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DIY可充电酒精检测仪

发布时间:2022-06-12
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DIY可充电酒精检测仪

发布时间:2022-06-12
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嗨朋友们,今天我们将构建一个 DIY 可充电酒精检测仪。众所周知,酒精分析仪使用呼出气中的酒精含量来计算人血液中的酒精含量。在这个项目中,我们将展示如何自己构建这个酒精检测仪。

第 1 步:补给清单

这些是该项目所需的主要电子元件。

  • 1 X Digispark Attiny85
  • 1 X 500 毫安锂电池
  • 1 X MQ3 酒精传感器模块
  • 1 X TP4056 充电控制器
  • 1 X SPDT 滑动开关
  • 1 X共阳极 RGB LED
  • 1 个压电蜂鸣器
  • 1 X DC-DC 升压模块
  • 1 X 2.2k 电阻
  • 5m硅胶红线
  • 5m硅胶黑线
  • 1 X印刷电路板
  • 母头

工具

  • 胶枪
  • 烙铁
  • 快速弯曲
  • 游标卡尺
  • 直尺
  • 激光切割机

第 2 步:为什么要使用这些组件?

Digispark Attiny 85

  • 在这里,我们使用 Digispark attiny 85 作为微控制器。您可以改用任何 Arduino 板。
  • 在这里,我们考虑了 Digispark attiny 85,以使该设备成为紧凑型设备。就像大多数 Arduino 板带有用于编程的 USB 端口,有时作为电源一样,Digispark 带有一个板载 USB 连接器,可以直接插入计算机以对设备进行编程。该板可通过 USB 端口供电,该端口将向板提供 5V 电压,或通过其 VIN 引脚从外部电源供电,该引脚可接受约 7 至 35V 的电压,通过板载 78M05 稳压器将其调节至 5V。

MQ3 传感器模块

  • 我们使用 MQ3 Sensor 模块来检测空气中的酒精。MQ3 酒精传感器模块是一个很好的选择,因为该模块可以轻松集成到微控制器中。

压电蜂鸣器和共阳极 RGB LED

  • 为了提醒酒精的存在,我们使用了压电蜂鸣器和共阳极 RGB Led。

锂电池

  • 在这里,我们使用锂电池为项目供电。电池容量约500mAh,可长时间运行。锂电池具有能量密度高、厚度薄、内阻低、充放电特性好、耐压高、安全性能好、循环寿命长等特点。

TP4056 充电控制器,本项目使用的充电控制器为 TP4056。我们使用它的原因是

  • 恒流/恒压充电方式
  • C/10 充电终止。
  • 2.9V 涓流充电阈值(深度放电电池)。
  • 上限充电停止电压:4.2V。
  • 软启动浪涌电流限制。
  • 自动充电(连接到充电器时使电池保持最佳充电状态)。
  • 而且它非常便宜。

DC-DC升压模块

  • 微控制器需要 5V 才能运行,而锂电池可提供最高 4V 的电压。这确实是一个大问题,这就是为什么我们使用 DC-DC 升压转换器将来自 lipo 电池的 3.7 伏转换为 5 伏的原因。
  • 我们还使用了 SPDT 滑动开关来调节电路中的电流。

第 3 步:MQ3 酒精传感器模块和校准

MQ3 是 MQ 传感器系列中最常用的传感器之一。它是一种金属氧化物半导体 (MOS) 类型的传感器。金属氧化物传感器也称为化学电阻器,因为传感是基于传感材料在暴露于酒精时的电阻变化。因此,通过将其放置在一个简单的分压器网络中,可以检测到酒精浓度。

MQ3 酒精传感器在 5V DC 上工作,功耗约为 800mW。它可以检测 25 至 500 ppm 的任何酒精浓度。如果您需要更多有关这方面的知识,请阅读此处。lastminutengineers 在那里写了一篇很棒的文章。

对于校准过程,我们将传感器与 Arduino 一起使用,因为 Digispark 不提供任何串行输出。所以玩起来非常困难。根据原理图将传感器连接到 Arduino。

使用上面的草图来记录当您在不喝酒的情况下向传感器吹气时与在喝酒后传感器输出的值。在这里,我们使用消毒剂来完成这项工作,因为我们无法获得酒精。如果不允许使用酒精,您也可以使用异丙醇。

没有酒精,我们实际上得到一个低于 400 的传感器值,而在有酒精的情况下得到一个高于 400 的值。所以我们将400设置为触发动作的阈值。

注意:要从酒精传感器获得准确的读数,建议您先对其进行校准。您需要找出在呼气测醉器的情况下哪些值等于特定百分比甚至血液酒精浓度。我们的设备只能检测到酒精的存在。

第 4 步:测试电路

根据上面面包板中显示的原理图,我们将所有组件连接到 Arduino,包括蜂鸣器和共阳极 RGB LED。面包板用于在完成任何电路设计之前快速构建和测试电路。然后我们编写了一些用于检测酒精的代码,也用于警告存在并将其上传到 Arduino。它按预期工作。点击此处下载:

检测_代码.ino

第 5 步:外壳

即将到来的任务是为设备构建一个外壳。首先,我们使用游标卡尺测量了空气流向传感器的管道尺寸,然后我们测量了蜂鸣器和 RGB LED 的尺寸。游标卡尺在测量直径时更加舒适。

我们还通过测量尺子估计了充电端口和开关的尺寸。

我们为外壳选择 3mm 亚克力。3mm的厚度可以为外壳提供最佳强度,并且可以很容易地粘在一起。

在这里,我们根据尺寸在 Corel 绘图中设计了 SVG 文件。然后我们激光切割亚克力。

第 6 步:组装准备

在组装之前,我们需要做一些任务。首先,我们移除了 MQ3 传感器的接头,以便我们可以轻松地将它们放入外壳中,然后我们将电线焊接到其中。

然后我们切出一个小 PCB,其中焊接了母头,这样我们就可以轻松地连接和分离与微控制器的连接。

我们的 lipo 电池的额定电流为 500 毫安,因此 TP4056 充电控制器在这里为我们的用户提供 1A 的输出电流。它有一个电流编程电阻器(R3),我们可以通过给它一个合适的值来将输出电流设置为 1A。

在这里,我们为我们的 500 mAh 锂电池提供 2.2k 的电阻。

我们还将代码上传到微控制器。您可以在此处找到完整的代码。

第 7 步:组装

首先,在将侧件与底座组装后,我们将 MQ3 与管道连接起来。连接开关后,我们在双面胶带的帮助下连接了 Lipo 电池和 DC-DC 升压转换器。

连接接头后,将微控制器插入升压转换器。TP4056 充电器模块在胶枪的帮助下固定在适当的位置。

然后我们按照原理图开始焊接。电路 1 和电路 2 构成了上面给出的整个电路。

最后,我们将蜂鸣器和 LED 连接到盖子上,并将它们连接到微控制器。然后我们粘上剩下的亚克力片。

注意:使用上面的图像作为参考。

至此,我们的酒精测试仪就做好了,有问题欢迎留言评论交流。

* 以上内容翻译自网络,原作者:CodersCafeTech,如涉及侵权可联系删除。

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