嗨朋友們，今天我們將構(gòu)建一個(gè) DIY 可充電酒精檢測(cè)儀。眾所周知，酒精分析儀使用呼出氣中的酒精含量來計(jì)算人血液中的酒精含量。在這個(gè)項(xiàng)目中，我們將展示如何自己構(gòu)建這個(gè)酒精檢測(cè)儀。

第 1 步：補(bǔ)給清單

這些是該項(xiàng)目所需的主要電子元件。

1 X Digispark Attiny85

1 X 500 毫安鋰電池

1 X MQ3 酒精傳感器模塊

1 X TP4056 充電控制器

1 X SPDT 滑動(dòng)開關(guān)

1 X共陽極 RGB LED

1 個(gè)壓電蜂鳴器

1 X DC-DC 升壓模塊

1 X 2.2k 電阻

5m硅膠紅線

5m硅膠黑線

1 X印刷電路板

母頭

工具

膠槍

烙鐵

快速?gòu)澢?/p>

游標(biāo)卡尺

直尺

激光切割機(jī)

第 2 步：為什么要使用這些組件？

Digispark Attiny 85

在這里，我們使用 Digispark attiny 85 作為微控制器。您可以改用任何 Arduino 板。

在這里，我們考慮了 Digispark attiny 85，以使該設(shè)備成為緊湊型設(shè)備。就像大多數(shù) Arduino 板帶有用于編程的 USB 端口，有時(shí)作為電源一樣，Digispark 帶有一個(gè)板載 USB 連接器，可以直接插入計(jì)算機(jī)以對(duì)設(shè)備進(jìn)行編程。該板可通過 USB 端口供電，該端口將向板提供 5V 電壓，或通過其 VIN 引腳從外部電源供電，該引腳可接受約 7 至 35V 的電壓，通過板載 78M05 穩(wěn)壓器將其調(diào)節(jié)至 5V。

MQ3 傳感器模塊

我們使用 MQ3 Sensor 模塊來檢測(cè)空氣中的酒精。MQ3 酒精傳感器模塊是一個(gè)很好的選擇，因?yàn)樵撃K可以輕松集成到微控制器中。

壓電蜂鳴器和共陽極 RGB LED

為了提醒酒精的存在，我們使用了壓電蜂鳴器和共陽極 RGB Led。

鋰電池

在這里，我們使用鋰電池為項(xiàng)目供電。電池容量約500mAh，可長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行。鋰電池具有能量密度高、厚度薄、內(nèi)阻低、充放電特性好、耐壓高、安全性能好、循環(huán)壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。

TP4056 充電控制器，本項(xiàng)目使用的充電控制器為 TP4056。我們使用它的原因是

恒流/恒壓充電方式

C/10 充電終止。

2.9V 涓流充電閾值（深度放電電池）。

上限充電停止電壓：4.2V。

軟啟動(dòng)浪涌電流限制。

自動(dòng)充電（連接到充電器時(shí)使電池保持最佳充電狀態(tài)）。

而且它非常便宜。

DC-DC升壓模塊

微控制器需要 5V 才能運(yùn)行，而鋰電池可提供最高 4V 的電壓。這確實(shí)是一個(gè)大問題，這就是為什么我們使用 DC-DC 升壓轉(zhuǎn)換器將來自 lipo 電池的 3.7 伏轉(zhuǎn)換為 5 伏的原因。

我們還使用了 SPDT 滑動(dòng)開關(guān)來調(diào)節(jié)電路中的電流。

第 3 步：MQ3 酒精傳感器模塊和校準(zhǔn)

MQ3 是 MQ 傳感器系列中最常用的傳感器之一。它是一種金屬氧化物半導(dǎo)體 （MOS） 類型的傳感器。金屬氧化物傳感器也稱為化學(xué)電阻器，因?yàn)閭鞲惺腔趥鞲胁牧显诒┞队诰凭珪r(shí)的電阻變化。因此，通過將其放置在一個(gè)簡(jiǎn)單的分壓器網(wǎng)絡(luò)中，可以檢測(cè)到酒精濃度。

MQ3 酒精傳感器在 5V DC 上工作，功耗約為 800mW。它可以檢測(cè) 25 至 500 ppm 的任何酒精濃度。如果您需要更多有關(guān)這方面的知識(shí)，請(qǐng)閱讀此處。lastminutengineers 在那里寫了一篇很棒的文章。

對(duì)于校準(zhǔn)過程，我們將傳感器與 Arduino 一起使用，因?yàn)?Digispark 不提供任何串行輸出。所以玩起來非常困難。根據(jù)原理圖將傳感器連接到 Arduino。

使用上面的草圖來記錄當(dāng)您在不喝酒的情況下向傳感器吹氣時(shí)與在喝酒后傳感器輸出的值。在這里，我們使用消毒劑來完成這項(xiàng)工作，因?yàn)槲覀儫o法獲得酒精。如果不允許使用酒精，您也可以使用異丙醇。

沒有酒精，我們實(shí)際上得到一個(gè)低于 400 的傳感器值，而在有酒精的情況下得到一個(gè)高于 400 的值。所以我們將400設(shè)置為觸發(fā)動(dòng)作的閾值。

注意：要從酒精傳感器獲得準(zhǔn)確的讀數(shù)，建議您先對(duì)其進(jìn)行校準(zhǔn)。您需要找出在呼氣測(cè)醉器的情況下哪些值等于特定百分比甚至血液酒精濃度。我們的設(shè)備只能檢測(cè)到酒精的存在。

第 4 步：測(cè)試電路

根據(jù)上面面包板中顯示的原理圖，我們將所有組件連接到 Arduino，包括蜂鳴器和共陽極 RGB LED。面包板用于在完成任何電路設(shè)計(jì)之前快速構(gòu)建和測(cè)試電路。然后我們編寫了一些用于檢測(cè)酒精的代碼，也用于警告存在并將其上傳到 Arduino。它按預(yù)期工作。點(diǎn)擊此處下載：

檢測(cè)_代碼.ino

第 5 步：外殼

即將到來的任務(wù)是為設(shè)備構(gòu)建一個(gè)外殼。首先，我們使用游標(biāo)卡尺測(cè)量了空氣流向傳感器的管道尺寸，然后我們測(cè)量了蜂鳴器和 RGB LED 的尺寸。游標(biāo)卡尺在測(cè)量直徑時(shí)更加舒適。

我們還通過測(cè)量尺子估計(jì)了充電端口和開關(guān)的尺寸。

我們?yōu)橥鈿みx擇 3mm 亞克力。3mm的厚度可以為外殼提供最佳強(qiáng)度，并且可以很容易地粘在一起。

在這里，我們根據(jù)尺寸在 Corel 繪圖中設(shè)計(jì)了 SVG 文件。然后我們激光切割亞克力。

第 6 步：組裝準(zhǔn)備

在組裝之前，我們需要做一些任務(wù)。首先，我們移除了 MQ3 傳感器的接頭，以便我們可以輕松地將它們放入外殼中，然后我們將電線焊接到其中。

然后我們切出一個(gè)小 PCB，其中焊接了母頭，這樣我們就可以輕松地連接和分離與微控制器的連接。

我們的 lipo 電池的額定電流為 500 毫安，因此 TP4056 充電控制器在這里為我們的用戶提供 1A 的輸出電流。它有一個(gè)電流編程電阻器（R3），我們可以通過給它一個(gè)合適的值來將輸出電流設(shè)置為 1A。

在這里，我們?yōu)槲覀兊?500 mAh 鋰電池提供 2.2k 的電阻。

我們還將代碼上傳到微控制器。您可以在此處找到完整的代碼。

第 7 步：組裝

首先，在將側(cè)件與底座組裝后，我們將 MQ3 與管道連接起來。連接開關(guān)后，我們?cè)陔p面膠帶的幫助下連接了 Lipo 電池和 DC-DC 升壓轉(zhuǎn)換器。

連接接頭后，將微控制器插入升壓轉(zhuǎn)換器。TP4056 充電器模塊在膠槍的幫助下固定在適當(dāng)?shù)奈恢谩?/p>

然后我們按照原理圖開始焊接。電路 1 和電路 2 構(gòu)成了上面給出的整個(gè)電路。

最后，我們將蜂鳴器和 LED 連接到蓋子上，并將它們連接到微控制器。然后我們粘上剩下的亞克力片。