Placa de circuit del detector d’alcohol Arduino

En aquest projecte, aniré a la interfície d’un sensor d’alcohol amb Arduino. Aquí he dissenyat un PCB Arduino Shield mitjançant el dissenyador i simulador de PCB en línia EASYEDA. El Detector d’Alcohol d’Arduino detectarà el nivell d’alcohol en la respiració i mitjançant l’ús d’alguns càlculs en codi podem calcular el nivell d’alcohol en la respiració o la sang i pot provocar una alarma.

Components necessaris:

1. Arduino UNO
2. Detector d'alcohol Arduino shield de JLCPCB
3. Sensor d'alcohol (MQ3)
4. Resistència 10K
5. Resistència 1K
6. LCD de 16x2
7. Font d'alimentació
8. 10k POT
9. LED
10. LM358
11. Burgstips
12. Polsador

Diagrama del circuit i explicació:

En aquest Arduino Alcohol Detector Shield hem utilitzat un sensor MQ3 per detectar el nivell d’alcohol present a la respiració. S'utilitza una pantalla LCD de 16x2 per mostrar el valor PPM de l'alcohol. I un IC LM358 per convertir la sortida del sensor de nivell d’alcohol a digital (aquesta funció és opcional). També hi ha un brunzidor per indicar un nivell d’alcohol elevat.

A continuació es mostra el diagrama de circuits d’aquest projecte Arduino Alcohol Sensor. Disposem d’un circuit comparatiu per comparar la tensió de sortida del sensor d’alcohol amb la tensió predeterminada (sortida connectada al pin D7). La sortida del sensor d'alcohol també es connecta a un pin analògic d'Arduino (A0). El brunzidor està connectat al pin D9. I les connexions LCD són les mateixes que els exemples Arduino LCD disponibles a Arduino IDE (12, 11, 5, 4, 3, 2). També es fa servir un polsador per començar a llegir el sensor d'alcohol connectat al pin digital D6 d'Arduino. Les connexions restants es mostren al diagrama del circuit.

Nota: Al circuit, hem de reduir tots els tres pins de la capçalera J2 per calcular PPM.

Per dissenyar Alcohol Detector Shield per Arduino hem utilitzat EasyEDA, en el qual primer hem dissenyat un esquema i després el hem convertit en el disseny de PCB mitjançant la funció Auto Routing d’EasyEDA. A continuació s’explica el procés complet.

Càlculs d'alcoholèmia:

Segons el full de dades MQ3, l'alcohol a l'aire net és de 0,04 mg / L.

Així doncs, alimentem el circuit i trobem la tensió de sortida del sensor MQ3 a l’aire de la sala (suposo que la meva habitació té aire net), de manera que tinc 0,60 de tensió. Vol dir que quan el sensor dóna 0,60 v a l’aire net, l’alcohol serà de 0,04 mg / L.

Ara podem trobar un multiplicador dividint l’alcohol per la tensió de sortida a l’aire net i ho aconseguim

Multiplicador = 0,40 / 0,60 Multiplicador = 0,67

Ara tenim una fórmula per calcular l'alcohol (pot estar molt lluny del càlcul precís o real. No són càlculs estàndard)

Alcohol = 0,67 * v.

On v és el voltatge de sortida del sensor d'alcohol.

Ara sabem que el límit mínim de conducció mentre es beu alcohol és d’uns 0,5 mg / L. Però, en el nostre càlcul, obtenim al voltant de 0,40 mg / L en aire net, de manera que hem establert un llindar d’alcohol mentre conduïm 0,80 mg / L (només per demostració).

Sensor MQ3:

El sensor de gas alcohol MQ3 es fabrica amb material SnO2 que té menys conductivitat a l’aire net. Sempre que arriba a l'alcohol, el gas comença a conduir molt segons la concentració de gas. De manera que l'usuari pot percebre la diferència de tensió de sortida mitjançant qualsevol microcontrolador i pot detectar la presència d'alcohol. Això és de baix cost i és un sensor adequat per a moltes aplicacions de detecció d'alcohol. Aquest sensor té una llarga vida útil i una bona sensibilitat. Algunes de les aplicacions que es poden fer mitjançant aquest sensor són l'alarma de gas d'alcohol, el detector portàtil d'alcohol, les alarmes de gas, l'alcoholòmetre, etc.

Disseny de circuits i PCB amb EasyEDA:

Per dissenyar aquest circuit d’Arduino Alcohol Project, hem escollit l’eina EDA en línia anomenada EasyEDA. Abans he utilitzat EasyEDA moltes vegades i m’ha semblat molt còmode d’utilitzar, ja que té una bona col·lecció d’empremtes i el seu codi obert. Consulteu aquí tots els nostres projectes PCB. Després de dissenyar el PCB, podem demanar les mostres de PCB pels seus serveis de fabricació de PCB de baix cost. També ofereixen un servei d’aprovisionament de components on tenen un gran estoc de components electrònics i els usuaris poden demanar els components necessaris juntament amb la comanda de PCB.

Tot i dissenyar els vostres circuits i PCBs, també podeu fer públics els vostres dissenys de circuits i PCBs perquè altres usuaris puguin copiar-los o editar-los i aprofitar-los, també hem fet públics tots els dissenys de circuits i PCB d’aquest Detector d’alcohol Arduino, consulteu l'enllaç següent:

easyeda.com/circuitdigest/Alcohol_Detector-6b80abe350df4526b21be4999638a36b

Podeu veure qualsevol capa (superior, inferior, topsilk, seda inferior, etc.) del PCB seleccionant la capa de la finestra "Capes".

També podeu veure el PCB, com quedarà després de la fabricació, mitjançant el botó Vista de foto d’EasyEDA:

Càlcul i ordenació de mostres en línia:

Després de completar el disseny d’aquest PCB Arduino Alcohol Project, podeu demanar el PCB a través de JLCPCB.com. Per demanar el PCB a JLCPCB, necessiteu Gerber File. Per descarregar fitxers Gerber del vostre PCB, feu clic al botó Sortida de fabricació de la pàgina de l'editor EasyEDA i, a continuació, descarregueu-lo des de la pàgina de comandes EasyEDA.

Ara aneu a JLCPCB.com i feu clic a Cita ara o al botó i, a continuació, podeu seleccionar el nombre de PCB que voleu demanar, quantes capes de coure necessiteu, el gruix del PCB, el pes del coure i fins i tot el color del PCB, com la instantània. mostrat a continuació:

Després d'haver seleccionat totes les opcions, feu clic a "Desa a la cistella" i se us dirigirà a la pàgina on podeu penjar el fitxer Gerber que hem descarregat d'EasyEDA. Pengeu el fitxer Gerber i feu clic a "Desa a la cistella". I, finalment, feu clic a Comanda de forma segura per completar la vostra comanda i, aleshores, obtindreu els vostres PCB pocs dies després. Estan fabricant el PCB a un preu molt baix, que és de 2 dòlars. El seu temps de construcció també és molt inferior, és a dir, 48 hores amb un lliurament DHL de 3-5 dies, bàsicament obtindreu els vostres PCB en una setmana després de la comanda.

Després d’uns dies de demanar PCB, vaig obtenir les mostres de PCB en un bon embalatge, tal com es mostra a les imatges següents.

I després d’aconseguir aquestes peces, he soldat tots els components necessaris sobre el PCB,

Ara només necessitem connectar la pantalla LCD a l’escut i col·locar aquest escut del detector d’alcohol sobre l’Arduino. Alineeu els passadors d'aquest escut amb l'Arduino i premeu-lo fermament sobre l'Arduino. Ara només cal carregar el codi a l’Arduino i encendre el circuit i ja està! El vostre detector d'alcohol està a punt per provar-lo.