Датчик алкоголя — распиновка и взаимодействие с Arduino

Вождение в нетрезвом виде является серьезным преступлением почти во всех странах. Следовательно, проверка уровня концентрации алкоголя в крови является важным процессом для сотрудников полиции. Мы подробно расскажем, как проверить содержание алкоголя с помощью датчика алкоголя, и спроектируем это устройство с использованием типичного микроконтроллера.

Что такое датчик алкоголя?

Рис. 1. Анализатор дыхания и алкоголь в стаканах

Датчик представляет собой электронное устройство, которое измеряет концентрацию газообразного этанола и представляет результат в виде аналогового выхода.

Датчик MQ3 — это популярный датчик содержания алкоголя в версии MQ с полупроводниковым оксидом металла. Кроме того, датчик MQ3 использует 5 В постоянного тока для определения концентрации алкоголя в диапазоне от 25 до 500 частей на миллион.

Распиновка модуля датчика алкоголя

Рис. 2. Портативный тестер содержания алкоголя в выдыхаемом воздухе

Вот описание распиновки сенсорного модуля MQ-3.

Для датчика MQ-3

• Значки A: Они подключаются к напряжению питания.
• B-пины: Один контакт подключается к земле, а другой служит выходом.
• H-булавки: Первый H-контакт подключается к источнику питания, а другой — к земле.

Помните, что вы можете поменять местами контакты A и B.

Функции

Рис. 3. Портативный тестер алкоголя в выдыхаемом воздухе

Основные характеристики

Особые возможности

1. Он имеет два сетчатых слоя на внутренней структуре для защиты компонентов обогревателя от взрыва. В идеале это связано с тем, что алкоголь легко воспламеняется.
2. Во-вторых, его трубчатый чувствительный компонент содержит керамику на основе оксида алюминия и покрытие из диоксида олова. Оба материала чувствительны к алкоголю.
3. Кроме того, он отличается высокой чувствительностью к алкоголю, доступной ценой и низким энергопотреблением в режиме ожидания.
4. Наконец, он совместим со многими микроконтроллерами.

Как работает датчик обнаружения алкоголя?

Рис. 4. Цифровой тестер алкоголя

В отсутствие спирта адсорбция кислорода происходит при нагреве полупроводникового слоя SnO2 при высоких температурах. Кроме того, молекулы кислорода притягивают электроны оксида олова в чистом воздухе. В результате под поверхностью SnO2 образуется обедненный электронами слой, создающий возможный барьер. В результате получается высокостойкий слой SnO2, препятствующий протеканию тока.

Однако присутствие алкоголя в дыхании человека снижает поверхностную плотность адсорбированного кислорода, уменьшая потенциальный барьер. Он выталкивает электроны в диоксид олова, позволяя току проходить через датчик содержания алкоголя.

Обратите внимание, что мы используем ppm (частей на миллион) для измерения отношения одного газа к другому. Например, 500 ppm означает, что в одном миллионе молекул газа содержится 500 молекул спирта.

Применение датчиков алкоголя

Рис. 5. Карманный тестер на алкоголь

Основное применение датчиков спиртных напитков - создание детекторов алкоголя. Следовательно, это помогает вам идентифицировать пьяных водителей.

Другие приложения включают в себя устройства обнаружения фона, а также промышленные и бытовые датчики этанола.

Измерение концентрации алкоголя с помощью аналогового выхода

Рис. 6. Анализатор дыхания с кожухом

Выполните следующие действия, чтобы проверить концентрацию алкоголя с помощью аналогового выхода датчика.

Выполните следующие действия, чтобы проверить концентрацию алкоголя с помощью аналогового выхода датчика.

Проводка

Подключите контакты VCC и 5V на датчике алкоголя Arduino. После этого подключите контакты GND и заземления, прежде чем соединить выход AO модуля с аналоговым контактом 0 на вашем Arduino.

Калибровка

Эта процедура повышает точность показаний датчика алкоголя. Начните с приравнивания значений к процентам и уровням концентрации алкоголя. Вы можете проверить датчик, вдыхая его до и после глотка выпивки.

Однако, если вы не пьете, направьте пары изопропилового спирта или дезинфицирующего средства для рук на датчик содержания алкоголя. Поскольку датчик содержания алкоголя MQ3 управляется нагреванием, для получения точных результатов его необходимо прогреть. Используйте этот код, чтобы нагреть датчик алкоголя в течение 20 секунд.

Рис. 7. Код калибровки

Источник: https://lastminuteengineers.com/mq3-alcohol-sensor-arduino-tutorial/

Завершение сборки

Эта программа определяет концентрацию алкоголя, определяя следующие диапазоны.

• Трезвый:<120
• Употребление алкоголя в допустимых пределах:120–400.
• Пьяный:>400

Рис. 8. Код анализатора дыхания.

Источник: https://lastminuteengineers.com/mq3-alcohol-sensor-arduino-tutorial/

Примечание. Вы можете изменить код в соответствии со значениями калибровки.

Обнаружение присутствия алкоголя с помощью цифрового вывода

Следующий эксперимент объясняет, как определить присутствие этанола с помощью цифрового дисплея.

1. Проводка

Подключите контакт VCC к терминалу 5V Arduino. Аналогичным образом соедините цифровой выход с цифровым выводом вашего Arduino. Поскольку вы работаете с цифровым выходом, не мешайте аналоговому выходу.

Кроме того, не забудьте заземлить оба гаджета.

<старт ="2">

Калибровка

Этот модуль включает в себя встроенный потенциометр для установки цифрового выхода. Все, что вам нужно сделать, чтобы создать порог, это повернуть ручку. Светодиод состояния активируется при превышении вашего порога и регистрирует выход «Высокий». Следующим шагом является вдувание паров спирта в датчики. Поворачивайте потенциометр по часовой стрелке до тех пор, пока светодиодный индикатор состояния не покажет «ВКЛ.», и снова отрегулируйте его против часовой стрелки до значения «ВЫКЛ.».

<старт ="3">

Код датчиков Arduino для алкоголя

Примените этот код к вашему Arduino.

Рис. 9:Код Arduino.

Источник: https://lastminuteengineers.com/mq3-alcohol-sensor-arduino-tutorial/

Датчик алкоголя с Arduino

Датчики алкоголя MQ3 не ограничиваются алкоголем; они также могут обнаруживать другие газы.

Вот как собрать датчик с помощью Arduino.

1. Поиск RS/R0

Рис. 10. Поиск кода RS/RO

Источник: https://www.teachmemicro.com/mq-3-alcohol-sensor/#

RS представляет сопротивление выбранного газа с различной концентрацией, а R0 указывает сопротивление в чистом воздухе.

<старт ="2">

Результирующий скетч Arduino

Рис. 11. Эскиз Arduino

Источник: https://www.teachmemicro.com/mq-3-alcohol-sensor/

<старт ="3">

Эскиз алкотестера Arduino с ЖК-дисплеем

Рис. 12. Окончательный код эскиза Arduino

Источник: https://www.teachmemicro.com/mq-3-alcohol-sensor/#

Заключение

Настройка датчиков алкоголя не должна быть сложной. Вы можете следовать этому руководству, чтобы понять, как работают устройства, и раскрыть весь потенциал вашего устройства MQ3. Тем не менее, поддерживайте его в хорошем состоянии, чтобы продлить срок его службы. Например, храните устройство вдали от агрессивных газов, вызывающих коррозию и снижающих чувствительность. Щелочи, пар кремния и условия замерзания также влияют на чувствительность. Наконец, если у вас есть вопросы по этому компоненту, свяжитесь с нами.