创意智造第8课 厨房燃气报警器（火焰、CO气体传感器）课件-2025-2026学年暑期创客培训

创意智造第8课 厨房燃气报警器 （火焰、CO气体传感器） 信息科技暑假夏令营培训 授课教师：君君 目录 一氧化碳气体传感器 可燃气体泄露检测 火焰传感器 明火智能识别 厨房燃气报警器 情境导入——厨房安全隐患 厨房是家庭生活活动的核心场所之一，但也是安全事故的高发区。在日常的烹饪中，稍有疏忽极有可能引发燃气泄露、燃气起火等险情，若缺乏及时的预警，将对生命和财产造成不可挽回的损失。 01隐形杀手 天然气或煤气泄露后难以察觉，聚集到一 定的浓度会导致一氧化碳意外中毒，危害极大。 02燃气在泄露后起火 燃气在泄露后，在泄露出如果遇到明火不仅会爆炸，还会点燃燃气后周围的物品。 核心思考： 我们能否打造一款“厨房燃气报警器”？让它自动监测燃气浓度与火焰异常，一旦发现危险立即触发声光报警，甚至联动排风系统，将风险扼杀在萌芽状态。 一氧化碳气体传感器 一氧化碳气体传感器 在厨房当中，用来燃烧的可燃气体都是煤气或者是天然气，这些气体的主要成分是甲烷和一氧化碳气体，想要检测到厨房是否有燃气泄露就需要使用到甲烷气体或一氧化碳传感器。 现在我们用到的检测燃气是否泄露的传感器是 一氧化碳气体传感器。它又被成为MQ7，它是一种 适用于检测空气中的CO浓度，检测的浓度是从20到 2000ppm之间的CO气体浓度。 一氧化碳气体传感器 引脚说明 标号 引脚 功能说明 1 VCC 电源正极 2 GND 电源负极 3 AO 模拟信号输出 传感器模块上标有“A”的标记，“A”代表的是模拟信号(Analog Signal)。也就是对应连接到开发板的模拟引脚。 连接规则： 1.一氧化碳气体传感器连接到aduino uno的A0（模拟信号）引脚。 探究活动一 硬件： aduino uno r3 X1 uno 扩展板 X1 CO气体传感器 X1 LCD 1602显示屏 X1 4P和3P杜邦线若干 动手实践：想要制作厨房燃气报警器，首先就要学会使用一氧化碳气体传感器。让我们动手实践：使用一氧化碳气体传感器来检测空气中CO气体的浓度，然后再LCD 1602显示屏中，显示检测到的气体浓度。 连接规则： 一氧化碳传感器连接到aduino uno 的A0引脚； LCD 1602连接到aduino uno的IIC引脚。 探究活动一 探究活动一 连接开发板到电脑的USB接口后，打开mind+软件，在扩展区“主控扩展”选择“aduino uno”开发板，模块扩展的传感器中选择“模拟一氧化碳气体传感器和LCD 1602模块（I2C接口）”，第一次选择“时，先下载后选择。 探究活动一 LCD1602 I2C 初始化（IIC地址默认 0x27）； LCD 1602清屏； while循环： 读取模拟引脚 A0 数值→MQ7 原始值（0~1023） LCD 第一行显示：CO：A0的数值 LCD 第二行显示：CO：0~1023 等待0.5秒。 探究活动一 可燃气体泄露检测 可燃气体泄露检测 通过探究活动一，相信同学们已经学会了如何使用一氧化碳气体传感器来检测空气中CO气体的浓度。 思考：空气中也有CO气体，如何判断厨房的燃气是否已经泄露了，判断燃气泄露的阈值是多少？检测到燃气泄露后，如何提醒家人燃气已经泄露了？ 核心思考： 判断可燃气体是否泄露的阈值，泄漏报警阈值：100～150 ppm 当检测到的数值超过100ppm，蜂鸣器滴滴的响； 当检测到的数值在0~100ppm之间，蜂鸣器保持断电状态。 可燃气体泄露检测 硬件： aduino uno r3 X1 uno 扩展板 X1 CO气体传感器 X1 LCD 1602显示屏 X1 蜂鸣器 X1 4P和3P杜邦线若干 连接规则： 一氧化碳传感器连接到aduino uno 的A0引脚； LCD 1602连接到aduino uno的IIC引脚； 蜂鸣器连接到aduino uno的D2引脚。 可燃气体泄露检测 可燃气体泄露检测 LCD1602 I2C 初始化（IIC地址默认 0x27）； LCD 1602清屏； while循环： 变量coraw=读取模拟引脚 A0 LCD 第一行显示：变量coraw的数值 LCD 第二行显示：CO：0~100 判断：如果coraw<100： D2输出低电平; 否则： D2 高电平，等待0.5秒 D2 低电平，等待0.5秒 等待0.2秒。 探究活动一 连接开发板到电脑的USB接口后，打开mind+软件，在扩展区“主控扩展”选择“aduino uno”开发板，模块扩展的传感器中选择“模拟一氧化碳气体传感器和LCD 1602模块（I2C接口）”，第一次选择“时，先下载后选择。 可燃气体泄露检测 火焰传感器 火焰传感器 当燃气泄露之后，如果泄露的燃气聚集的燃气浓度过高，遇到火星会引起爆炸，所以可燃气体泄露检测，必须必修要调灵敏。如果泄露的燃气聚集的浓度不算高，但是遇到火星引燃泄露的燃气。 当泄露的燃气引燃之后，我们必修要使用火焰 传感器来检测泄露的燃气是否引起了火灾。 火焰传感器可以用来探测火源或其它波长在760 纳米～1100纳米范围内的火焰光源。传感器探测到 火焰的距离:20cm（4.8V）~ 100cm（1V）。随着火焰 靠近或者亮度增加，传感器输出电压增高 一氧化碳气体传感器 引脚说明 标号 引脚 功能说明 1 VCC 电源正极 2 GND 电源负极 3 AO 模拟信号输出 传感器模块上标有“A”的标记，“A”代表的是模拟信号(Analog Signal)。也就是对应连接到开发板的模拟引脚。 连接规则： 1.火焰传感器连接到aduino uno的A3（模拟信号）引脚。 探究活动二 硬件： aduino uno r3 X1 uno 扩展板 X1 火焰传感器 X1 3P杜邦线若干 动手实践：当燃气泄露出现了火灾的苗头，这时就需要紧急提醒我们做好灭火的准备。那如何检测到火苗，当没有火苗时串口输出的数值是多少？当出现火苗后，离火源越来越近串口输出的数值如何变化 连接规则： 火焰传感器连接到aduino uno 的A3引脚； 探究活动二 探究活动二 红外火焰传感器 AO 模拟输出特性： 没有火苗、无红外强光：模拟读数高，常规区间：700 ~ 1023 出现火苗：数值快速下降 传感器离火源越近 → 红外信号越强 → A3 读取数值持续变小 举例参考： 无火：910 → 远处火苗：520 → 凑近火苗：280 → 极近距离：100 左右 阈值经验：一般设定 ＜400 判断检测到火焰（可根据环境微调） 探究活动二 明火智能识别 明火智能识别 硬件： aduino uno r3 X1 uno 扩展板 X1 火焰传感器 X1 红色LED X1 3P杜邦线若干 动手实践：当燃气泄露出现了火灾的苗头，这时就需要紧急提醒我们做好灭火的准备。那如何检测到禾苗，并做出提醒呢？如何让主板控制红灯不断的闪烁？ 连接规则： 火焰传感器连接到aduino uno 的A3引脚； 红色LED连接到aduino uno的D8引脚。 明火智能识别 明火智能识别 连接开发板到电脑的USB接口后，打开mind+软件，在扩展区“主控扩展”选择“aduino uno”开发板，模块扩展的中选择“火焰传感器”和“LED发光模块”，第一次选择时，先下载后选择。 明火智能识别 D8输出低电平（LED 初始熄灭） 循环：（while死循环） 新建变量 fire_val = 读取模拟引脚 A3 判断：如果 fire_val < 400（检测到火焰） 数字输出 D8 高电平 等待0.5秒 数字输出 D8 低电平 等待0.5秒 否则（无火焰） 数字输出 D8 低电平 明火智能识别 厨房燃气报警器 厨房燃气报警器 通过”可燃气体泄露检测”和“明火智能识别”的动手实践，同学们已经具备了制作“厨房燃气报警器”的知识储备和动手能力了。 厨房燃气报警器的核心功能： 01 燃气浓度监测：搭载高精度一氧化碳传感器，24小时不间断捕捉环境燃气浓度变化。一旦数值突破安全阈值，系统即刻触发报警，从源头阻断泄漏风险，保障用气环境安全无忧。 02 明火智能识别：内置高灵敏度火焰传感器，精准捕捉明火特有的光谱信号。具备毫秒级响应速度，无论是突发火情还是异常明火源，均能瞬间识别并报警，防患于未“燃”。 厨房燃气报警器 项目：厨房燃气报警器 功能： 一氧化碳气体传感器检测到空气中的co浓度未超过阈值和火焰传感器未检测到明火，LED灯和蜂鸣器处于断电状态； 当一氧化碳气体传感器检测到空气中的co浓度超过阈值，蜂鸣器一直滴滴的响，直到空气中的co浓度低于阈值后蜂鸣器断电； 当火焰传感器检测到明火，LED灯一直闪烁，蜂鸣器一直滴滴的响，直到火焰熄灭后，LED和蜂鸣器全部断电。 厨房燃气报警器 硬件： aduino uno r3 X1 uno 扩展板 X1 一氧化碳气体传感器 X1 火焰传感器 X1 LCD 1602屏幕 X1 有源蜂鸣器 X1 单色LED灯模块 X1 4P/3P杜邦线若干 连接规则： 一氧化碳气体传感器连接到aduino uno的A0引脚； 火焰传感器连接到aduino uno的A3引脚； 有源蜂鸣器连接到aduino uno的D2引脚； 红色LED灯连接到aduino uno的D8引脚； LCD 1602屏幕连接到aduino uno的IIC引脚 厨房燃气报警器 厨房燃气报警器 连接开发板到电脑的USB接口后，打开mind+软件，在扩展区“主控扩展”选择“aduino uno”开发板，模块扩展的中选择“一氧化碳气体传感器”“火焰传感器”、“LED发光模块“、”LCD 1602模块“和执行器（蜂鸣器），先下载后选择。 厨房燃气报警器 新建数字变量CO阈值，赋值 300 新建数字变量火焰阈值，赋值 500（模拟值越小火焰越强，低于阈值判定有火） 初始化 LCD1602 IIC LCD 清屏 设置引脚 D2 为输出模式（蜂鸣器） 设置引脚 D8 为输出模式（LED） 数字输出 D2 → 低电平 数字输出 D8 → 低电平 厨房燃气报警器 主循环（第一部分）： 变量 CO浓度 = 模拟读取 A0 变量 火焰值 = 模拟读取 A3 LCD 1602第一行，打印：变量CO浓度； LCD 1602第二行，打印：变量火焰值； 厨房燃气报警器 主循环（第二部分）：判断火焰报警 如果：火焰值<火焰阈值（模拟值越小，火焰越强） 数字输出 D8 → 高电平 数字输出 D2 → 高电平 等待0.5秒 数字输出 D8 → 低电平 数字输出 D2 → 低电平 等待0.5秒 厨房燃气报警器 主循环（第二部分）：否则，判断燃气 泄漏报警 否则，如果：CO浓度>CO阈值: 数字输出 D8 → 低电平 数字输出 D2 → 高电平 等待0.5秒 数字输出 D2 → 低电平 等待0.5秒 否则： 数字输出 D8 → 低电平 数字输出 D2 → 低电平 厨房燃气报警器 厨房燃气报警器 感谢聆听！ 信息技术暑假夏令营培训 授课教师：君君 $