Kako narediti prenosni alkotest: 6 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:03

Alkotest je naprava za ocenjevanje vsebnosti alkohola v krvi (BAC) iz vzorca dihanja. Preprosto povedano, to je naprava za preverjanje, ali je oseba opojna. Odčitavanje vsebnosti alkohola v sapi se uporablja v kazenskih pregonih; upravljavec vozila, katerega odčitki kažejo, da je BAC presegel omejitev vožnje, se lahko obtoži kaznivega dejanja.

Raven alkohola v krvi, ki določa osebo kot mejo med vožnjo, se razlikuje glede na državo. Zakonske meje BAC se gibljejo od 0,01 do 0,10. Večina držav ima omejitev približno 0,05. Na primer, Grčija, Grenlandija in Islandija imajo omejitve 0,05. V Združenih državah je 0,08. Če je odmerek alkotesta večji od zakonske meje, lahko voznik prejme DUI.

Spodaj smo opisali korake, potrebne za razumevanje, kako je bila rešitev programirana za izdelavo prenosnega alkotesta. Če pa želite samo doseči rezultat programiranja, prenesite programsko opremo GreenPAK, če si želite ogledati že dokončano oblikovalsko datoteko GreenPAK. Priključite razvojni komplet GreenPAK na računalnik in pritisnite hitri program, da ustvarite prenosni alkotest.

1. korak: Kemija

Ko uporabnik izdihne v dihalni analizator, se kateri koli etanol, ki je v dihu, oksidira v kislino na anodi:

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

Na katodi se atmosferski kisik zmanjša:

O2 (g) + 4H + (aq) + 4e- → 2H2O (l)

Celotna reakcija je oksidacija etanola v ocetno kislino in vodo.

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

Električni tok, ki nastane pri tej reakciji, se meri z mikroprocesorjem in prikaže kot približek celotne vsebnosti alkohola v krvi (BAC).

2. korak: Senzor alkohola MQ-3

Ta alkotest ni namenjen uporabi kot pripomoček, ki bi lahko potrdil pregon. MQ-3 ni dovolj natančen, da bi zabeležil natančen BAC, vendar je dovolj sposoben analizirati koncentracijo alkohola v dihu za nepravosodne aplikacije. MQ-3 je poceni polprevodniški senzor, ki lahko zazna prisotnost alkoholnih plinov v koncentracijah od 0,05 mg / L do 10 mg / L. Občutljiv material, uporabljen za ta senzor, je SnO2, katerega prevodnost je nižja v čistem zraku. Njegova prevodnost se povečuje s povečanjem koncentracije alkoholnih plinov. To posledično zmanjša upor senzorja pin-to-pin. Namesto da merimo upor neposredno, merimo napetostni nivo na točki med senzorjem in obremenitvenim uporom. Tipalo in obremenitveni upor tvorita delilnik napetosti in nižji je upor senzorja, višja bo odčitana napetost. Ima visoko občutljivost na alkohol in dobro odporna na motnje zaradi dima, hlapov in bencina. Ta modul ponuja tako digitalne kot analogne izhode.

Senzor ima vklopno obdobje od 24 do 48 ur. To pomeni, da je treba senzor vklopiti 24 - 48 ur, preden odčitki postanejo stabilni.

Ta senzor alkohola je primeren za zaznavanje koncentracije alkohola v vašem dihu, tako kot vaš običajni alkotest. Ima visoko občutljivost in hiter odzivni čas. Senzor zagotavlja analogno uporovno izhodno vrednost v obliki napetosti, ki temelji na koncentraciji alkohola. Tabela 1 prikazuje vpogled v napetostna območja senzorja MQ-3.

3. korak: Povzetek projekta

Ta Navodila opisujejo, kako z uporabo Dialog GreenPAK ™ SLG46140V implementirati poceni prenosni alkotest. GreenPAK se bo uporabljal s senzorjem alkohola MQ-3 za merjenje koncentracije alkohola v zraku. Koncentracija iz senzorja alkohola nam bo omogočila, da ugotovimo, koliko alkohola je v človekovem dihu.

Človek lahko izdihuje etanol skupaj z ogljikovim dioksidom. Višja kot je vsebnost etanola v krvnem obtoku, več se ga vdihava v zrak pri izdihu. Ta Instructable bo uporabil 8-bitni ADC GreenPAK za pridobivanje analogne vrednosti iz senzorja alkohola MQ-3. Analogni primerjalniki bodo uporabljeni za zaznavanje pridobljene analogne vrednosti glede na določen prag. Pet različnih pragov je sestavljenih tako, da prikažejo stopnjo zastrupitve, ki je prisotna v človekovem dihu. Kadar koli vrednost preseže določen prag, se lahko prižge LED, ki označuje stopnjo zastrupitve.

4. korak: Shema vezja

Shema vezja za projekt je prikazana na sliki 1.

5. korak: Oblikovanje GreenPAK -a

Zasnova GreenPAK za projekt je prikazana na sliki 2.

Ta zasnova GreenPAK vključuje 5 različnih pragov napetosti analognega primerjalnika, ki označujejo različne količine zastrupitve, ki je prisotna v človeškem dihu. SLG46140 ima dva analogna primerjalnika, analogni vhod iz PIN6 pa ima ACMP0 in ACMP1 prek PGA, ki ima ojačanje 1x. Mejni vrednosti za ACMP0 in ACMP1 sta nastavljeni na 100 mV in 500 mV. Lastnosti ACMP0 in ACMP1 so prikazane na sliki 3. Preostale tri ravni je mogoče zgraditi z uporabo digitalnih primerjalnih blokov. Za uporabo teh DCMP -jev moramo najprej pretvoriti analogno vrednost v njen ekvivalentni bajt, ki se nato vnese v DCMP -je. To je mogoče doseči z uporabo 8-bitnega ADC-ja SLG46140. Analogni signal najprej prehaja skozi programabilni ojačevalnik ojačanja (PGA), ki se nato napaja na ADC. DCMP-ji nato dobijo svoj analogni signal, enakovreden bajtu iz ADC-ja. Konfiguracije za PGA in ADC so prikazane na sliki 4.

Prag za ACMP0 in ACMP1 je nastavljen na 100 mV oziroma 500 mV. Kadar koli napetost postane višja od danega praga, se izhod analognega primerjalnika zviša na VISOKO, kar povzroči vklop PIN-10 ali PIN-11. Nastavitve praga za DCMP so nekoliko zapletene in vključujejo nastavitev vrednosti registrov v lastnostih DCMP. Ekvivalentni analogni prag za DCMP je mogoče enostavno izračunati z enačbo 1.

Ko analogna vrednost prestopi prag, nastavljen v analognih primerjalnikih in digitalnih primerjalnikih, bodo omogočeni bloki, ki ustrezajo ustreznemu PIN -u, s čimer se prikaže razpon alkohola v vdihanem zraku. Lastnosti DCMP -jev so prikazane na sliki 5. Da bi zmanjšali porabo toka, lahko ADC, DCMP -je in ACMP -je ciklično napajamo z načinom Wake/Sleep. Za več informacij o ciklu budnosti / spanja glejte opombo o aplikaciji Generator časa bujenja / spanja AN-1076 na spletnem mestu Dialoga.

6. korak: Namestitev strojne opreme

Zaključek

V tem navodilu smo pokazali, kako z Dialog GreenPAK SLG46140V uporabiti nizkocenovni alkotest. Uporabili smo pet različnih pragov za prikaz stopnje alkohola, ki je prisotna pri izdihu. IC GreenPAK deluje kot krmilnik za pridobivanje koncentracije alkohola iz senzorja MQ-3 in nato uporabniku poda ustrezno indikacijo ravni BAC. Celotna izvedba je izvedena le s senzorjem alkohola GreenPAK in MQ-3 skupaj s peščico LED.