Kā izveidot pārnēsājamu alkometru: 6 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:53

Alkometrs ir ierīce alkohola satura (BAC) noteikšanai no izelpas parauga. Vienkārši sakot, tā ir ierīce, lai pārbaudītu, vai cilvēks ir apreibis. Alkohola satura noteikšana izelpā tiek izmantota kriminālvajāšanā; transportlīdzekļa vadītājam, kura rādījumi liecina, ka BAC pārsniedz braukšanas robežu, var tikt apsūdzēts noziedzīgā nodarījumā.

Alkohola līmenis asinīs, kas nosaka, ka persona, vadot automašīnu, pārsniedz atļauto, dažādās valstīs ir atšķirīga. BAC juridiskie ierobežojumi svārstās no 0,01 līdz 0,10. Lielākajā daļā valstu ierobežojums ir aptuveni 0,05. Piemēram, Grieķijā, Grenlandē un Islandē ierobežojumi ir 0,05. Amerikas Savienotajās Valstīs tas ir 0,08. Ja alkometra rādījums ir lielāks par atļauto robežu, vadītājs var saņemt DUI.

Tālāk mēs aprakstījām darbības, kas vajadzīgas, lai saprastu, kā risinājums ir ieprogrammēts, lai izveidotu pārnēsājamu alkometru. Tomēr, ja vēlaties tikai iegūt programmēšanas rezultātu, lejupielādējiet GreenPAK programmatūru, lai apskatītu jau pabeigto GreenPAK dizaina failu. Pievienojiet GreenPAK attīstības komplektu datoram un nospiediet programmu, lai izveidotu pārnēsājamu alkometru.

1. solis: ķīmija

Kad lietotājs izelpo elpas analizatorā, jebkurš izelpā esošais etanols anodā tiek oksidēts par skābi:

CH3CH2OH (g) + H2O (l) → CH3CH2OH (l) + 4H + (aq) + 4e-

Katodā atmosfēras skābeklis tiek samazināts:

O2 (g) + 4H + (aq) + 4e- → 2H2O (l)

Kopējā reakcija ir etanola oksidēšana līdz etiķskābei un ūdenim.

CH3CH2OH (l) + O2 (g) → CH3COOH (l) + H2O (l)

Šīs reakcijas radīto elektrisko strāvu mēra ar mikroprocesoru un parāda kā kopējo alkohola saturu asinīs (BAC).

2. darbība: alkohola sensors MQ-3

Šis alkometrs nav paredzēts lietošanai kā ierīce, kas var apstiprināt kriminālvajāšanu. MQ-3 nav pietiekami precīzs, lai reģistrētu precīzu BAC, bet ir pietiekami spējīgs, lai analizētu alkohola koncentrāciju izelpā ārpustiesas lietojumiem. MQ-3 ir lēts pusvadītāju sensors, kas spēj noteikt alkoholisko gāzu klātbūtni koncentrācijās no 0,05 mg / l līdz 10 mg / L. Šim sensoram izmantotais jutīgais materiāls ir SnO2, kura vadītspēja tīrā gaisā ir zemāka. Tā vadītspēja palielinās, palielinoties alkoholisko gāzu koncentrācijai. Tas savukārt samazina sensora pretestību tapām. Tā vietā, lai mērītu pretestību tieši, mēs mēra sprieguma līmeni vietā starp sensoru un slodzes rezistoru. Sensors un slodzes rezistors veido sprieguma dalītāju, un jo zemāka ir sensora pretestība, jo lielāks būs sprieguma rādījums. Tam ir augsta jutība pret alkoholu un laba izturība pret dūmu, tvaiku un benzīna radītiem traucējumiem. Šis modulis nodrošina gan digitālo, gan analogo izeju.

Sensoram ir 24–48 stundu ieslēgšanās periods. Tas nozīmē, ka sensors jāieslēdz 24–48 stundas, pirms rādītāji kļūst stabili.

Šis alkohola sensors ir piemērots alkohola koncentrācijas noteikšanai elpā, tāpat kā jūsu parastais alkometrs. Tam ir augsta jutība un ātrs reakcijas laiks. Sensors nodrošina analogo pretestības izejas vērtību sprieguma veidā, pamatojoties uz alkohola koncentrāciju. 1. tabulā sniegts ieskats MQ-3 sensora sprieguma diapazonos.

3. darbība: projekta kopsavilkums

Šajā pamācībā tiks aprakstīts, kā ieviest lētu pārnēsājamu alkometru, izmantojot Dialog GreenPAK ™ SLG46140V. GreenPAK tiks izmantots kopā ar alkohola sensoru MQ-3, lai izmērītu alkohola koncentrāciju gaisā. Alkohola sensora koncentrācija ļaus mums noteikt alkohola līmeni cilvēka elpā.

Cilvēks var izelpot etanolu kopā ar oglekļa dioksīdu. Jo augstāks ir etanola saturs asinsritē, jo vairāk tas tiek izvadīts gaisā, izelpojot. Šī pamācība izmantos GreenPAK 8 bitu ADC, lai iegūtu analogo vērtību no MQ-3 alkohola sensora. Analoga salīdzinātāji tiks izmantoti, lai noteiktu iegūto analogo vērtību attiecībā uz noteiktu slieksni. Ir izveidoti pieci dažādi sliekšņi, lai parādītu cilvēka elpas reibuma līmeni. Ikreiz, kad vērtība kļūst lielāka par noteiktu slieksni, var iedegties gaismas diode, kas norāda uz intoksikācijas pakāpi.

4. solis: shēmas shēma

Projekta shēma ir parādīta 1. attēlā.

5. solis: GreenPAK dizains

Projekta GreenPAK dizains ir parādīts 2. attēlā.

Šis GreenPAK dizains ietver 5 dažādus analogā salīdzinājuma sprieguma sliekšņus, lai norādītu dažādus reibuma daudzumus, kas rodas no cilvēka elpas. SLG46140 ir divi analogie salīdzinātāji, un analogā ieeja no PIN6 tiek nodota gan ACMP0, gan ACMP1, izmantojot PGA, kura pastiprinājums ir 1x. ACMP0 un ACMP1 sliekšņi ir iestatīti uz 100 mV un 500 mV. ACMP0 un ACMP1 īpašības var redzēt 3. attēlā. Atlikušos trīs līmeņus var izveidot, izmantojot digitālos salīdzinājuma blokus. Lai izmantotu šos DCMP, mums vispirms ir jāpārvērš analogā vērtība līdzvērtīgā baitā, kas pēc tam tiek padota DCMP. To var panākt, izmantojot SLG46140 8 bitu ADC. Analogais signāls vispirms iziet caur programmējamo pastiprinātāju (PGA), kas pēc tam tiek padots ADC. Pēc tam DCMP iegūst analogā signāla ekvivalenta baitu no ADC. PGA un ADC konfigurācijas ir norādītas 4. attēlā.

ACMP0 un ACMP1 slieksnis ir attiecīgi iestatīts uz 100 mV un 500 mV. Ikreiz, kad sprieguma līmenis kļūst lielāks par noteikto slieksni, analogā salīdzinājuma izeja kļūst HIGH, kā rezultātā tiek ieslēgts PIN-10 vai PIN-11. DCMP sliekšņa iestatījumi ir nedaudz sarežģīti un ietver reģistra vērtības iestatīšanu DCMP rekvizītos. Līdzvērtīgu analogo slieksni DCMP var viegli aprēķināt, izmantojot 1. vienādojumu.

Kad analogā vērtība pārsniedz analogos un digitālajos salīdzinātājos noteikto slieksni, tiek iespējoti bloki, kas atbilst attiecīgajam PIN, tādējādi parādot izelpā esošā alkohola diapazonu. DCMP īpašības ir parādītas 5. attēlā. Lai samazinātu strāvas patēriņu, ADC, DCMP un ACMP var ieslēgt enerģiju, izmantojot modināšanas/miega režīmu. Lai iegūtu papildinformāciju par pamošanās / miega ciklu, lūdzu, skatiet AN-1076 modināšanas / miega laika ģeneratora piezīmi Dialog tīmekļa vietnē.

6. darbība. Aparatūras iestatīšana

Secinājums

Šajā instrukcijā mēs parādījām, kā ieviest zemu izmaksu alkometru ar Dialog GreenPAK SLG46140V. Mēs izmantojām piecus dažādus sliekšņus, lai parādītu alkohola līmeni, kas rodas, kad subjekts izelpo. GreenPAK IC darbojas kā kontrolieris alkohola koncentrācijas noteikšanai no MQ-3 sensora un pēc tam nodrošina lietotājam atbilstošu BAC līmeņa indikāciju. Pilnīga ieviešana tiek veikta, izmantojot tikai GreenPAK un MQ-3 alkohola sensoru, kā arī nedaudz gaismas diodes.