Raspberry Pi を用いた火災報知器の製作の過程

1. 1
Raspberry Piを用いた火災報知器の作成
弘前大学 理工学部 今井研究室
14S5020 川村 日菜子

2. 概要
目的
センサーモジュールキットのセンサーを用いて、炎やガス、
温度を読み取り、ブザーを鳴らして火災発生を知らせる火災
報知器を製作する。
使用した部品
DS18B20温度センサー
MQ-2 可燃ガス&煙センサー
火炎検知センサー
圧電ブザー
タクトスイッチ
2
抵抗器
ブレッドボード
ジャンパー線

3. 前回
センサーと圧電ブザーをRaspberry Piに接続
可燃ガス＆煙センサーと火炎検知センサー、圧電ブザー
をRaspberry Pi に接続
ブザーの動作確認
ターミナルから入力を受け付けてブザーを鳴らすプログラ
ムを作成
火災報知プログラムを作成
接続したセンサーで火災を検知したらブザーがなるプログ
ラムを作成（未評価）
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4. 今回
DS18B20温度センサーを追加
高温を検知した場合でもブザーがなるようにプログラムを
作成
スイッチを追加
火災を検知してブザーがなったらスイッチを押すことでブザ
ーが止まるようにプログラムを作成
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5. 部品接続後の全体の写真
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タクトスイッチ
可燃ガス&煙センサー
DS18B20温度センサー
火炎検知センサー
圧電ブザー

6. 火災報知のプログラム(1)
#!/usr/bin/python
# coding: utf-8
#モジュールをインポート
from w1thermsensor import W1ThermSensor
import RPi.GPIO as GPIO
import time
import sys
#GPIO 番号
buzzerpin = 21
gaspin = 5
firepin = 17
buttonpin = 22
#入出力設定
GPIO.setmode(GPIO.BCM) #GPIO 指定を GPIO 番号で行う
GPIO.setup(buzzerpin, GPIO.OUT)
GPIO.setup(gaspin, GPIO.IN)
GPIO.setup(firepin, GPIO.IN)
GPIO.setup(buttonpin, GPIO.IN)
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7. 火災報知のプログラム(2)
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period = 1.0 / 2000 #ブザーの音の設定
delay = period / 2
try:
while 1:
sensor = W1ThermSensor() #温度を受け取る(摂氏)
celsius = sensor.get_temperature()
gas = GPIO.input(gaspin)
fire = GPIO.input(firepin)
print("selsius: {0:.2f}".format(celsius)) #温度をターミナルに表示
if gas == 0 or fire == 1:
break
elif 30 <= celsius:
break
time.sleep(3) #3 秒待つ
while 1: #ブザーを鳴らす
button = GPIO.input(buttonpin) #スイッチから入力を受け取る
if button == 1: #スイッチを押したらブザー停止
break
GPIO.output(21, True)
time.sleep(delay)
GPIO.output(21, False)
time.sleep(delay)
except KeyboardInterrupt:
GPIO.cleanup() #ピンを初期化して終了

8. 火災報知器の評価方法
室温でプログラムを動かす
温度センサーで、プログラムの中で温度が検知されている
か確認する(20℃以上でブザーが鳴るようにする)
ストーブにセンサーを近づける
実際に炎がでるタイプのストーブにセンサーを近づけて検
知するか確認する
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9. 火災報知器の評価結果
温度を検知しプログラムが正常に動作した
プログラムを実行するとブザーが鳴った
↓
スイッチを押すとブザーが停止
センサーをストーブに近づけたらブザーが鳴った
プログラムを実行するとターミナルに温度を表示
↓
30℃を超えたあたりでブザーが鳴った
↓
スイッチを押すとブザーが停止
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10. 問題点
プログラムの問題
作成したプログラムでは、何(温度、ガスまたは煙、火炎)を
検知してブザーが鳴ったのかが分からない
評価方法の問題
手でストーブに近づけたので限界があった
↓
何か物を使って近づければ違う結果が得られたのでは？
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11. まとめ
目的
センサーを用いて炎やガス、温度を読み取り、ブザーを鳴
らして火災発生を知らせる火災報知器を作成する。ブザー
はスイッチで停止させる。
評価結果
プログラムを実行するとターミナルに温度を表示し、設定
温度以上でブザーが鳴った。
ブザーはスイッチを押すことで止めることができた。
問題点
どの種類のセンサーで検知されたのか分からない
評価方法に工夫が必要
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