【Arduino 入門教學】第 14 篇：2 腳火焰感測元件實作！原理介紹與火災聲光警報器專題

2026-08-04
發佈由管理員

31 3 月

💡 實驗說明：什麼是 2 腳火焰感測元件？

2 腳火焰感測元件（Flame Sensor Element） 外觀類似黑色的 LED 燈泡，本質上是一種對特定光譜敏感的紅外線光敏元件（Phototransistor / Photo-diode）。

感測原理：火焰在燃燒時會輻射出波長介於 760nm ~ 1100nm 範圍內的紅外線。當該元件接收到此波段的紅外線時，其內部阻值會顯著降低（導通）。
偵測範圍：感測角度約 60 度，對於打火機火焰等近距離火源相當敏感。
分壓數位讀取：由於 2 腳元件本身只是個光敏感測頭，我們需要串聯一顆 10kΩ 電阻建立分壓電路，並將兩者中間的訊號輸出點連接至 Digital Pin 7（D7）。讓 Arduino 透過 digitalRead(7) 即時讀取高低電位變化；當偵測到火源時，再由 Digital Pin 13（D13） 輸出訊號驅動蜂鳴器發出警報！

⚠️ 安全警告：本實驗僅用於教學示範與專題驗證。測試時請保持安全距離（約 10~30cm），切勿將感測器太靠近火焰，以免外殼塑膠熔化造成危險！

🛠️ 實驗材料清單

在開始接線前，請準備以下硬體元件：

Arduino Uno R3 開發板 × 1
USB 傳輸線 × 1
2 腳直插式火焰感測元件 × 1
10kΩ 色碼電阻（作下拉分壓使用） × 1
無源/有源蜂鳴器（警報輸出用） × 1
實驗麵包板與跳線 × 若干

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🔌 電路接線說明（Circuit Wiring）

請對照麵包板與接線圖，依照以下順序完成連接：

火焰感測元件（2 腳）：
- 長腳（正極）：連接至 Arduino 的 GND腳位。
- 短腳（負極）：連接至 10kΩ 電阻的一端，同時接出一條訊號線連接至 Arduino 的 Digital Pin 7 (D7)數位接腳。
10kΩ 分壓電阻：
- 第一端：與火焰感測元件短腳及 D7 訊號線相連（訊號節點）。
- 第二端：連接至 Arduino 的 5V電源腳位。
蜂鳴器（Buzzer）：
- 正極（長腳 / +）：連接至 Arduino Digital Pin 13 (D13)。
- 負極（短腳）：連接至 Arduino 的 GND 接地端。

💻 Arduino 程式碼範例（Code Example）

將以下範例程式碼複製並燒錄至您的 Arduino Uno 中：

/*
 * Arduino 入門教學 第14篇：2 腳火焰感測元件讀取與火災警報
 * 說明：透過 D7 讀取分壓高低電位，當偵測到火源紅外線時觸發 D13 蜂鳴器
 */

int flamePin = 7;    // 2 腳火焰元件分壓信號接點 (Digital Pin 7)
int buzzerPin = 13;  // 蜂鳴器警報腳位 (Digital Pin 13)
int val = 0;         // 儲存數位讀取值的變數

void setup() {
  pinMode(flamePin, INPUT);    // 設定 Pin 7 為數位輸入模式
  pinMode(buzzerPin, OUTPUT);  // 設定 Pin 13 為數位輸出模式
  Serial.begin(9600);          // 初始化序列埠通訊，鮑率 9600 bps
}

void loop() {
  val = digitalRead(flamePin); // 讀取 D7 腳位數位狀態 (HIGH 或 LOW)

  // 判斷是否偵測到火源
  if (val == LOW) {      
    Serial.println("FLAME, FLAME, FLAME");
    digitalWrite(buzzerPin, HIGH);// 偵測到火焰紅外線，觸發 Pin 13 蜂鳴器發出警報
  } else {
    Serial.println("no flame");
    digitalWrite(buzzerPin, LOW);// 無火源時關閉警報
  }

  delay(200); // 每 0.2 秒更新一次狀態
}

🔍 程式重點解析（Code Breakdown）

pinMode(flamePin, INPUT);：將 D7 腳位設置為輸入，用來讀取分壓點的電位狀態。
pinMode(buzzerPin, OUTPUT);：將 D13 腳位設置為輸出，用來控制蜂鳴器開關。
digitalRead(flamePin);：讀取 D7 腳位是高電位（HIGH / 5V）還是低電位（LOW / 0V）。
運作邏輯：
- 靠近火源時：火焰元件感應到紅外線導通，5V 通過元件使 D7 被 10kΩ 電阻下拉至 LOW（0V），觸發 digitalWrite(13, HIGH) 讓 D13 連接的蜂鳴器發出警報！
- 平時無火源：火焰元件阻值極高（接近開路），D7 節點電位拉高至 HIGH（5V）。