红外火焰传感器可以用来探测火源或其他一些波长在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。
一、模块来源
采购链接:
(4线制)火光/火焰传感器模块火源探测 红外接收传感器 智能车配件
资料下载链接:
https://pan.baidu.com/s/14rzP9Gx7AjbmRSqD_A5Pyw
资料提取码:risv
二、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)
以上信息见厂家资料文件
三、移植过程
我们的目标是将例程移植至MSPM0G3507开发板上【判断当前检测范围是否有火光的功能】。首先要获取资料,查看数据手册应如何实现读取数据,再移植至我们的工程。
1、查看资料
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,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资料。
2、引脚选择
当前只有AO引脚需要使用到ADC接口,所以DO引脚可以使用开发板上其他的GPIO。这里选择使用PA27的附加ADC功能。
VCC | 5V0 |
GND | GND |
DO | PA26 |
AO | PA27 |
接下来我们配置 SYSCONFIG
- 双击 empty.syscfg 文件,打开它。
- 点击 ADD 添加GPIO配置
- 配置GPIO
- 添加ADC
- 配置ADC
Ctrl + S
保存配置文件然后点击编译(可能会报错,我们不用管!)
- 然后我们所有设定的引脚和功能就会在 ti_msp_dl_config.h 中定义。因为这个文件我们包含进了 board.h 所以我们只需要引用 board.h 即可。【这里的 board.h 就充当了芯片头文件的作用】
3、代码编写
我们在 BSP文件夹
中新建inc和src文件夹,新建两个文件 bsp_flame.c
和 bsp_flame.h
,并且将头文件路径添加到编译器中。
在文件bsp_flame.c中,编写如下代码。
/*
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*/
#include "bsp_flame.h"
#include "stdio.h"
/**********************************************************
* 函 数 名 称:ADC_GET
* 函 数 功 能:读取一次ADC数据
* 传 入 参 数:无
* 函 数 返 回:无
* 作 者:LCKFB
* 备 注:LP
**********************************************************/
static uint32_t ADC_GET(void)
{
unsigned int gAdcResult = 0;
//使能ADC转换
DL_ADC12_enableConversions(ADC12_0_INST);
//软件触发ADC开始转换
DL_ADC12_startConversion(ADC12_0_INST);
//如果当前状态 不是 空闲状态
while (DL_ADC12_getStatus(ADC12_0_INST) != DL_ADC12_STATUS_CONVERSION_IDLE );
//清除触发转换状态
DL_ADC12_stopConversion(ADC12_0_INST);
//失能ADC转换
DL_ADC12_disableConversions(ADC12_0_INST);
//获取数据
gAdcResult = DL_ADC12_getMemResult(ADC12_0_INST, ADC12_0_ADCMEM_CH0);
return gAdcResult;
}
/******************************************************************
* 函 数 名 称:Get_Adc_FLAME_Value
* 函 数 说 明:
* 函 数 形 参:
* 函 数 返 回:对应扫描的ADC值
* 作 者:LC
* 备 注:无
******************************************************************/
unsigned int Get_Adc_FLAME_Value(void)
{
uint32_t Data = 0;
for(int i = 0; i < SAMPLES; i++)
{
Data += ADC_GET();
delay_ms(5);
}
Data = Data / SAMPLES;
return Data;
}
/******************************************************************
* 函 数 名 称:Get_FLAME_Percentage_value
* 函 数 说 明:读取火焰AO值,并且返回百分比
* 函 数 形 参:无
* 函 数 返 回:返回百分比
* 作 者:LCKFB
* 备 注:无
******************************************************************/
unsigned int Get_FLAME_Percentage_value(void)
{
int adc_max = 4095;
int adc_new = 0;
int Percentage_value = 0;
adc_new = Get_Adc_FLAME_Value();
Percentage_value = ((float)adc_new / (float)adc_max) * 100.f;
return Percentage_value;
}
/******************************************************************
* 函 数 名 称:Get_FLAME_Do_value
* 函 数 说 明:读取火焰DO值,返回0或者1
* 函 数 形 参:无
* 函 数 返 回:
* 作 者:LC
* 备 注:无
******************************************************************/
unsigned char Get_FLAME_Do_value(void)
{
return GET_DO;
}
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在文件bsp_flame.h中,编写如下代码。
/*
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*/
#ifndef _BSP_FLAME_H_
#define _BSP_FLAME_H_
#include "board.h"
//采样次数
#define SAMPLES 30
#define GET_DO ( ( DL_GPIO_readPins( GPIO_PORT, GPIO_DO_PIN ) & GPIO_DO_PIN ) ? 1 : 0 )
unsigned int Get_Adc_FLAME_Value(void);
unsigned int Get_FLAME_Percentage_value(void);
unsigned char Get_FLAME_Do_value(void);
#endif
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四、移植验证
在empty.c中输入代码如下:
#include "ti_msp_dl_config.h"
#include "board.h"
#include "bsp_flame.h"
int main(void)
{
SYSCFG_DL_init();
while(1)
{
lc_printf("\n");
lc_printf("Flame Value = %d\r\n", Get_Adc_FLAME_Value());
lc_printf("Flame Percentage = %d%%\r\n",Get_FLAME_Percentage_value());
lc_printf("Flame DO Value = %d\r\n", Get_FLAME_Do_value());
delay_ms(500);
}
}
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