ESP32 S3 - Capteur de flamme
Apprenez à construire un système de détection d'incendie utilisant un ESP32 S3 et un capteur de flamme pour surveiller et détecter les flammes dans des applications de sécurité. Ce tutoriel adapté aux débutants couvre tout ce dont vous avez besoin pour démarrer avec les capteurs de flamme infrarouges.
Ce que vous allez construire :
- Un détecteur de flamme numérique qui signale la présence de feu au Serial Monitor
- Un lecteur analogique d'intensité de flamme qui mesure la force du feu en temps réel
- Une base pour construire des systèmes automatisés d'alarme et de suppression d'incendie
- Un projet pratique d'intégration de capteur sur la plateforme ESP32 S3
Matériel nécessaire
Ou vous pouvez acheter les kits suivants:
| 1 | × | Kit de Démarrage DIYables ESP32 S3 (ESP32 S3 inclus) | |
| 1 | × | Kit de Capteurs DIYables (18 capteurs/écrans) |
À propos du capteur de flamme
Un capteur de flamme est un détecteur infrarouge qui perçoit la présence de flamme et mesure l'intensité du feu par détection de lumière infrarouge. Il fournit à la fois un simple signal numérique marche/arrêt et une tension analogique continue proportionnelle à la force du rayonnement infrarouge détecté. Le potentiomètre intégré du module vous permet d'ajuster finement la sensibilité selon votre environnement.
Spécifications clés
- Détecte le rayonnement infrarouge des flammes (longueur d'onde de 760nm à 1100nm)
- Fournit à la fois des sorties numérique (marche/arrêt) et analogique (intensité)
- Sensibilité ajustable via un potentiomètre intégré
- Fonctionne avec une alimentation de 3,3V à 5V
- Temps de réponse rapide pour une détection de feu rapide
- Indicateurs LED intégrés pour l'alimentation et l'état de flamme
- Portée de détection typiquement de 60 à 80 cm (varie selon le modèle)
Pourquoi c'est utile pour les débutants :
- Connexion simple à deux ou trois fils vers l'ESP32 S3
- Sortie numérique facile à comprendre pour une détection de feu basique
- Aucune programmation complexe nécessaire
- Abordable et largement disponible
- Excellent pour apprendre l'intégration de capteurs
Limitations importantes :
- Peut produire de faux positifs à cause de la lumière du soleil ou de sources de chaleur
- Nécessite un positionnement correct et un ajustement de la sensibilité
- Ne doit pas être l'unique dispositif de sécurité incendie dans des applications critiques
Brochage
Le module capteur de flamme offre quatre broches qui vous donnent un accès à la fois numérique et analogique à ses lectures.
- VCC : Entrée d'alimentation (3,3V à 5V)
- GND : Connexion à la masse (0V)
- DO : Broche de sortie numérique — LOW quand une flamme est détectée, HIGH quand il n'y a pas de flamme
- AO : Broche de sortie analogique — la tension varie selon le niveau d'intensité infrarouge
Indicateurs LED :
- PWR-LED : Indicateur d'alimentation — s'allume quand le module est alimenté
- DO-LED : Indicateur de détection de flamme — s'allume quand une flamme est détectée
Module capteur de flamme 5-en-1 :
- Comporte cinq capteurs de flamme indépendants sur une seule carte
- Chaque capteur a ses propres broches DO et AO
- Les capteurs pointent dans différentes directions pour une couverture à 360°
- Partage un VCC, un GND et un potentiomètre communs
- Offre une zone de détection plus large qu'un capteur unique
Fonctionnement
Le capteur de flamme infrarouge détecte des longueurs d'onde spécifiques de lumière infrarouge émises par les flammes.
Sortie numérique (broche DO) :
- Ajustez la sensibilité en tournant le potentiomètre intégré
- Quand l'intensité infrarouge dépasse le seuil : la broche DO passe à LOW, la LED s'allume
- Quand l'intensité infrarouge est en dessous du seuil : la broche DO reste à HIGH, la LED s'éteint
- À utiliser pour une détection simple de flamme oui/non
- Parfait pour déclencher des alarmes ou des systèmes automatisés
Sortie analogique (broche AO) :
- La tension de sortie augmente avec une intensité infrarouge plus élevée
- La tension de sortie diminue avec une intensité infrarouge plus faible
- Fournit une mesure continue de la force de la flamme
- Utile pour l'estimation de distance ou la surveillance de la taille de la flamme
- N'est pas affectée par l'ajustement du potentiomètre
Processus de détection :
- Le capteur surveille en continu le rayonnement infrarouge
- Un comparateur intégré convertit le signal analogique en sortie numérique
- Les deux sorties sont disponibles simultanément pour des applications flexibles
Schéma de câblage
Connectez le capteur de flamme à votre ESP32 S3 selon que vous avez besoin d'une détection numérique, d'une mesure analogique, ou des deux. Assurez-vous que toutes les connexions sont sécurisées avant de mettre la carte sous tension.
Notes de sécurité
Testez toujours avec de vraies sources de flamme dans un environnement sûr et contrôlé, loin des matériaux inflammables. Ne comptez pas uniquement sur ce capteur pour des applications critiques de sécurité incendie, et gardez le capteur à l'écart de la lumière directe du soleil pendant les tests pour éviter de fausses lectures.
| Broche du capteur de flamme | Broche ESP32 S3 |
|---|---|
| VCC | 3.3V |
| GND | GND |
| DO | GPIO6 |
| AO | A5 (GPIO5 / ADC1_CH5) |
Schéma de câblage - Numérique et analogique :
Cette image a été créée avec Fritzing. Cliquez pour agrandir l'image.
Code ESP32 S3 - Lire la valeur de la broche DO
Le code suivant lit la sortie numérique du capteur de flamme pour détecter la présence de feu. Il configure le GPIO6 comme entrée numérique, interroge la broche toutes les 500 millisecondes, et affiche un état de détection de feu lisible sur le Serial Monitor afin que vous puissiez observer la réponse du capteur en temps réel.
Étapes rapides
- Nouveau sur ESP32 S3 ? Complétez d'abord notre guide ESP32 S3 - Premiers pas.
- Ouvrir l'Arduino IDE : Lancez l'Arduino IDE sur votre ordinateur.
- Copier le code : Copiez le code ci-dessus et collez-le dans l'Arduino IDE.
- Sélectionner votre carte : Allez dans Tools > Board > ESP32S3 Dev Module.
- Sélectionner votre port : Allez dans Tools > Port et sélectionnez le bon port COM.
- Téléverser le code : Cliquez sur le bouton Upload pour programmer votre ESP32 S3.
- Tester le capteur : Pointez le capteur de flamme vers une bougie ou la flamme d'un briquet.
- Ouvrir le Serial Monitor : Cliquez sur l'icône du Serial Monitor (en haut à droite) et réglez le débit sur 115200.
- Observer les résultats : Regardez l'état de détection de flamme changer en temps réel.
- Ajuster la sensibilité : Tournez le potentiomètre si le capteur est trop sensible ou pas assez sensible.
- Astuce Pro : Si la LED DO reste constamment allumée ou éteinte, ajustez le potentiomètre intégré dans le sens horaire ou antihoraire jusqu'à ce que la LED réponde correctement à la présence de flamme.
Sortie du Serial Monitor
Code ESP32 S3 - Lire la valeur de la broche AO
Le code suivant lit la sortie analogique du capteur de flamme pour mesurer l'intensité de la flamme. Il configure le GPIO5 comme entrée analogique, échantillonne l'ADC en continu, et affiche la valeur brute sur 12 bits (0–4095) dans le Serial Monitor — des valeurs plus élevées indiquent une flamme plus forte ou une proximité plus grande avec le capteur.
Étapes rapides
- Nouveau sur ESP32 S3 ? Complétez d'abord notre guide ESP32 S3 - Premiers pas.
- Ouvrir l'Arduino IDE : Lancez l'Arduino IDE sur votre ordinateur.
- Copier le code : Copiez le code ci-dessus et collez-le dans l'Arduino IDE.
- Sélectionner votre carte : Allez dans Tools > Board > ESP32S3 Dev Module.
- Sélectionner votre port : Allez dans Tools > Port et sélectionnez le bon port COM.
- Téléverser le code : Cliquez sur le bouton Upload pour programmer votre ESP32 S3.
- Tester le capteur : Pointez le capteur de flamme vers une source de flamme.
- Ouvrir le Serial Monitor : Cliquez sur l'icône du Serial Monitor et réglez le débit sur 115200.
- Observer les lectures : Regardez comment les valeurs augmentent quand vous rapprochez la flamme.
- Tester la distance : Éloignez la flamme et observez les valeurs diminuer.
- Astuce Pro : Enregistrez les valeurs de référence dans votre environnement sans flammes, puis utilisez ces valeurs pour définir des seuils de détection dans votre code pour des alarmes incendie automatiques.
Sortie du Serial Monitor
※ Note:
Ce tutoriel utilise la fonction analogRead() pour lire des valeurs depuis un ADC (convertisseur analogique-numérique) connecté à un capteur ou un composant. L'ADC de l'ESP32 S3 convient pour des projets qui n'exigent pas une grande précision. Cependant, pour des projets nécessitant des mesures précises, gardez à l'esprit ce qui suit :
- L'ADC de l'ESP32 S3 n'est pas parfaitement précis et peut nécessiter un étalonnage pour obtenir des résultats corrects. Chaque carte ESP32 S3 peut varier légèrement, un étalonnage est donc nécessaire pour chaque carte individuelle.
- L'étalonnage peut être difficile, surtout pour les débutants, et peut ne pas toujours donner exactement les résultats souhaités.
Pour des projets nécessitant une haute précision, envisagez d'utiliser un ADC externe (par ex. ADS1115) avec l'ESP32 S3, ou d'utiliser un autre Arduino, comme l'Arduino Uno R4 WiFi, qui a un ADC plus fiable. Si vous souhaitez tout de même étalonner l'ADC de l'ESP32 S3, consultez le pilote de calibration ADC ESP32.
Idées d'applications
La puissance de traitement et la connectivité sans fil de l'ESP32 S3 en font une excellente plateforme pour une large gamme d'applications de détection de flamme.
- Système d'alarme incendie intelligent : Ajoutez un buzzer et des avertissements LED pour des alertes de sécurité domestique en temps réel.
- Déclencheur automatique d'extincteur : Activez un système de suppression contrôlé par relais dans de petits espaces clos.
- Robot pompier : Construisez un robot qui se dirige vers les flammes et active un mécanisme de suppression.
- Surveillance de four industriel : Suivez la présence de flamme dans des équipements de chauffage pour éviter des arrêts dangereux.
- Système de sécurité pour cuisinière à gaz : Détectez si une flamme s'éteint de façon inattendue et alertez l'utilisateur immédiatement.
- Détection incendie multi-zones : Déployez plusieurs capteurs sur une grande zone pour une couverture complète.
- Système d'alerte incendie IoT : Exploitez le WiFi de l'ESP32 S3 pour envoyer des notifications push à votre smartphone.
Tutoriel vidéo
Regardez la vidéo pas à pas de ce projet ESP32 S3 ci-dessous.
Défiez-vous
Ces défis vous aideront à aller au-delà des bases et à construire des systèmes de détection de flamme plus performants avec votre ESP32 S3.
- Débutant : Ajoutez un buzzer qui sonne quand une flamme est détectée en utilisant la sortie numérique.
- Débutant : Ajoutez une LED qui s'allume quand l'intensité de la flamme dépasse une valeur seuil.
- Intermédiaire : Créez un indicateur d'intensité de flamme utilisant plusieurs LED comme affichage en graphique à barres.
- Intermédiaire : Combinez les lectures numérique et analogique pour construire une alarme incendie intelligente avec avertissement de distance.
- Avancé : Construisez un système de surveillance incendie compatible WiFi qui envoie des alertes à votre smartphone.
- Avancé : Créez un réseau de détection incendie multi-capteurs utilisant le module 5-en-1 pour une couverture à 360°.