- Απαιτούμενα στοιχεία:
- Διάγραμμα κυκλώματος και επεξήγηση:
- Υπολογισμοί για το επίπεδο αλκοόλ:
- Αισθητήρας MQ3:
- Σχεδιασμός κυκλώματος και PCB χρησιμοποιώντας το EasyEDA:
- Υπολογισμός και παραγγελία δειγμάτων στο διαδίκτυο:
Σε αυτό το έργο, πρόκειται να διασυνδέσω έναν αισθητήρα αλκοόλης με το Arduino. Εδώ έχω σχεδιάσει ένα Arduino Shield PCB χρησιμοποιώντας τον online προσομοιωτή και σχεδιαστή PCB EASYEDA. Το Arduino Alcohol Detector θα ανιχνεύσει το επίπεδο αλκοόλ στην αναπνοή και χρησιμοποιώντας μερικούς υπολογισμούς στον κώδικα μπορούμε να υπολογίσουμε το επίπεδο αλκοόλ στην αναπνοή ή στο αίμα και μπορεί να προκαλέσει κάποιο συναγερμό.
Απαιτούμενα στοιχεία:
- Arduino UNO
- Ανιχνευτής αλκοόλης Arduino ασπίδα από JLCPCB
- Αισθητήρας αλκοόλ (MQ3)
- Αντίσταση 10K
- Αντίσταση 1Κ
- LCD 16x2
- Παροχή ηλεκτρικού ρεύματος
- 10k ΔΟΧΕΙΟ
- LED
- LM358
- Μπάμπερτς
- Πιέστε το κουμπί
Διάγραμμα κυκλώματος και επεξήγηση:
Σε αυτήν την ασπίδα ανίχνευσης αλκοόλης Arduino έχουμε χρησιμοποιήσει έναν αισθητήρα MQ3 για να ανιχνεύσουμε το παρόν επίπεδο αλκοόλ στην αναπνοή. Μια οθόνη LCD 16x2 χρησιμοποιείται για την εμφάνιση της τιμής PPM του αλκοόλ. Και ένα LM358 IC για μετατροπή εξόδου αισθητήρα στάθμης αλκοόλ σε ψηφιακό (αυτή η λειτουργία είναι προαιρετική). Ένας βομβητής είναι επίσης κατάλληλος για ένδειξη υψηλού επιπέδου αλκοόλ.
Το διάγραμμα κυκλώματος για αυτό το έργο αισθητήρα αλκοόλης Arduino δίνεται παραπάνω. Έχουμε ένα κύκλωμα σύγκρισης για τη σύγκριση της τάσης εξόδου του αισθητήρα αλκοόλης με την προκαθορισμένη τάση (έξοδος συνδεδεμένη στον ακροδέκτη D7). Η έξοδος του αισθητήρα αλκοόλης συνδέεται επίσης σε έναν αναλογικό πείρο του Arduino (A0). Το Buzzer είναι συνδεδεμένο στο Pin D9. Και οι συνδέσεις LCD είναι ίδιες με τα παραδείγματα LCD Arduino που είναι διαθέσιμα στο Arduino IDE (12, 11, 5, 4, 3, 2). Ένα μπουτόν χρησιμοποιείται επίσης εδώ για να ξεκινήσετε την ανάγνωση από τον αισθητήρα αλκοόλης που είναι συνδεδεμένος στον ψηφιακό πείρο D6 του Arduino. Οι υπόλοιπες συνδέσεις εμφανίζονται στο διάγραμμα κυκλώματος.
Σημείωση: Στο κύκλωμα, πρέπει να συντομεύσουμε και τις τρεις ακίδες της κεφαλίδας J2 για τον υπολογισμό του PPM.
Για το σχεδιασμό του Shield Detector Shield για το Arduino χρησιμοποιήσαμε το EasyEDA, στο οποίο πρώτα σχεδιάσαμε ένα Σχηματικό και στη συνέχεια το μετατρέψαμε στη διάταξη PCB με τη λειτουργία Auto Routing του EasyEDA. Η πλήρης διαδικασία εξηγείται παρακάτω.
Υπολογισμοί για το επίπεδο αλκοόλ:
Σύμφωνα με το δελτίο MQ3, το αλκοόλ σε καθαρό αέρα είναι 0,04 mg / L.
Ενεργοποιούμε λοιπόν το κύκλωμα και βρίσκουμε την τάση εξόδου του αισθητήρα MQ3 στον αέρα του δωματίου (υποθέτω ότι το δωμάτιό μου έχει καθαρό αέρα) οπότε έχω 0,60 τάση. Αυτό σημαίνει ότι όταν ο αισθητήρας δίνει 0,60v στον καθαρό αέρα, τότε το αλκοόλ θα είναι 0,04 mg / L.
Τώρα μπορούμε να βρούμε έναν πολλαπλασιαστή διαιρώντας το αλκοόλ με την τάση εξόδου στον καθαρό αέρα και παίρνουμε
Πολλαπλασιαστής = 0,40 / 0,60 Πολλαπλασιαστής = 0,67
Τώρα έχουμε έναν τύπο για τον υπολογισμό του αλκοόλ (μπορεί να απέχει πολύ από τον ακριβή ή τον πραγματικό υπολογισμό. Αυτοί δεν είναι τυπικοί υπολογισμοί)
Αλκοόλ = 0,67 * v.
Όπου v είναι η τάση εξόδου του αισθητήρα αλκοόλης.
Τώρα γνωρίζουμε το λιγότερο όριο οδήγησης ενώ η κατανάλωση αλκοόλ είναι περίπου 0,5mg / L Αλλά στον υπολογισμό μας, παίρνουμε περίπου 0,40 mg / L σε καθαρό αέρα, έτσι ώστε να έχουμε ορίσει αλκοόλ κατά την οδήγηση 0,80 mg / L (μόνο για επίδειξη).
Αισθητήρας MQ3:
Ο αισθητήρας αερίου αλκοόλης MQ3 κατασκευάζεται χρησιμοποιώντας υλικό SnO2 το οποίο έχει λιγότερη αγωγιμότητα στον καθαρό αέρα. Όποτε έρχεται κοντά σε αέριο αλκοόλ, αρχίζει να λειτουργεί πολύ ανάλογα με τη συγκέντρωση του αερίου. Έτσι ο χρήστης μπορεί να αντιληφθεί τη διαφορά της τάσης εξόδου χρησιμοποιώντας οποιονδήποτε μικροελεγκτή και μπορεί να ανιχνεύσει την παρουσία αλκοόλ. Αυτό είναι χαμηλού κόστους και ένας κατάλληλος αισθητήρας για πολλές εφαρμογές για την ανίχνευση αλκοόλ. Αυτός ο αισθητήρας έχει μεγάλη διάρκεια ζωής και καλή ευαισθησία. Μερικές από τις εφαρμογές που μπορούν να γίνουν χρησιμοποιώντας αυτόν τον αισθητήρα είναι συναγερμός αερίου αλκοόλης, φορητός ανιχνευτής αλκοόλ, συναγερμοί αερίου, Breathalyzer κ.λπ.
Σχεδιασμός κυκλώματος και PCB χρησιμοποιώντας το EasyEDA:
Για να σχεδιάσουμε αυτό το Arduino Alcohol Project Circuit, έχουμε επιλέξει το ηλεκτρονικό εργαλείο EDA που ονομάζεται EasyEDA. Έχω χρησιμοποιήσει στο παρελθόν το EasyEDA πολλές φορές και το βρήκα πολύ βολικό στη χρήση, δεδομένου ότι διαθέτει μια καλή συλλογή αποτυπώματος και του ανοιχτού κώδικα. Δείτε εδώ όλα τα έργα PCB. Αφού σχεδιάσουμε το PCB, μπορούμε να παραγγείλουμε τα δείγματα PCB από τις υπηρεσίες κατασκευής PCB χαμηλού κόστους. Προσφέρουν επίσης υπηρεσία προμήθειας συστατικών όπου διαθέτουν μεγάλο απόθεμα ηλεκτρονικών εξαρτημάτων και οι χρήστες μπορούν να παραγγείλουν τα απαιτούμενα συστατικά τους μαζί με την παραγγελία PCB.
Κατά τον σχεδιασμό των κυκλωμάτων και των PCB σας, μπορείτε επίσης να κάνετε τα σχέδια κυκλωμάτων και PCB σας δημόσια, ώστε άλλοι χρήστες να μπορούν να τα αντιγράψουν ή να τα επεξεργαστούν και να επωφεληθούν από εκεί, έχουμε επίσης δημοσιοποιήσει ολόκληρες τις διατάξεις κυκλωμάτων και PCB για αυτόν τον ανιχνευτή αλκοόλης Arduino, ελέγξτε τον παρακάτω σύνδεσμο:
easyeda.com/circuitdigest/Alcohol_Detector-6b80abe350df4526b21be4999638a36b
Μπορείτε να δείτε οποιοδήποτε στρώμα (Top, Bottom, Topsilk, bottomsilk κ.λπ.) του PCB επιλέγοντας το επίπεδο από το παράθυρο «Layers».
Μπορείτε επίσης να δείτε το PCB, πώς θα φροντίζει η κατασκευή χρησιμοποιώντας το κουμπί Προβολή φωτογραφιών στο EasyEDA:
Υπολογισμός και παραγγελία δειγμάτων στο διαδίκτυο:
Μετά την ολοκλήρωση του σχεδιασμού αυτού του Arduino Alcohol Project PCB, μπορείτε να παραγγείλετε το PCB μέσω του JLCPCB.com. Για να παραγγείλετε το PCB από το JLCPCB, χρειάζεστε το Gerber File. Για να κατεβάσετε αρχεία Gerber του PCB σας απλώς κάντε κλικ στο κουμπί Εξαγωγή παραγωγής στη σελίδα επεξεργασίας EasyEDA και, στη συνέχεια, πραγματοποιήστε λήψη από τη σελίδα παραγγελίας EasyEDA PCB.
Τώρα μεταβείτε στο JLCPCB.com και κάντε κλικ στο Quote Now ή στο κουμπί, τότε μπορείτε να επιλέξετε τον αριθμό των PCB που θέλετε να παραγγείλετε, πόσα στρώματα χαλκού χρειάζεστε, το πάχος του PCB, το βάρος του χαλκού και ακόμη και το χρώμα PCB, όπως το στιγμιότυπο Φαίνεται παρακάτω:
Αφού ορίσετε όλες τις επιλογές, κάντε κλικ στο "Αποθήκευση στο καλάθι" και στη συνέχεια θα μεταφερθείτε στη σελίδα όπου μπορείτε να ανεβάσετε το αρχείο Gerber που έχουμε κατεβάσει από το EasyEDA. Ανεβάστε το αρχείο Gerber και κάντε κλικ στο "Αποθήκευση στο καλάθι". Και τέλος κάντε κλικ στο Checkout Securely για να ολοκληρώσετε την παραγγελία σας, τότε θα λάβετε τα PCB σας λίγες μέρες αργότερα. Κατασκευάζουν το PCB με πολύ χαμηλό ρυθμό που είναι 2 $. Ο χρόνος κατασκευής τους είναι επίσης πολύ μικρότερος, δηλαδή 48 ώρες με παράδοση DHL 3-5 ημερών, βασικά θα λάβετε τα PCB σας εντός μιας εβδομάδας από την παραγγελία.
Μετά από μερικές ημέρες παραγγελίας PCB, πήρα τα δείγματα PCB σε ωραία συσκευασία, όπως φαίνεται στις παρακάτω εικόνες.
Και αφού πήρα αυτά τα κομμάτια έχω κολλήσει όλα τα απαιτούμενα εξαρτήματα πάνω από το PCB,
Τώρα πρέπει απλώς να συνδέσουμε το LCD στο Shield και να τοποθετήσουμε αυτό το Shield Detector Shield πάνω από το Arduino. Ευθυγραμμίστε τους πείρους αυτής της ασπίδας με το Arduino και πιέστε το σταθερά πάνω από το Arduino. Τώρα απλώς ανεβάστε τον κωδικό στο Arduino και ενεργοποιήστε το κύκλωμα και τελειώσατε! Ο ανιχνευτής αλκοόλ σας είναι έτοιμος για δοκιμή.
