单片机应用课灭火机器人1

1、单片机应用课 灭火机器人2022-6-30北京乐博乐博教育科技有限公司1消防车2022-6-30北京乐博乐博教育科技有限公司2灭火机器人2022-6-30北京乐博乐博教育科技有限公司3科普知识一、火的传说一、火的传说隧人的钻木取火隧人的钻木取火12000年前时昆仑山上多白石，白石积聚之处，少草木，唯一能在石头上生长树，叫燧木。燧木有个特点，只有树杆，没有皮，有树枝，没有树叶。每年会掉树枝，第二年再生。但是这时候没有任何一个人说，我看见一个木头，我就上去钻一钻，看会不会起火，人不会有这种意向的。但是有一天，昆仑山中来了一只鸟，后世管她叫毕方，毕方这种鸟有一个习惯，它是嘴特别尖，喜欢啄那个木头。转

2、木取火其实是啄木取火，当毕方啄木之时，那树竟生起火来。 着火之后，这些燧人氏族人一看着火了，这样也能着火。等毕方一走，他们拿别的燧木也试着钻，试着看看能不能起火。后来他们用在里面磨的办法，用尽办法想最后成功了，转木取火。2022-6-30北京乐博乐博教育科技有限公司4科普知识祝融的击石取火祝融的击石取火黄帝时候有个火正官，名叫祝融，他小时候的名字叫做黎，是一个氏族首领的儿子，生成一副红脸膛，长得威武魁伟，聪明伶俐，不过生性火爆，遇到不顺心的事就会火冒三丈。那时候隧人发明钻木取火，还不大会保存火和利用火。但黎特别喜欢跟火亲近。在一次定居时，黎发现了石头取火的方法，就再也用不着费很大工夫去钻木取火

3、了，也用不着千方百计保存火种了。后来被皇帝赐予祝融的名字。2022-6-30北京乐博乐博教育科技有限公司5科普知识盗火的普罗米修斯盗火的普罗米修斯普罗米修斯，在希腊神话中，是泰坦神族的神明之一，名字的意思是“先见之明”(forethought)。是地母盖亚与天父乌拉诺斯的女儿忒弥斯与伊阿佩托斯的儿子。普罗米修斯教会了人类很多知识。宙斯禁止人类用火，他就帮人类从奥林匹斯偷取了火，因此触怒宙斯。宙斯将他锁在高加索山的悬崖上，每天派一只鹰去吃他的肝，又让他的肝每天重新长上。几千年后，赫剌克勒斯为寻找金苹果来到悬崖边，把恶鹰射死，并让半人马喀戎来代替普罗米修斯。但他必须永远戴一只铁环，环上镶上一块高加

4、索山上的石子。2022-6-30北京乐博乐博教育科技有限公司6科普知识二、火的用途二、火的用途 火是原始人狩猎的重要手段之一。用火驱赶、围歼野兽，行之有效，提高了狩猎生产能力。焚草 为肥，促进野草生长，自然为后起的游牧部落所继承。最初的农业耕作方式刀耕火种，就是依靠火来进行的。至于原始的手工业，更是离不开火的作用。弓箭、木矛都要经过火烤矫正器身。以后的制陶、冶炼等，没有火是无法完成的。火的使用，首先使人类形成和推广熟食生活。特别是人工取火的发明，使人类随时都可以吃到熟食，减少疾病，促进大脑的发育和体制的进化。而熟食的推广，还扩大了食物的来源和种类，使人类最终摆脱了“茹毛饮血”的时代。火还给人类

5、带来了温暖，从而扩大了人类的活动范围，使人不再受气候和地域的限制，并能够在寒冷的地区生活。2022-6-30北京乐博乐博教育科技有限公司7科普知识三、火的危害三、火的危害 古代人崇拜火，现代人利用火，火的使用，增强了人们适应自然的能力，是人类进化过程中的一大步。然而火患猛于虎，据联合国世界火灾统计中心(WFSC)近年来不完全统计,全球每年约发生火灾600万次700万次,每年死于火灾的人数约有6.5万人7.5万人。控制火是利用火非常重要的一环。2022-6-30北京乐博乐博教育科技有限公司8科普知识四、如何控制火？四、如何控制火？ 首先让我们先了解一下火是怎么来的。燃烧的三个条件：燃烧物、空气（

6、氧气）和温度。灭火时只要去掉其中任何一个条件就可以终止燃烧。2022-6-30北京乐博乐博教育科技有限公司9科普知识五、灭火器知识五、灭火器知识 灭火器是一种可携式灭火工具。灭火器内放置化学物品，用以救灭火灾。灭火器是常见的防火设施之一，存放在公众场所或可能发生火灾的地方，不同种类的灭火筒内装填的成分不一样，是专为不同的火警而设。使用时必须注意以免产生反效果及引起危险。世界第一支灭火器诞生在一八三四年的伦敦，是由乔治威廉曼比发明的，是一种手提式压缩气体灭火器，这种灭火器是一个长两英尺，直径八英寸，容量为四加仑升的铜制圆筒，和今天的灭火器基本上相同。2022-6-30北京乐博乐博教育科技有限公司

7、10科普知识灭火器的种类灭火器的种类灭火器的种类很多，按其移动方式可分为：手提式和推车式；按驱动灭火剂的动力来源可分为：储气瓶式、储压式、化学反应式；按所充装的灭火剂则又可分为：泡沫、干粉、卤代烷、二氧化碳、清水等。（1）干粉灭火器）干粉灭火器灭火原理：干粉灭火器内充装的是干粉灭火剂。干粉灭火剂是用于灭火的干燥且易于流动的微细粉末，由具有灭火效能的无机盐和少量的添加剂经干燥、粉碎、混合而成微细固体粉末组成。利用压缩的二氧化碳吹出干粉（主要含有碳酸氢钠）来灭火。2022-6-30北京乐博乐博教育科技有限公司11科普知识（2）泡沫灭火器）泡沫灭火器灭火原理：泡沫灭火器内有两个容器，分别盛放两种液体

8、，它们是硫酸铝和碳酸氢钠溶液，两种溶液互不接触，不发生任何化学反应。（平时千万不能碰倒泡沫灭火器）当需要泡沫灭火器时，把灭火器倒立，两种溶液混合在一起，就会产生大量的二氧化碳气体：除了两种反应物外，灭火器中还加入了一些发泡剂。打开开关，泡沫从灭火器中喷出，覆盖在燃烧物品上，使燃着的物质与空气隔离，并降低温度，达到灭火的目的。2022-6-30北京乐博乐博教育科技有限公司12科普知识（3）二氧化碳灭火器）二氧化碳灭火器灭火原理：二氧化碳具有较高的密度，约为空气的1.5倍。在常压下，液态的二氧化碳会立即汽化，一般1kg的液态二氧化碳可产生约0.5立方米的气体。因而，灭火时，二氧化碳气体可以排除空气

9、而包围在燃烧物体的表面或分布于较密闭的空间中，降低可燃物周围或防护空间内的氧浓度，产生窒息作用而灭火。另外，二氧化碳从储存容器中喷出时，会由液体迅速汽化成气体，而从周围吸收部分热量，起到冷却的作用。2022-6-30北京乐博乐博教育科技有限公司13科普知识（4）清水灭火器）清水灭火器灭火原理：在灭火时，由水汽化产生的水蒸气将占据燃烧区域的空间、稀释燃烧物周围的氧含量，阻碍新鲜空气进入燃烧区，使燃烧区内的氧浓度大大降低，从而达到窒息灭火的目的。当水呈喷淋雾状时，形成的水滴和雾滴的比表面积将大大增加，增强了水与火之间的热交换作用，从而强化了其冷却和窒息作用。另外，对一些易溶于水的可燃、易燃液体还可

10、起稀释作用；采用强射流产生的水雾可使可燃、易燃液体产生乳化作用，使液体表面迅速冷却、可燃蒸汽产生速度下降而达到灭火的目的。2022-6-30北京乐博乐博教育科技有限公司14科普知识（5）风力灭火机）风力灭火机灭火原理：用机械能带动风机产生强有力的高速空气流，用以吹击火焰，使燃烧物温度骤降并隔离火焰，破坏其继续燃烧的条件，达到灭火目的。风力灭火机适用扑打山林火灾，草原火灾，荒山草坡火灾。一般多机配合可取得较好的效果。2022-6-30北京乐博乐博教育科技有限公司15科普知识六、家庭防火六、家庭防火2022-6-30北京乐博乐博教育科技有限公司16认识新模块七、火焰传感器七、火焰传感器利用红外线对

11、对火焰非常敏感的特点，使用特制的红外线接受管来检测火焰，然后把火焰的亮度转化为高低变化的电平信号，输入到中央处理器中，中央处理器根据信号的变化做出相应的程序处理。根据探测的光的波长不同可以分为远红外火焰传感器和紫外线火焰传感器，前者能够探测到波长在700纳米1000纳米范围内的红外光，而后者能够探测到波长在400纳米范围以内的紫外光。2022-6-30北京乐博乐博教育科技有限公司17认识新模块使用方法：用三排线接到CPU上的IN端口，通过灵敏度调节旋钮来调节传感器感应火的距离。顺时针调节增大感应距离（灵敏度提高），逆时针调节减小感应距离（灵敏度降低）。使用 模块进行编程当传感器有信号输出时信号

12、灯（红）亮，为“YES”状态， 2022-6-30北京乐博乐博教育科技有限公司18认识新模块当传感器没有信号输出时信号灯（红）灭，为“NO”状态2022-6-30北京乐博乐博教育科技有限公司19牛刀小试1知道了火焰传感器的使用方法那让我们来试一试吧！制作火焰报警器，当有火灾发生时报警。参考框图：2022-6-30北京乐博乐博教育科技有限公司20认识新模块八、小马达八、小马达马达指的就是电动机。英文名字叫Motor。马达在我们的生活中很常见，就是使轮子转动或使机器人完成某种动作的配件。它有很多的应用，如电风扇.洗衣机.电吹风.等等。马达的应用马达的应用2022-6-30北京乐博乐博教育科技有限公

13、司21认识新模块使用方法：马达可以给我们的生活带来方便。比如说：电风扇可以给我们降温，可以让我们的汽车向前走等等，那我们做灭火机器人小马达怎么样使用呢？在马达上加上扇叶可以做成一个小风扇，模拟风力灭火机。2022-6-30北京乐博乐博教育科技有限公司22认识新模块九、调速板九、调速板单片机的接口往往不能直接连接马达，灯泡，喇叭等耗电量大的元件，因为这些元件工作需要较大的电流，单片机驱动能力不够，不能使元件正常工作，甚至损坏单片机。那怎样才能控制大电流的设备呢？这时候就需要新模块了，今天我们来认识一个具有大电流驱动能力的模块调速板，它可以让单片机通过OUT口来控制马达，驱动马达转动，并且可以调节

14、马达转速。而且还可以使用外部供电，大大增强驱动能力。2022-6-30北京乐博乐博教育科技有限公司23认识新模块使用方法：用 模块打开，用 模块关闭。2022-6-30北京乐博乐博教育科技有限公司24小试牛刀2任务：使用小马达、调速板制作一个小风扇。并且编程控制一下，让你的马达飞速转动吧！参考框图：2022-6-30北京乐博乐博教育科技有限公司25小试牛刀2参考程序如下：注意：因为马达在启动的时候需要的电流较大，所以使用调速板调速的时候要先把调速旋钮调到最大。2022-6-30北京乐博乐博教育科技有限公司26沿线走机器人学习了这么多的新模块，让我们来制作灭火机器人吧！灭火机器人是由沿线走机器人

15、改装升级而成的。它加装了火焰传感器、马达、风扇、调速板等新模块，机器人可以沿着黑线行走，中途遇到火源之后启动风扇把火吹灭，实现灭火功能。2022-6-30北京乐博乐博教育科技有限公司27机器人系统框图2022-6-30北京乐博乐博教育科技有限公司28机器人系统框图参考接线：左侧红外线传感器IN1，右侧红外线传感器IN2，火焰传感器IN3，调速板OUT5。工作流程：没有火情发生的时候机器人沿着黑线前进，当火焰传感器探测到火焰的时候机器人停止，启动风扇，持续若干秒，灭火之后，风扇停止，机器人继续沿线行走，如果火没有被灭掉的话那么停下来重新灭火，直到将火灭掉。2022-6-30北京乐博乐博教育科技有限公司29参考程序2022-6-30北京乐博乐博教育科技有限公司30搭建参考图2022-6-30北京乐博乐博教育科技有限公司31常见故障处理1、机器人如果不能沿线走的话，检查一下程序，如果还不能解决，检查红外线传感器的搭建高度，和红外线传感器探头朝向，使其达到最佳状态。2、机器人在行走的过程中，如果检测不到火源，那我们就要调节火焰传感器的灵敏度和角度，使其到达最佳状态。3、如果扇叶不能转动，检查连线和编程，如果还不