风筝
发表于: 2018-3-30 14:28:14 | 显示全部楼层

Arduino-Alcohol-Detector-Circuit.jpg

在这个项目中,我将介绍Arduino与酒精检测传感器的连接方法。在这里,我使用EASYEDA在线PCB设计器设计了一款Arduino Shield电路板。 Arduino酒精检测仪可以检测出呼气中的酒精含量,然后通过代码中的一些计算,我们可以计算出呼吸或血液中的酒精含量,并可能触发一些警报。


所需的材料

●    Arduino UNO开发板

●    酒精检测仪Arduino Shield扩展板

●    酒精传感器(MQ3)

●    10K电阻

●    1K电阻

●    16x2液晶显示屏

●    10k POT电位器

●    LED指示灯

●    运算放大器LM358

●    按钮

Components-for-Arduino-Alcohol-Detector-Circuit.jpg


电路图和说明

Arduino-Alcohol-Detector-Circuit-diagram.jpg

在这个Arduino酒精检测仪Shield扩展板中,我们使用了MQ3传感器来检测呼吸中的酒精含量。使用一个16x2 LCD显示酒精的PPM值。同时使用一个LM358 IC,用于将酒精液位传感器输出转换为数字量(此功能是可选的)。蜂鸣器也可以指示高酒精度。


上面给出了此Arduino酒精检测仪项目的电路图。我们有一个比较器电路,用于比较酒精检测仪的输出电压与预设电压(输出连接在引脚D7)。酒精酒精检测仪输出也连接在Arduino的模拟引脚(A0)上。蜂鸣器连接在引脚D9。 LCD连接与Arduino IDE中提供的Arduino LCD示例相同。此按钮还用于开始从Arduino的数字引脚D6连接的酒精传感器读取数据。电路图中显示了剩余连接。


注意:在电路中,我们需要将J2头的所有三个引脚短路以计算PPM。

为了为Arduino设计Alcohol Detector Shield,我们使用了EasyEDA,首先我们设计了一个Schematic,然后通过EasyEDA的Auto Routing功能将其转换为PCB布局。完整的流程说明如下。


酒精浓度计算

根据MQ3数据表,清洁空气中的酒精含量为0.04 mg / L。

所以我们给电路板供电,并在室内空气中找到MQ3传感器的输出电压(我假设我的房间里有干净的空气),所以我得到了0.60的电压。这意味着当传感器在清洁空气中输出0.60v时,酒精将为0.04 mg / L。

现在我们可以通过在干净的空气中将酒精与输出电压相除来找到乘数

  1. Multiplier = 0.40/0.60
  2. Multiplier = 0.67
复制代码

现在我们有一个计算酒精的公式(可能远离准确或实际计算,这些不是标准计算)

  1. Alcohol = 0.67 * v .
复制代码

其中v表示酒精传感器的输出电压。

注意:此计算不准确或标准。


现在我们知道饮酒量在0.5mg / L左右时最低限度的驾驶限制。但在我们的计算中,我们在干净的空气中约0.40毫克/升,因此我们设置了0.80毫克/升的酒精阈值(仅用于示例)。


MQ3传感器

MQ3酒精气体传感器采用SnO2材料制成,在洁净空气中传导性较差。每当它附近有酒精气体时,就会根据气体浓度开始高度传导。因此用户可以使用任何微控制器检测输出电压的差异,并可以检测酒精的存在。这是低成本、适用于许多酒精检测应用的传感器。该传感器寿命长,灵敏度高。使用该传感器可以实现的一些应用包括酒精气体报警器便携式酒精检测器、气体报警器、酒精测试仪等。

MQ3-Alcohol-gas-sensor.jpg


使用EasyEDA的电路和PCB设计

为了设计这个Arduino酒精测试仪项目的电路板,我们选择了名为EasyEDA的在线EDA工具。我以前曾经多次使用过EasyEDA,并且发现它使用起来非常方便,因为它拥有很好的走线和开放源代码。在设计PCB之后,我们可以通过其低成本的PCB制造服务来订购PCB样品。他们还提供元件采购服务,他们拥有大量电子元件,用户可以根据PCB订单订购所需的元件。

在设计电路和PCB时,您还可以公开您的电路和PCB设计,以便其他用户可以复制或编辑它们,并可以从中受益,同时我们还为Arduino酒精检测仪公开了整个电路和PCB布局,检查下面的链接:

https://easyeda.com/circuitdigest/Alcohol_Detector-6b80abe350df4526b21be4999638a36b


您可以通过选择“图层”窗口的图层来查看PCB的任何图层(顶部、底部、顶部丝印、底部丝网等)。

Alcohol-Detector-Circuit-PCB-Top-layer-.png

您还可以查看PCB,使用EasyEDA中的Photo View按钮制作后的外观:

Arduino-Alcohol-Detector-Circuit-PCB.png


在线计算和订购样品

在设计完成此Arduino酒精测试仪项目的PCB电路板之后,您可以通过JLCPCB.com订购相应的PCB。要从JLCPCB订购PCB,您需要Gerber文件。要下载PCB的Gerber文件,只需单击EasyEDA编辑器页面中的Fabrication Output按钮,然后从EasyEDA PCB订购页面下载该文件。

现在去JLCPCB.com,点击Quote Now or Buy Now按钮,然后你可以选择你想要订购的PCB数量、需要多少铜层、PCB板厚、铜重量,甚至是PCB的颜色,就像如下的截图所示:

Buy-your-printed-PCB-from-JLCPCB.jpg

ordering-pcb-from-jlcpcb-upload-gerber-file.jpg


选择完所有选项后,点击“Save to Cart”,然后在下一个页面,您可以上传您从EasyEDA下载的Gerber文件。上传您的Gerber文件并点击“Save to Cart”。最后点击Checkout,完成订单,几天后您将可以拿到PCB。他们以2美元的低价制造PCB。他们的生产时间也非常短,大约48个小时,加上DHL交货时间为3-5天,基本上您可以在订购后一周内拿到PCB。

Arduino-Alcohol-Detector-Circuit-PCB-detailed-dimension.png


在订购印刷电路板的几天后,我拿到了包装完好的PCB样片,如下图所示。

Packed-PCB-received-from-jlcpcb.jpg

JLCPCB-box.jpg

在拿到这些PCB电路板之后,将所有必需的元件焊接在PCB电路板上。

Arduino-Alcohol-Detector-Circuit-PCB-soldering.jpg

Soldered-PCB-with-components.jpg

现在我们只需要将LCD连接到扩展板上,然后将此酒精检测仪扩展板放置在Arduino开发板上。将这个扩展板的引脚Arduino对齐,然后用力将它压在Arduino上。现在只需将代码上传到Arduino,然后重新给电路板供电,就完成了!您的酒精检测仪已准备好测试使用了。

Arduino-Alcohol-Detector-Circuit-in-action.jpg


代码

该项目的完整代码如下: main.c (1.1 KB, 下载次数: 193)


本文翻译自https://circuitdigest.com/microcontroller-projects/arduino-alcohol-detector-circuit-board,感谢Saddam做出的贡献。如有错漏,敬请指正。

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