이 프로젝트에서는 Arduino와 알코올 센서를 인터페이스 할 것입니다. 여기에서는 EASYEDA 온라인 PCB 시뮬레이터 및 디자이너를 사용하여 Arduino Shield PCB를 설계했습니다. Arduino Alcohol Detector 는 호흡의 알코올 농도를 감지하고 코드의 일부 계산을 사용하여 호흡 또는 혈액의 알코올 농도를 계산하고 경보를 트리거 할 수 있습니다.
필요한 구성 요소:
- Arduino UNO
- 알코올 검출기 Arduino Shield from JLCPCB
- 알코올 센서 (MQ3)
- 저항기 10K
- 저항기 1K
- 16x2 LCD
- 전원 공급
- 10k POT
- LED
- LM358
- Burgstips
- 누름 단추
회로도 및 설명:
이 Arduino Alcohol Detector Shield 에서는 MQ3 센서를 사용하여 호흡의 현재 알코올 수준을 감지했습니다. 16 × 2의 LCD는 알코올의 PPM 값을 표시하는 데 사용됩니다. 알코올 농도 센서 출력을 디지털로 변환하기위한 LM358 IC (이 기능은 선택 사항). 부저는 또한 높은 알코올 수준을 나타내는 장소입니다.
이 Arduino 알코올 센서 프로젝트의 회로도 는 위에 나와 있습니다. 알코올 센서의 출력 전압을 사전 설정 전압 (출력 D7에 연결된 출력)과 비교하기위한 비교기 회로가 있습니다. 알코올 센서 출력은 Arduino (A0)의 아날로그 핀에도 연결됩니다. 부저 는 핀 D9에 연결됩니다. LCD 연결은 Arduino IDE (12, 11, 5, 4, 3, 2)에서 사용할 수있는 Arduino LCD 예제와 동일합니다. Arduino의 디지털 핀 D6에 연결된 Alcohol Sensor에서 읽기를 시작하는 데 사용되는 푸시 버튼도 있습니다. 나머지 연결은 회로도에 나와 있습니다.
참고: 회로에서 PPM을 계산하려면 J2 헤더의 세 핀을 모두 단락시켜야합니다.
Arduino 용 Alcohol Detector Shield 를 설계 하기 위해 EasyEDA를 사용했습니다. 먼저 Schematic을 설계 한 다음 EasyEDA의 Auto Routing 기능을 통해 PCB 레이아웃으로 변환했습니다. 전체 프로세스는 아래에 설명되어 있습니다.
알코올 수준에 대한 계산:
MQ3 데이터 시트에 따르면 깨끗한 공기 중의 알코올은 0.04mg / L입니다.
그래서 우리는 회로에 전원을 공급하고 실내 공기에서 MQ3 센서의 출력 전압을 찾아서 (제 방에 깨끗한 공기가 있다고 가정합니다) 0.60 전압을 얻었습니다. 센서가 깨끗한 공기에서 0.60v를 제공하면 알코올은 0.04 mg / L가됩니다.
이제 깨끗한 공기에서 알코올을 출력 전압으로 나누어 승수를 찾을 수 있습니다.
승수 = 0.40 / 0.60 승수 = 0.67
이제 알코올 계산 공식이 생겼습니다 (정확한 계산이나 실제 계산과는 거리가 멀 수 있습니다. 이는 표준 계산이 아닙니다)
알코올 = 0.67 * v.
여기서 v는 알코올 센서의 출력 전압입니다.
이제 우리는 음주 중 최소 운전 제한이 약 0.5mg / L임을 알고 있습니다. 그러나 우리의 계산에서는 깨끗한 공기에서 약 0.40mg / L를 얻고 있으므로 0.80mg / L를 운전하는 동안 알코올 임계 값을 설정했습니다 (데모 용).
MQ3 센서:
MQ3 알코올 가스 센서 는 깨끗한 공기에서 전도성이 적은 SnO2 재질을 사용하여 만들어졌습니다. 알코올 가스 근처에 올 때마다 가스 농도에 따라 높은 전도를 시작합니다. 따라서 사용자는 모든 마이크로 컨트롤러를 사용하여 출력 전압의 차이를 감지하고 알코올의 존재를 감지 할 수 있습니다. 이것은 저비용이며 알코올 감지를위한 많은 응용 분야에 적합한 센서입니다. 이 센서는 수명이 길고 감도가 좋습니다. 이 센서를 사용하여 만들 수있는 애플리케이션으로는 알코올 가스 경보기, 휴대용 알코올 감지기, 가스 경보기, 음주 측정기 등이 있습니다.
EasyEDA를 사용한 회로 및 PCB 설계:
이 Arduino Alcohol Project Circuit 을 설계하기 위해 EasyEDA라는 온라인 EDA 도구를 선택했습니다. 나는 이전에 EasyEDA를 여러 번 사용했고, 좋은 발자국 모음과 오픈 소스를 가지고 있기 때문에 사용하기 매우 편리하다는 것을 알았습니다. 여기에서 모든 PCB 프로젝트를 확인하십시오. PCB를 설계 한 후 저렴한 PCB 제조 서비스를 통해 PCB 샘플을 주문할 수 있습니다. 또한 전자 부품 재고가 많고 사용자가 PCB 주문과 함께 필요한 부품을 주문할 수있는 부품 소싱 서비스를 제공합니다.
회로 및 PCB를 설계하는 동안 다른 사용자가 복사 또는 편집하고 이점을 얻을 수 있도록 회로 및 PCB 설계를 공개 할 수도 있습니다. 또한이 Arduino 알코올 감지기에 대해 전체 회로 및 PCB 레이아웃을 공개했습니다. 아래 링크를 확인하십시오.
easyeda.com/circuitdigest/Alcohol_Detector-6b80abe350df4526b21be4999638a36b
'Layers'창에서 레이어를 선택하여 PCB의 모든 레이어 (Top, Bottom, Topsilk, Bottomsilk 등)를 볼 수 있습니다.
EasyEDA 의 Photo View 버튼을 사용하여 PCB의 제작 후 모습을 볼 수도 있습니다.
온라인으로 샘플 계산 및 주문:
이 Arduino Alcohol Project PCB 설계를 완료 한 후 JLCPCB.com을 통해 PCB를 주문할 수 있습니다. JLCPCB에서 PCB를 주문하려면 Gerber File이 필요합니다. PCB의 Gerber 파일을 다운로드하려면 EasyEDA 편집기 페이지에서 Fabrication Output 버튼을 클릭 한 다음 EasyEDA PCB 주문 페이지에서 다운로드하십시오.
이제 JLCPCB.com으로 이동하여 Quote Now 또는 버튼을 클릭 하면 주문하려는 PCB 수, 필요한 구리 층 수, PCB 두께, 구리 무게 및 스냅 샷과 같은 PCB 색상을 선택할 수 있습니다. 아래에 표시:
모든 옵션을 선택한 후 "장바구니에 저장"을 클릭하면 EasyEDA에서 다운로드 한 Gerber 파일을 업로드 할 수있는 페이지로 이동합니다. Gerber 파일을 업로드하고 "장바구니에 저장"을 클릭하십시오. 마지막으로 Checkout Securely를 클릭하여 주문을 완료하면 며칠 후 PCB를 받게됩니다. 그들은 $ 2의 매우 낮은 비율로 PCB를 제작하고 있습니다. 그들의 빌드 시간은 또한 3-5 일의 DHL 배송으로 48 시간 인 매우 적습니다. 기본적으로 주문 후 일주일 이내에 PCB를 받게됩니다.
PCB 주문 며칠 후 아래 그림과 같이 멋진 포장재 로 PCB 샘플을 얻었습니다.
이 조각들을 얻은 후 PCB 위에 필요한 모든 구성 요소를 납땜했습니다.
이제 LCD를 Shield에 연결 하고이 Alcohol Detector Shield를 Arduino 위에 놓기 만하면 됩니다. 이 실드의 핀을 Arduino와 정렬하고 Arduino 위에 단단히 누르십시오. 이제 Arduino에 코드를 업로드하고 회로의 전원을 켜면 완료됩니다! 알코올 감지기를 테스트 할 준비가되었습니다.