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DIY呼氣測醉器

2074070 2022-12-23 | zip | 0.01 MB | 次下載 | 免費(fèi)

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資料介紹

描述

MQ-3 傳感器是一種氧化錫傳感器，可以檢測空氣中的酒精（飲用類）顆粒。我們可以使用 Arduino 來計(jì)算用戶的血液酒精含量 (BAC) 并將其顯示在 7 段顯示器上。雖然這可能是一個(gè)巧妙的派對(duì)技巧，但它也有助于讓人們知道他們是否應(yīng)該開車回家。

免責(zé)聲明：使用的酒精傳感器未經(jīng)校準(zhǔn)（請參閱數(shù)據(jù)表）并且不是很準(zhǔn)確。我不對(duì)其關(guān)閉負(fù)責(zé)。它不能替代警官的呼氣測醉器。

第 1 步：收集組件

您將需要一個(gè) Arduino、一個(gè) 7 段顯示器、一個(gè)酒精傳感器、一個(gè)原型板、一個(gè)電阻器、一些電線和一根 USB 電纜。請參閱硬件部分中的組件以了解要購買的內(nèi)容。

第 2 步：構(gòu)建防護(hù)罩

將7 段顯示器焊接到OpenSegment Shield上。將可堆疊接頭焊接到 OpenSegment Shield。

第 3 步：連接酒精傳感器

將酒精傳感器焊接到氣體傳感器分線板上。傳感器進(jìn)入哪個(gè)方向并不重要（A1、B1、H1 和 GND 可以旋轉(zhuǎn) 180°）。只需確保絲印標(biāo)記面朝下，遠(yuǎn)離傳感器（即，一旦傳感器焊接到電路板上，您仍然可以讀取它們）。

在 B1 和 GND 之間焊接一個(gè) 4.7k Ω 電阻。

將 A1 和 H1 焊接在一起。

有關(guān)更多信息，請參見原理圖。

第 4 步：組合組件

將 OpenSegment Shield 連接到 Arduino。使用以下方法將酒精傳感器連接到 Arduino：

A1 和 H1（傳感器）→ 5V（Arduino）
B1（傳感器）→ A1（Arduino）
GND（傳感器）→ GND（Arduino）

第 5 步：電源和上傳代碼

將 USB 電纜從您的計(jì)算機(jī)連接到 Arduino。從下面的 GitHub 存儲(chǔ)庫上傳代碼。等待 5-10 分鐘后再讀取，因?yàn)閭鞲衅餍枰訜帷?/font>有些人建議讓傳感器“老化”（保持開啟）48 小時(shí)后再讀取讀數(shù)。

使用穩(wěn)定的 5 秒“吹口哨”（就像吹滅生日蠟燭一樣）直接對(duì)著傳感器，讓您的臉距離傳感器約 2 英寸。這似乎給出了最準(zhǔn)確的讀數(shù)。

第 6 步：炫耀一下！

在下次活動(dòng)時(shí)用膠帶/釘子/訂書釘將展示品粘在墻上，并將備忘單掛在它旁邊（您可能需要修改它以反映您所在州/國家/地區(qū)的法律限制）。

BAC_備忘單.zip

慕尼黑啤酒節(jié)派對(duì)上的 DIY 酒精測試儀

我們?nèi)绾斡?jì)算 BAC

事實(shí)證明，沒有簡單的方法可以從酒精傳感器計(jì)算 BAC。如果我們查看MQ-3 數(shù)據(jù)表的第 5 頁，我們可以看到有一條曲線將酒精的百萬分率 (PPM) 映射到 B1 處的電壓（假設(shè)從 B1 到 GND 的電阻為 4.7k Ω）。

我們使用了多項(xiàng)式回歸工具（像這個(gè)一樣）來將 5 階多項(xiàng)式擬合到從曲線中提取的幾個(gè)點(diǎn)（手動(dòng)讀取 - 很多錯(cuò)誤機(jī)會(huì)）。結(jié)果，我們得到了這個(gè)等式（v 是電壓）：

PPM = 150.4351049*v^5 - 2244.75988*v^4 + 13308.5139*v^3 -39136.08594*v^2 + 57082.6258*v - 32982.05333

我們使用 Excel 創(chuàng)建了一個(gè) ADC 值列表（在 Arduino 中，范圍為 0 - 1023）及其相關(guān)電壓 (0 - 5V)。在下一欄中，我們根據(jù)電壓計(jì)算了 PPM。

最后，我們可以將 PPM 轉(zhuǎn)換為 BAC

BAC = PPM / 2600

感謝本數(shù)據(jù)表第二頁的表格?（BAC 到 PPM）。

不幸的是，這會(huì)產(chǎn)生許多負(fù)的和不可能高的 BAC 值。由于 MQ-3 無法處理低于約 70 和高于約 500 的 PPM，我們簡單地說低于 70 PPM 的所有內(nèi)容都是 BAC = 0.000，任何超過 500 PPM 的內(nèi)容都是錯(cuò)誤的。

所有有效的 BAC 值都被復(fù)制到 Arduino 代碼中的查找表 (BAC_Lookup.h) 中。來自引腳 A1 的任何超過 410（2.004 V 電壓）的模數(shù) (ADC) 值都會(huì)減去 410，并顯示其在表中的對(duì)應(yīng)值。任何超過 859（電壓為 4.198 V）的 ADC 值都會(huì)簡單地顯示“E.EEE”，以表明傳感器超出了其工作范圍。

可在此處找到 Excel 表格：