Płytka drukowana czujnika alkoholu Arduino

W tym projekcie zamierzam połączyć czujnik alkoholu z Arduino. Tutaj zaprojektowałem płytkę PCB Arduino Shield przy użyciu internetowego symulatora PCB i projektanta EASYEDA. Arduino Alcohol Detector wykryje poziom alkoholu w wydychanym powietrzu i korzystając z niektórych obliczeń w kodzie możemy obliczyć poziom alkoholu w wydychanym powietrzu lub we krwi i może wywołać alarm.

Wymagane składniki:

1. Arduino UNO
2. Osłona detektora alkoholu Arduino firmy JLCPCB
3. Czujnik alkoholu (MQ3)
4. Rezystor 10K
5. Rezystor 1K
6. Wyświetlacz LCD 16x2
7. Zasilacz
8. 10k POT
9. DOPROWADZIŁO
10. LM358
11. Burgstips
12. Naciśnij przycisk

Schemat obwodu i wyjaśnienie:

W tej osłonie czujnika alkoholu Arduino zastosowaliśmy czujnik MQ3 do wykrywania obecnego poziomu alkoholu w wydychanym powietrzu. Wyświetlacz LCD 16x2 służy do wyświetlania wartości PPM alkoholu. I układ scalony LM358 do konwersji wyjścia czujnika poziomu alkoholu na cyfrowy (ta funkcja jest opcjonalna). Brzęczyk służy również do wskazywania wysokiego poziomu alkoholu.

Schemat obwodu dla tego projektu czujnika alkoholu Arduino podano powyżej. Mamy układ komparatora do porównania napięcia wyjściowego czujnika alkoholu z zadanym napięciem (wyjście podłączone do pinu D7). Wyjście czujnika alkoholu jest również podłączone do analogowego pinu Arduino (A0). Brzęczyk jest podłączony do Pin D9. Połączenia LCD są takie same, jak przykłady Arduino LCD dostępne w Arduino IDE (12, 11, 5, 4, 3, 2). Przycisk używany tutaj również do rozpoczęcia odczytu z czujnika alkoholu podłączonego do cyfrowego pinu D6 Arduino. Pozostałe połączenia pokazano na schemacie połączeń.

Uwaga: w obwodzie musimy zewrzeć wszystkie trzy piny nagłówka J2, aby obliczyć PPM.

Do projektowania osłony detektora alkoholu dla Arduino wykorzystaliśmy EasyEDA, w którym najpierw zaprojektowaliśmy schemat, a następnie przekonwertowaliśmy go na układ PCB za pomocą funkcji Auto Routing w EasyEDA. Cały proces jest wyjaśniony poniżej.

Obliczenia poziomu alkoholu:

Zgodnie z arkuszem danych MQ3, zawartość alkoholu w czystym powietrzu wynosi 0,04 mg / l.

Więc zasilamy obwód i znajdujemy napięcie wyjściowe czujnika MQ3 w powietrzu w pomieszczeniu (zakładam, że w moim pokoju jest czyste powietrze), więc mam napięcie 0,60. Oznacza to, że gdy czujnik podaje 0,6 V w czystym powietrzu, alkohol będzie wynosić 0,04 mg / L.

Teraz możemy znaleźć mnożnik, dzieląc alkohol przez napięcie wyjściowe w czystym powietrzu i otrzymujemy

Mnożnik = 0,40 / 0,60 Mnożnik = 0,67

Teraz mamy wzór do obliczania alkoholu (może być daleki od dokładnego lub rzeczywistego obliczenia. To nie są standardowe obliczenia)

Alkohol = 0,67 * v.

Gdzie v jest napięciem wyjściowym czujnika alkoholu.

Teraz wiemy, że najmniejszy limit jazdy podczas picia alkoholu to około 0,5 mg / l. Ale w naszych obliczeniach otrzymujemy około 0,40 mg / lw czystym powietrzu, więc ustawiliśmy próg alkoholu podczas jazdy 0,80 mg / l (tylko dla demonstracji).

Czujnik MQ3:

Czujnik alkoholu gazowego MQ3 jest wykonany z materiału SnO2, który ma mniejszą przewodność w czystym powietrzu. Ilekroć pojawia się w pobliżu gaz alkoholowy, zaczyna przewodzić silnie w zależności od stężenia gazu. Dzięki temu użytkownik może wykryć różnicę napięcia wyjściowego za pomocą dowolnego mikrokontrolera i wykryć obecność alkoholu. Jest to tani i odpowiedni czujnik do wielu zastosowań do wykrywania alkoholu. Ten czujnik ma długą żywotność i dobrą czułość. Niektóre z aplikacji, które można wykonać za pomocą tego czujnika, to alarm gazowy, przenośny wykrywacz alkoholu, alarmy gazowe, alkomat itp.

Projektowanie obwodów i PCB za pomocą EasyEDA:

Aby zaprojektować ten obwód projektowy Arduino Alcohol Project, wybraliśmy internetowe narzędzie EDA o nazwie EasyEDA. Wcześniej korzystałem z EasyEDA wiele razy i uznałem, że jest bardzo wygodny w użyciu, ponieważ ma dobrą kolekcję śladów i otwarte oprogramowanie. Sprawdź tutaj wszystkie nasze projekty PCB. Po zaprojektowaniu PCB możemy zamówić próbki PCB, korzystając z ich tanich usług produkcji PCB. Oferują również usługi zaopatrzenia w komponenty, w przypadku których mają duże zapasy komponentów elektronicznych, a użytkownicy mogą zamówić wymagane komponenty wraz z zamówieniem PCB.

Projektując swoje obwody i PCB, możesz również upublicznić swoje projekty obwodów i PCB, aby inni użytkownicy mogli je kopiować lub edytować i korzystać z tego, udostępniliśmy również nasze całe układy obwodów i PCB dla tego wykrywacza alkoholu Arduino, sprawdź poniższy link:

easyeda.com/circuitdigest/Alcohol_Detector-6b80abe350df4526b21be4999638a36b

Możesz wyświetlić dowolną warstwę (górną, dolną, topową, dolną itp.) PCB, wybierając warstwę z okna „Warstwy”.

Możesz również zobaczyć PCB, jak będzie wyglądać po wytworzeniu za pomocą przycisku Photo View w EasyEDA:

Obliczanie i zamawianie próbek online:

Po ukończeniu projektowania tej płytki PCB projektu Arduino Alcohol można zamówić ją za pośrednictwem witryny JLCPCB.com. Aby zamówić PCB w JLCPCB, potrzebujesz Gerber File. Aby pobrać pliki Gerber z płytki drukowanej, wystarczy kliknąć przycisk Wyjście produkcyjne na stronie edytora EasyEDA, a następnie pobrać ze strony zamówienia płytki PCB EasyEDA.

Teraz przejdź do JLCPCB.com i kliknij przycisk Cytuj teraz lub przycisk, a następnie możesz wybrać liczbę PCB, które chcesz zamówić, ile warstw miedzi potrzebujesz, grubość PCB, wagę miedzi, a nawet kolor PCB, jak migawka pokazane poniżej:

Po wybraniu wszystkich opcji kliknij „Zapisz w koszyku”, a zostaniesz przeniesiony do strony, na której możesz załadować swój plik Gerber pobrany z EasyEDA. Prześlij swój plik Gerber i kliknij „Zapisz w koszyku”. Na koniec kliknij Bezpiecznie kasy, aby sfinalizować zamówienie, a płytki PCB otrzymasz kilka dni później. Produkują PCB w bardzo niskiej cenie, która wynosi 2 dolary. Ich czas budowy jest również znacznie krótszy, czyli 48 godzin przy dostawie DHL w ciągu 3-5 dni, w zasadzie PCB otrzymasz w ciągu tygodnia od zamówienia.

Po kilku dniach zamawiania PCB otrzymałem próbki PCB w ładnym opakowaniu, jak pokazano na poniższych zdjęciach.

A po zdobyciu tych kawałków zalutowałem wszystkie potrzebne elementy na PCB,

Teraz wystarczy podłączyć wyświetlacz LCD do osłony i umieścić tę osłonę detektora alkoholu nad Arduino. Wyrównaj szpilki tej osłony z Arduino i mocno dociśnij ją do Arduino. Teraz po prostu prześlij kod do Arduino i włącz obwód i gotowe! Twój detektor alkoholu jest gotowy do testowania.