แผงวงจรตรวจจับแอลกอฮอล์ Arduino

ในโครงการนี้ฉันจะเชื่อมต่อเซ็นเซอร์แอลกอฮอล์กับ Arduino ที่นี่ฉันได้ออกแบบArduino Shield PCB โดยใช้โปรแกรมจำลองและออกแบบ PCB ออนไลน์ของ EASYEDA Arduino เครื่องตรวจจับแอลกอฮอล์จะตรวจจับระดับแอลกอฮอล์ในลมหายใจและโดยใช้การคำนวณบางอย่างในรหัสเราสามารถคำนวณระดับแอลกอฮอล์ในลมหายใจหรือในเลือดและสามารถกระตุ้นการเตือนได้

ส่วนประกอบที่ต้องการ:

1. Arduino UNO
2. เครื่องตรวจจับแอลกอฮอล์ Arduino shield จาก JLCPCB
3. เซ็นเซอร์แอลกอฮอล์ (MQ3)
4. ตัวต้านทาน 10K
5. ตัวต้านทาน 1K
6. 16x2 LCD
7. พาวเวอร์ซัพพลาย
8. 10k พอต
9. LED
10. LM358
11. Burgstips
12. ปุ่มกด

แผนภาพวงจรและคำอธิบาย:

ในArduino Alcohol Detector Shield นี้เราได้ใช้เซ็นเซอร์ MQ3 เพื่อตรวจจับระดับแอลกอฮอล์ในลมหายใจ16x2 จอแอลซีดีถูกนำมาใช้สำหรับการแสดงค่า PPM ของเครื่องดื่มแอลกอฮอล์ และ LM358 IC สำหรับแปลงเอาต์พุตเซ็นเซอร์ระดับแอลกอฮอล์เป็นดิจิตอล (ฟังก์ชันนี้เป็นทางเลือก) นอกจากนี้ยังมีกริ่งสำหรับระบุระดับแอลกอฮอล์สูง

แผนภาพวงจรสำหรับโครงการ Arduino Alcohol Sensorนี้ได้รับข้างต้น เรามีวงจรเปรียบเทียบสำหรับเปรียบเทียบแรงดันขาออกของเซ็นเซอร์แอลกอฮอล์กับแรงดันไฟฟ้าที่ตั้งไว้ล่วงหน้า (เอาท์พุทเชื่อมต่อที่ขา D7) เอาต์พุตเซ็นเซอร์แอลกอฮอล์ยังเชื่อมต่อที่พินอะนาล็อกของ Arduino (A0) Buzzerเชื่อมต่ออยู่ที่ Pin D9 และการเชื่อมต่อ LCD จะเหมือนกับตัวอย่าง Arduino LCD ที่มีอยู่ใน Arduino IDE (12, 11, 5, 4, 3, 2) ปุ่มกดยังใช้ที่นี่เพื่อเริ่มอ่านจากเซ็นเซอร์แอลกอฮอล์ที่เชื่อมต่อที่พินดิจิทัล D6 ของ Arduino การเชื่อมต่อที่เหลือจะแสดงในแผนภาพวงจร

หมายเหตุ: ในวงจรเราจำเป็นต้องย่อขาทั้งสามของส่วนหัว J2 เพื่อคำนวณ PPM

สำหรับการออกแบบ Alcohol Detector Shield สำหรับ Arduino เราได้ใช้ EasyEDA ซึ่งก่อนอื่นเราได้ออกแบบ Schematic จากนั้นแปลงเป็นรูปแบบ PCB โดยใช้คุณสมบัติ Auto Routing ของ EasyEDA กระบวนการที่สมบูรณ์มีคำอธิบายด้านล่าง

การคำนวณระดับแอลกอฮอล์:

ตามเอกสารข้อมูล MQ3 แอลกอฮอล์ในอากาศบริสุทธิ์คือ 0.04 มก. / ล.

ดังนั้นเราจึงจ่ายไฟให้กับวงจรและหาแรงดันเอาต์พุตของเซ็นเซอร์ MQ3 ในอากาศในห้อง (ฉันถือว่าห้องของฉันมีอากาศบริสุทธิ์) ดังนั้นฉันจึงมีแรงดันไฟฟ้า 0.60 หมายความว่าเมื่อเซ็นเซอร์ให้ 0.60v ในอากาศบริสุทธิ์แอลกอฮอล์จะเป็น 0.04 mg / L

ตอนนี้เราสามารถหาตัวคูณได้โดยหารแอลกอฮอล์ด้วยแรงดันไฟฟ้าขาออกในอากาศบริสุทธิ์แล้วเราจะได้

ตัวคูณ = 0.40 / 0.60 ตัวคูณ = 0.67

ตอนนี้เรามีสูตรคำนวณแอลกอฮอล์แล้ว (อาจห่างไกลจากการคำนวณที่ถูกต้องหรือตามความเป็นจริงสิ่งเหล่านี้ไม่ใช่การคำนวณมาตรฐาน)

แอลกอฮอล์ = 0.67 * v.

โดยที่ v คือแรงดันขาออกของเซ็นเซอร์แอลกอฮอล์

ตอนนี้เรารู้ขีด จำกัด การขับรถน้อยที่สุดในขณะที่ดื่มแอลกอฮอล์อยู่ที่ประมาณ 0.5 มก. แต่ในการคำนวณของเราเราได้รับประมาณ 0.40 mg / L ในอากาศบริสุทธิ์เพื่อที่เราจะได้กำหนดขีด จำกัด ของแอลกอฮอล์ขณะขับรถ 0.80mg / L (สำหรับการสาธิตเท่านั้น)

MQ3 เซนเซอร์:

เซ็นเซอร์ก๊าซแอลกอฮอล์ MQ3ทำโดยใช้วัสดุ SnO2 ซึ่งมีการนำไฟฟ้าน้อยกว่าในอากาศบริสุทธิ์ เมื่อใดก็ตามที่มีก๊าซแอลกอฮอล์ในบริเวณใกล้เคียงมันจะเริ่มทำงานสูงตามความเข้มข้นของก๊าซ ดังนั้นผู้ใช้สามารถตรวจจับความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าขาออกโดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์และสามารถตรวจจับแอลกอฮอล์ได้ นี่คือต้นทุนต่ำและเป็นเซ็นเซอร์ที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานหลายประเภทสำหรับการตรวจจับแอลกอฮอล์ เซ็นเซอร์นี้มีอายุการใช้งานยาวนานและมีความไวที่ดี แอปพลิเคชั่นบางอย่างที่สามารถทำได้โดยใช้เซ็นเซอร์นี้ ได้แก่ เครื่องเตือนแก๊สแอลกอฮอล์เครื่องตรวจจับแอลกอฮอล์แบบพกพาสัญญาณเตือนแก๊ส Breathalyzer เป็นต้น

การออกแบบวงจรและ PCB โดยใช้ EasyEDA:

ในการออกแบบ Arduino Alcohol Project Circuitนี้เราได้เลือกเครื่องมือ EDA ออนไลน์ที่เรียกว่า EasyEDA ก่อนหน้านี้ฉันเคยใช้ EasyEDA หลายครั้งและพบว่ามันสะดวกมากที่จะใช้เนื่องจากมีคอลเลกชันที่ดีของรอยเท้าและโอเพ่นซอร์ส ตรวจสอบโครงการ PCB ทั้งหมดของเราที่นี่ หลังจากออกแบบ PCB แล้วเราสามารถสั่งซื้อตัวอย่าง PCB ได้โดยบริการผลิต PCB ต้นทุนต่ำ นอกจากนี้ยังมีบริการจัดหาส่วนประกอบที่มีส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์จำนวนมากและผู้ใช้สามารถสั่งซื้อส่วนประกอบที่ต้องการพร้อมกับคำสั่งซื้อ PCB

ในขณะที่ออกแบบวงจรและ PCB ของคุณคุณยังสามารถทำให้การออกแบบวงจรและ PCB ของคุณเป็นแบบสาธารณะเพื่อให้ผู้ใช้รายอื่นสามารถคัดลอกหรือแก้ไขได้และสามารถใช้ประโยชน์จากที่นั่นได้นอกจากนี้เรายังทำให้วงจรและเลย์เอาต์ PCB ทั้งหมดของเราเป็นแบบสาธารณะสำหรับ Arduino เครื่องตรวจจับแอลกอฮอล์นี้ ตรวจสอบลิงค์ด้านล่าง:

easyeda.com/circuitdigest/Alcohol_Detector-6b80abe350df4526b21be4999638a36b

คุณสามารถดูเลเยอร์ใดก็ได้ (บน, ล่าง, ท็อปซิล, พื้นและอื่น ๆ) ของ PCB โดยการเลือกเลเยอร์จากหน้าต่าง 'เลเยอร์'

คุณยังสามารถดู PCB วิธีการดูแลการประดิษฐ์โดยใช้ ปุ่มมุมมองภาพถ่ายใน EasyEDA:

การคำนวณและการสั่งซื้อตัวอย่างออนไลน์:

หลังจากออกแบบ Arduino Alcohol Project PCBนี้เสร็จแล้วคุณสามารถสั่งซื้อ PCB ผ่าน JLCPCB.com ในการสั่งซื้อ PCB จาก JLCPCB คุณต้องมีไฟล์ Gerber หากต้องการดาวน์โหลดไฟล์ Gerber ของ PCB ของคุณเพียงคลิกปุ่ม Fabrication Output ในหน้าตัวแก้ไข EasyEDA จากนั้นดาวน์โหลดจากหน้าคำสั่งซื้อ EasyEDA PCB

ไปที่ JLCPCB.com แล้วคลิกที่ Quote Now หรือ ปุ่มจากนั้นคุณสามารถเลือกจำนวน PCB ที่คุณต้องการสั่งซื้อจำนวนชั้นทองแดงที่คุณต้องการความหนาของ PCB น้ำหนักทองแดงและแม้แต่สี PCB เช่นภาพรวม แสดงด้านล่าง:

หลังจากคุณเลือกตัวเลือกทั้งหมดแล้วให้คลิก“ บันทึกลงในรถเข็น” จากนั้นคุณจะเข้าสู่หน้าที่คุณสามารถอัปโหลดไฟล์ Gerber ของคุณซึ่งเราได้ดาวน์โหลดจาก EasyEDA อัปโหลดไฟล์ Gerber ของคุณแล้วคลิก“ บันทึกลงในรถเข็น” และในที่สุดคลิกที่ชำระเงินอย่างปลอดภัยเพื่อดำเนินการสั่งซื้อให้เสร็จสมบูรณ์จากนั้นคุณจะได้รับ PCBs ของคุณในอีกไม่กี่วัน พวกเขากำลังผลิต PCB ในอัตราที่ต่ำมากซึ่งอยู่ที่ 2 เหรียญ เวลาในการสร้างของพวกเขายังน้อยกว่ามากซึ่ง 48 ชั่วโมงด้วยการจัดส่ง DHL 3-5 วันโดยทั่วไปคุณจะได้รับ PCBs ภายในหนึ่งสัปดาห์หลังจากสั่งซื้อ

หลังจากไม่กี่วันของการสั่งซื้อ PCB ฉันได้รับ ตัวอย่าง PCB ในบรรจุภัณฑ์ที่ดี ดังที่แสดงในภาพด้านล่าง

และหลังจากได้ชิ้นส่วนเหล่านี้ฉันได้บัดกรีส่วนประกอบที่จำเป็นทั้งหมดบน PCB แล้ว

ตอนนี้เราก็ต้องแนบจอแอลซีดีโล่และ สถานที่แห่งนี้เครื่องดื่มแอลกอฮอล์เครื่องตรวจจับโล่มากกว่า Arduino จัดตำแหน่งพินของโล่นี้กับ Arduino และกดให้แน่นบน Arduino ตอนนี้เพียงอัปโหลดรหัสไปยัง Arduino และเปิดวงจรเท่านี้ก็เสร็จแล้ว! เครื่องตรวจจับแอลกอฮอล์ของคุณพร้อมที่จะทดสอบแล้ว