Kako napraviti prijenosni alkotest: 6 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:05

Alkotest je uređaj za procjenu sadržaja alkohola u krvi (BAC) iz uzorka daha. Jednostavno rečeno, to je uređaj za testiranje da li je osoba pijana. Očitavanje sadržaja alkohola u dahu koristi se u krivičnom gonjenju; operater vozila čije očitavanje pokazuje da je BAC preko granice vožnje može biti optužen za krivično djelo.

Razina alkohola u krvi koja definira osobu kao prekoračenu za vrijeme vožnje varira od zemlje do zemlje. BAC zakonske granice kreću se od 0,01 do 0,10. Većina zemalja ima ograničenje od oko 0,05. Na primjer, Grčka, Grenland i Island imaju ograničenja od 0,05. U Sjedinjenim Državama je 0,08. Ako je očitanje alkotesta veće od zakonskog ograničenja, vozač može dobiti DUI.

U nastavku smo opisali korake potrebne za razumijevanje načina na koji je rješenje programirano za stvaranje prijenosnog alkometra. Međutim, ako samo želite dobiti rezultat programiranja, preuzmite GreenPAK softver da biste vidjeli već završenu GreenPAK datoteku za dizajn. Priključite GreenPAK Development Kit na svoje računalo i hit program za izradu prijenosnog alkotesta.

Korak 1: Hemija

Kada korisnik izdahne u analizator daha, bilo koji etanol prisutan u njihovom dahu oksidira se u anodu u kiselinu:

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

Na katodi se smanjuje atmosferski kisik:

O2 (g) + 4H + (aq) + 4e- → 2H2O (l)

Ukupna reakcija je oksidacija etanola u octenu kiselinu i vodu.

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

Električna struja proizvedena ovom reakcijom mjeri se mikroprocesorom i prikazuje se kao aproksimacija ukupnog sadržaja alkohola u krvi (BAC).

Korak 2: MQ-3 senzor alkohola

Ovaj alkotest nije namijenjen za upotrebu kao uređaj sposoban da potkrijepi gonjenje. MQ-3 nije dovoljno precizan da registruje tačan BAC, ali je dovoljno sposoban da analizira koncentraciju alkohola u dahu za vanparnične aplikacije. MQ-3 je jeftin poluvodički senzor koji može otkriti prisutnost alkoholnih plinova u koncentracijama od 0,05 mg / L do 10 mg / L. Osetljivi materijal koji se koristi za ovaj senzor je SnO2 čija je provodljivost niža kada je u čistom zraku. Njegova vodljivost raste s povećanjem koncentracije alkoholnih plinova. Ovo zauzvrat smanjuje otpor senzora pin-to-pin. Umjesto direktnog mjerenja otpora, mjerimo naponski nivo na mjestu između senzora i otpornika opterećenja. Senzor i otpornik opterećenja tvore razdjelnik napona, a što je manji otpor senzora, to će očitavanje napona biti veće. Ima visoku osjetljivost na alkohol i ima dobru otpornost na smetnje uzrokovane dimom, parom i benzinom. Ovaj modul pruža i digitalne i analogne izlaze.

Senzor ima period probijanja od 24 do 48 sati. To znači da je senzor potrebno uključiti 24 - 48 sati prije nego što očitanja postanu stabilna.

Ovaj senzor alkohola pogodan je za otkrivanje koncentracije alkohola u vašem dahu, baš kao i vaš uobičajeni alkotest. Ima visoku osjetljivost i brzo vrijeme odziva. Senzor daje analognu otporničku izlaznu vrijednost u obliku napona, zasnovanu na koncentraciji alkohola. Tablica 1 daje uvid u raspone napona senzora MQ-3.

Korak 3: Sažetak projekta

Ovaj Instructable opisat će kako implementirati jeftin prijenosni alkotest koristeći Dialog GreenPAK ™ SLG46140V. GreenPAK će se koristiti sa senzorom alkohola MQ-3 za mjerenje koncentracije alkohola u zraku. Koncentracija iz senzora alkohola omogućit će nam da zaključimo nivo alkohola prisutnog u dahu osobe.

Ljudi mogu izdahnuti etanol zajedno s ugljikovim dioksidom. Što je veći sadržaj etanola u krvotoku, to se više unosi u zrak pri izdisaju. Ovaj Instructable će koristiti GreenPAK-ov 8-bitni ADC za dobivanje analogne vrijednosti od senzora alkohola MQ-3. Analogni komparatori će se koristiti za otkrivanje dobivene analogne vrijednosti u odnosu na određeni prag. Konstruirano je pet različitih pragova koji pokazuju razinu intoksikacije prisutne u dahu osobe. Kad god vrijednost postane veća od određenog praga, LED se može upaliti kako bi se pokazao nivo opijenosti.

Korak 4: Dijagram kola

Dijagram kola za projekat prikazan je na slici 1.

Korak 5: GreenPAK dizajn

GreenPAK Dizajn projekta prikazan je na slici 2.

Ovaj GreenPAK dizajn uključuje 5 različitih pragova napona analognog komparatora koji pokazuju različite količine intoksikacije prisutne u dahu osobe. SLG46140 ima dva analogna komparatora, a analogni ulaz sa PIN6 se daje i ACMP0 i ACMP1 preko PGA, koji ima pojačanje 1x. Pragovi za ACMP0 i ACMP1 postavljeni su na 100 mV i 500 mV. Svojstva ACMP0 i ACMP1 mogu se vidjeti na slici 3. Preostala tri nivoa mogu se konstruirati pomoću digitalnih uporednih blokova. Da bismo koristili ove DCMP -ove, prvo moramo pretvoriti analognu vrijednost u ekvivalentni bajt, koji se zatim šalje DCMP -ovima. To se može postići korištenjem 8-bitnog ADC-a SLG46140. Analogni signal prvo prolazi kroz programabilno pojačalo (PGA) koje se zatim dovodi do ADC -a. DCMP-i tada dobijaju svoj analogno-signalni ekvivalentni bajt iz ADC-a. Konfiguracije za PGA i ADC date su na slici 4.

Prag za ACMP0 i ACMP1 postavljen je na 100 mV i 500 mV respektivno. Kad god naponski nivo postane veći od zadanog praga, izlaz analognog komparatora postaje VISOK, što dovodi do uključivanja PIN-10 ili PIN-11. Postavke praga za DCMP su pomalo komplicirane i uključuju postavljanje vrijednosti registara u DCMP svojstvima. Ekvivalentni analogni prag za DCMP -ove može se lako izračunati pomoću jednadžbe 1.

Kada analogna vrijednost pređe prag postavljen u analognim i digitalnim komparatorima, bit će omogućeni blokovi koji odgovaraju odgovarajućem PIN -u, prikazujući tako raspon alkohola prisutnog u dahu. Svojstva DCMP -a su data na slici 5. Da bi se smanjila trenutna potrošnja, ADC, DCMP -ovi i ACMP -i mogu se ciklično uključiti napajanjem pomoću Wake/Sleep moda. Za više informacija o ciklusu buđenja / spavanja pogledajte bilješku o aplikaciji Generator vremena buđenja / spavanja AN-1076 na web stranici Dialoga.

Korak 6: Postavljanje hardvera

Zaključak

U ovom Instructable-u smo pokazali kako implementirati jeftin alkotest sa Dialog GreenPAK SLG46140V. Koristili smo pet različitih pragova za prikaz nivoa alkohola prisutnog pri ispitanici. GreenPAK IC djeluje kao kontrolor za prikupljanje koncentracije alkohola sa senzora MQ-3 i zatim isporučuje korisniku odgovarajuću indikaciju BAC razine. Potpuna implementacija se vrši samo pomoću GreenPAK i MQ-3 alkoholnog senzora, zajedno sa pregršt LED dioda.