진 이 센서는 디지털 출력(LOW 또는 HIGH)과 아날로그 출력의 두 가지 유형의 신호를 제공합니다.
적외선 화염 센서는 불꽃에 의해 발생하는 특정 파장의 적외선 복사를 감지하도록 특별히 설계되어, 인체 열이나 조명과 같은 다른 적외선원으로부터의 오탐지를 줄여줍니다. 그러나 이러한 센서들도 때때로 오탐지를 발생시키거나 실제 불꽃을 감지하지 못할 수 있습니다.
핀아웃
사용 가능한 두 가지 유형의 화염 센서 모듈이 있습니다:
단일 화염 센서에는 네 개의 핀이 있습니다:
- VCC 핀: 전원 (3.3V ~ 5V)에 연결합니다.
- GND 핀: 접지 (0V)에 연결합니다.
- DO 핀: 디지털 출력 신호를 제공합니다. 불꽃이 감지되지 않으면 HIGH, 불꽃이 감지되면 LOW를 출력합니다. 보드의 가변저항으로 불꽃 감도 조절이 가능합니다.
- AO 핀: 아날로그 신호를 출력하며, 적외선 레벨이 낮을수록 값이 감소하고, 적외선 레벨이 높을수록 값이 증가합니다.
또한 두 개의 LED 표시기가 있습니다:
- 센서에 전원이 공급되면 PWR-LED가 켜집니다.
- 불꽃이 감지되면 DO-LED가 켜집니다.
5-in-1 화염 센서 모듈은 하나의 PCB에 다섯 개의 개별 화염 센서를 통합했습니다. 이 센서들은 동일한 포텐셔미터, VCC 및 GND를 공유하지만, 각각은 독립적인 DO(디지털 출력)와 AI(아날로그 입력) 핀을 갖고 있습니다. 또한, 이 센서들은 서로 다른 방향으로 배치되어 있어 전체 감지 범위를 효과적으로 확장합니다.
작동 원리
DO 핀의 경우:
- 이 모듈에는 적외선 민감도 임계값을 조정하기 위한 포텐셔미터가 포함되어 있습니다.
- 적외선 레벨이 이 임계값을 초과하면 불꽃을 나타내며, 센서의 출력 핀이 LOW로 전환되고 DO-LED가 켜집니다.
- 적외선 레벨이 임계값 이하일 경우 불꽃이 없음을 나타내며, 센서의 출력 핀은 HIGH 상태를 유지하고 DO-LED는 꺼집니다.
AO 핀의 경우:
- 높은 수준의 적외선은 AO 핀에서 높은 값을 나타냅니다.
- 낮은 수준의 적외선은 AO 핀에서 낮은 값을 나타냅니다.
- 포텐셔미터는 AO 핀의 값에 영향을 주지 않습니다.
선연결
- breadboard를 사용하여 ESP32와 화염 센서를 연결하는 방법
불꽃 센서 모듈은 두 가지 출력 옵션을 제공합니다. 필요에 따라 하나 또는 둘 다 사용할 수 있습니다.
이 이미지는 Fritzing을 사용하여 만들어졌습니다. 이미지를 확대하려면 클릭하세요.
- ESP32와 화염 센서를 나사 단자 블록 브레이크아웃 보드를 사용하여 연결하는 방법
ESP32 MicroPython 코드 - DO 핀에서 값 읽기
자세한 사용 방법
Thonny IDE를 사용하여 ESP32에서 MicroPython 코드를 설정하고 실행하는 방법에 대한 지침은 다음과 같습니다:
- 컴퓨터에 Thonny IDE가 설치되어 있는지 확인하세요.
- ESP32 보드에 MicroPython 펌웨어가 로드되어 있는지 확인하세요.
- ESP32와 함께 MicroPython을 처음 사용한다면, 단계별 지침을 위해 ESP32 마이크로파이썬 - 시작하기 가이드를 확인하세요.
- 제공된 다이어그램에 따라 ESP32 보드를 화염 센서에 연결하세요.
- USB 케이블을 사용하여 ESP32 보드를 컴퓨터에 연결하세요.
- 컴퓨터에서 Thonny IDE를 실행하세요.
- Thonny IDE에서 Tools Options 메뉴로 이동하세요.
- Interpreter 탭에서 드롭다운 메뉴를 열고 MicroPython (ESP32)를 선택하세요.
- 올바른 포트가 선택되어 있는지 확인하세요. Thonny IDE는 보통 포트를 자동으로 감지하지만, 수동으로 선택해야 할 수도 있습니다(Windows의 경우 COM12, Linux의 경우 /dev/ttyACM0).
- 제공된 MicroPython 코드를 복사하여 Thonny의 편집기에 붙여넣으세요.
- 다음 단계를 따라 코드를 ESP32에 저장하세요:
- Save 버튼을 클릭하거나 Ctrl+S를 누르세요.
- 저장 대화 상자에서 MicroPython device를 선택하세요.
- 파일 이름을 main.py로 지정하세요.
- 녹색 Run 버튼을 클릭하거나 F5를 눌러 스크립트를 실행하세요.
- 화염 센서를 불꽃에 조준하세요.
- Thonny 하단의 셸에 표시된 메시지를 확인하세요.
센서가 불꽃을 향하고 있을 때에도 LED 조명이 계속 켜져 있거나 꺼져 있다면, 센서의 감도를 조절하기 위해 포텐쇼미터를 돌릴 수 있습니다.
ESP32 MicroPython 코드 - AO 핀에서 값 읽기
자세한 사용 방법
- 제공된 MicroPython 코드를 복사하여 Thonny 편집기에 붙여넣으세요.
- 코드를 ESP32에 저장합니다.
- 녹색 실행 버튼을 클릭하거나 (또는 F5를 눌러) 스크립트를 실행하세요.
- 불꽃 센서를 불꽃 위로 향하게 하세요.
- Thonny 하단의 Shell에서 메시지를 확인하세요.
※ 주의:
이 튜토리얼은 불꽃 센서에 연결된 ADC(아날로그-디지털 컨버터)로부터 값을 읽기 위해 adc.read() 함수를 사용하는 방법을 보여줍니다. ESP32의 ADC는 고정밀이 필요하지 않은 프로젝트에 적합합니다. 그러나 프로젝트에 정확한 측정값이 필요한 경우 다음 사항을 유의하십시오:
- ESP32의 ADC는 완벽하게 정확하지 않으며, 정밀한 결과를 위해 교정이 필요할 수 있습니다. 각 ESP32 보드는 약간씩 다를 수 있으므로 각 보드마다 교정이 필요합니다.
- 교정은 특히 초보자에게는 어려울 수 있으며, 원하는 정확한 결과를 항상 얻을 수 있는 것은 아닙니다.
고정밀이 필요한 프로젝트의 경우, ESP32와 함께 외부 ADC(예: ADS1115)를 사용하거나, 보다 신뢰할 수 있는 ADC를 갖춘 Arduino를 고려하십시오. 여전히 ESP32 ADC 교정을 원한다면, ESP32 ADC Calibration Driver를 참조하십시오.
동영상
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