Hogyan készítsünk hordozható légszűrőt: 6 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:40

A szeszmérő egy eszköz a vér alkoholtartalmának (BAC) meghatározására a leheletminta alapján. Leegyszerűsítve ez egy eszköz annak tesztelésére, hogy valaki részeg -e. A lehelet alkoholtartalmának leolvasását büntetőeljárások során használják; bűncselekménnyel vádolható annak a járműnek a kezelője, akinek a leolvasott értéke a vezetési határon túli BAC -t mutatja.

Az alkohol szintje a vérben, amely az autót vezetéskor a határon túli személyként határozza meg, országonként változik. A BAC jogi korlátai 0,01 és 0,10 között mozognak. A legtöbb országban a határérték körülbelül 0,05. Például Görögországban, Grönlandon és Izlandon a határértékek 0,05. Az Egyesült Államokban ez 0,08. Ha az alkoholmérő leolvasása meghaladja a törvényes határértéket, a vezető DUI -t kaphat.

Az alábbiakban leírtuk azokat a lépéseket, amelyek szükségesek ahhoz, hogy megértsük, hogyan programozták a megoldást egy hordozható alkoholmérő létrehozására. Ha azonban csak a programozás eredményét szeretné elérni, töltse le a GreenPAK szoftvert a már elkészült GreenPAK tervezési fájl megtekintéséhez. Csatlakoztassa a GreenPAK fejlesztőkészletet a számítógépéhez, és nyomja meg a programot a hordozható alkoholmérő létrehozásához.

1. lépés: Kémia

Amikor a felhasználó belélegzik a légzésanalizátorba, a lélegzetében jelen lévő etanol savvá oxidálódik az anódon:

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

A katódon a légköri oxigén csökken:

O2 (g) + 4H + (aq) + 4e- → 2H2O (l)

A teljes reakció az etanol ecetsavvá és vízzé oxidálása.

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

A reakció által előállított elektromos áramot mikroprocesszor méri, és a teljes véralkohol -tartalom (BAC) hozzávetőleges értékeként jeleníti meg.

2. lépés: MQ-3 alkoholérzékelő

Ez az alkoholszonda nem alkalmas olyan eszközként való használatra, amely alátámasztja a büntetőeljárást. Az MQ-3 nem elég pontos a pontos BAC regisztrálásához, de alkalmas arra, hogy elemezze a levegőben lévő alkoholkoncentrációt a nem bírósági alkalmazásokhoz. Az MQ-3 egy olcsó félvezető érzékelő, amely képes észlelni az alkoholos gázok jelenlétét 0,05 mg / l és 10 mg / l közötti koncentrációban. Az érzékelő érzékeny anyaga az SnO2, amelynek vezetőképessége alacsonyabb, ha tiszta levegőben van. Vezetőképessége az alkoholos gázok koncentrációjának növekedésével nő. Ez viszont csökkenti az érzékelő tű-tű ellenállását. Ahelyett, hogy közvetlenül mérnénk az ellenállást, mérjük a feszültségszintet az érzékelő és a terhelési ellenállás közötti ponton. Az érzékelő és a terhelési ellenállás feszültségosztót képez, és minél alacsonyabb az érzékelő ellenállása, annál nagyobb lesz a feszültség leolvasása. Nagy az alkoholérzékenysége, és jól ellenáll a füst, gőz és benzin okozta zavaroknak. Ez a modul digitális és analóg kimeneteket is biztosít.

Az érzékelő 24-48 órás bekapcsolási idővel rendelkezik. Ez azt jelenti, hogy az érzékelőt 24-48 órára be kell kapcsolni, mielőtt a mérések stabilizálódnának.

Ez az alkoholérzékelő alkalmas a lélegzet alkoholkoncentrációjának kimutatására, akárcsak a szokásos alkoholmérő. Nagy érzékenységgel és gyors válaszidővel rendelkezik. Az érzékelő analóg ellenállásos kimeneti értéket biztosít feszültség formájában, az alkoholkoncentráció alapján. Az 1. táblázat betekintést nyújt az MQ-3 érzékelő feszültségtartományaiba.

3. lépés: A projekt összefoglalója

Ez az útmutató leírja, hogyan lehet egy olcsó, hordozható légzésmérőt Dialog GreenPAK ™ SLG46140V segítségével megvalósítani. A GreenPAK-ot az MQ-3 alkoholérzékelővel együtt fogják használni az alkohol koncentrációjának mérésére a levegőben. Az alkoholérzékelőből származó koncentráció lehetővé teszi számunkra, hogy megállapítsuk az ember lélegzetében jelen lévő alkoholszintet.

Az ember kilégzi az etanolt a szén -dioxiddal együtt. Minél magasabb az etanol tartalma a véráramban, annál több kerül a levegőbe kilégzéskor. Ez az útmutató a GreenPAK 8 bites ADC-jét használja az analóg érték megszerzésére az MQ-3 alkoholszenzorból. Analóg összehasonlítókat használnak a kapott analóg értékek kimutatására egy adott küszöbértékhez képest. Öt különböző küszöböt állítanak össze, hogy bemutassák az ember lélegzetében jelen lévő mérgezés mértékét. Amikor az érték nagyobb lesz, mint egy adott küszöbérték, egy LED világíthat, amely jelzi a mérgezés mértékét.

4. lépés: Áramköri diagram

A projekt kapcsolási rajza az 1. ábrán látható.

5. lépés: GreenPAK tervezés

A projekt GreenPAK tervezése a 2. ábrán látható.

Ez a GreenPAK kialakítás 5 különböző analóg összehasonlító feszültségküszöböt tartalmaz, amelyek jelzik a személy lélegzetéből származó különböző mértékű mérgezést. Az SLG46140 két analóg komparátorral rendelkezik, és a PIN6 -ból származó analóg bemenet az ACMP0 -nak és az ACMP1 -nek egyaránt a PGA -n keresztül történik, ami 1x erősítéssel rendelkezik. Az ACMP0 és ACMP1 küszöbértékei 100 mV és 500 mV. Az ACMP0 és az ACMP1 tulajdonságai a 3. ábrán láthatók. A fennmaradó három szint digitális összehasonlító blokkok segítségével állítható össze. Ahhoz, hogy ezeket a DCMP -ket használhassuk, először az analóg értéket kell átváltanunk a megfelelő bájtba, amelyet ezután a DCMP -k táplálnak. Ez az SLG46140 8 bites ADC használatával érhető el. Az analóg jel először áthalad egy programozható erősítőn (PGA), amelyet azután az ADC -hez táplál. A DCMP-k ezután analóg jel-ekvivalens bájtjukat kapják az ADC-től. A PGA és az ADC konfigurációit a 4. ábra tartalmazza.

Az ACMP0 és az ACMP1 küszöbértéke 100 mV, illetve 500 mV. Amikor a feszültség szintje meghaladja a megadott küszöbértéket, az analóg összehasonlító kimenet HIGH-ra vált, ami vagy a PIN-10, vagy a PIN-11 bekapcsolását eredményezi. A DCMP küszöbbeállításai kissé bonyolultak, és magukban foglalják a regiszterek értékének beállítását a DCMP tulajdonságaiban. A DCMP ekvivalens analóg küszöbértéke könnyen kiszámítható az 1 egyenlettel.

Amikor az analóg érték átlépi az analóg és a digitális összehasonlítóban beállított küszöbértéket, akkor engedélyezi a megfelelő PIN -kódnak megfelelő blokkokat, ezáltal a lélegzetben jelen lévő alkoholtartományt. A DCMP -k tulajdonságai az 5. ábrán láthatók. Az áramfogyasztás minimalizálása érdekében az ADC, a DCMP és az ACMP áramforrásai ciklusba kapcsolhatók az ébresztés/alvó üzemmód használatával. Az ébresztési / alvási ciklusról további információkat a Dialog webhelyén található AN-1076 Wake / Sleep Timing Generator alkalmazás megjegyzésében talál.

6. lépés: Hardver beállítása

Következtetés

Ebben az utasításban bemutattuk, hogyan lehet egy olcsó légzésmérőt Dialog GreenPAK SLG46140V készülékkel megvalósítani. Öt különböző küszöböt használtunk, hogy megmutassuk az alany kilégzéskor jelen lévő alkoholszintjét. A GreenPAK IC vezérlőként működik az alkoholkoncentráció MQ-3 érzékelőből történő meghatározásakor, majd a felhasználó számára a megfelelő BAC szint kijelzést biztosítja. A teljes megvalósítás csak a GreenPAK és az MQ-3 alkoholérzékelő, valamint egy marék LED segítségével történik.