マイクロビットレッスン:フレームセンサーを使う

ここでは、フレームセンサーとは何か、それがどのように機能するのかを紹介します。このレッスンでは、マイクロビットでフレームセンサーを使用する方法を説明します。

フレームセンサー（赤外線受信三極管）は、ロボットが火元を探すのに使われます。

このセンサーは炎に対して高い感度を持っています。フレームセンサーは、赤外線が炎に強く反応するという原理に基づいて作られています。

炎を検知するための赤外線受光管を持ち、炎の明るさを変動するレベル信号に変換します。このレッスンでは、フレームセンサーの値を読み取り、変動レベル信号をマイクロビットボードに入力してブザー音を制御する方法を紹介します。

次の部品が必要になります。

• 1x micro:bit
• 1x マイクロB USBケーブル
• 1x micro bit ブレイクアウト（ヘッダー付き）
• 1x ブレッドボード
• 5x ジャンパー・ワイヤー
• 1x フレームセンサーモジュール

フレームセンサーについて

フレームセンサーは、760〜1100ナノメートルの波長域の炎を検出することができます。

ライターの炎のような小さな炎であれば、約0.8mで検知することができます。検出角度は約60度で、特に炎のスペクトルに感度があります。

モジュールは、IRセンサー、ポテンショメーター、オペアンプ回路、LEDインジケーターで構成されています。オンボードのLM393オペアンプは、感度レベルを調整するためのコンパレータとして使用されています。

センサにはデジタルとアナログの出力があり、感度は青色のポテンショメータで調整できます。

特徴

• 動作電圧は3.3〜5Vです。
• アナログ出力とデジタル出力を備えています。
• それは炎が検出されるかどうかことを示す導かれた表示器を、備えています
• しきい値は、ポテンショメータの上部を回転させることによって変更することができます。
• 炎の検出距離は、ライターの炎のテストが0.8メートル以内にトリガすることができます、炎の強度が高い場合、検出距離が増加します。
• フレームセンサーモジュールの検出角度は約60度。

フレームセンサーモジュールは、アナログとデジタルの両方の出力を持っています。アナログ出力では、熱抵抗によるリアルタイムの電圧出力信号を得ることができ、デジタル出力では、ポテンショメーターで閾値を設定することができます。

このチュートリアルでは、これらの出力を1つずつ使用して、センサーがどのように機能するかを確認します。

フレームセンサーは、火災を検知したときのアラームや、安全のために様々なプロジェクトに利用することができます。

動作原理

• フレームセンサーは、炎やその他の光に対して非常に敏感です
• そのアナログ出力は、熱抵抗に応じてリアルタイムに電圧を出力します。
• 温度が特定のしきい値に達すると、ポテンショメータを介して調整できる信号を出力します。それはデジタル出力のみ対応できます。

フレームセンサーのピンアウト

フレームセンサーのピンアウトは以下の通りです

A0: これはアナログピンで、Arduinoのアナログピンに接続されます

G/GND：これはグランドピンで、Arduinoのグランドに接続されます

+/VCC センサーの入力電圧端子で、Arduinoの+5Vに接続されます。

D0：デジタル端子で、Arduinoのデジタル端子に接続されます。

例

概要

この例題では、炎のアラームを作る方法を説明します。

Wiring 

Connection for flame sensor:

スクリプトの実行

コードを作ることに慣れていない方でも、ご安心ください。まず、このリンク https://makecode.microbit.org/reference を入力して、マイクロビットブロックのリファレンスを取得してください

以下のコードをコピー＆ペーストするか、エディタウィンドウの右上にあるオープンアイコンをクリックして、自分のMake Codeエディタで編集してください。

また、コードウィンドウの右下にあるダウンロードボタンをクリックして、このサンプルをダウンロードすることもできます。

テスト結果炎センサーが近くの炎を検知すると、LEDマトリクスに「Fire！」と表示され、そうでなければ「safe～」と表示されます。