Placa de circuito detector de álcool Arduino

Neste projeto, vou fazer a interface de um sensor de álcool com o Arduino. Aqui eu projetei um Arduino Shield PCB usando o simulador e designer de PCB online EASYEDA. O Arduino Alcohol Detector detectará o nível de álcool no ar expirado e, usando alguns cálculos em código, podemos calcular o nível de álcool no ar expirado ou no sangue e disparar alguns alarmes.

Componentes necessários:

1. Arduino UNO
2. Escudo Arduino detector de álcool da JLCPCB
3. Sensor de álcool (MQ3)
4. Resistor 10K
5. Resistor 1K
6. LCD 16x2
7. Fonte de energia
8. 10k POT
9. CONDUZIU
10. LM358
11. Burgstips
12. Botão de apertar

Diagrama de circuito e explicação:

Neste Arduino Alcohol Detector Shield, usamos um sensor MQ3 para detectar o nível de álcool presente na respiração. Um LCD 16x2 é usado para exibir o valor PPM do álcool. E um LM358 IC para converter a saída do sensor de nível de álcool em digital (esta função é opcional). Uma campainha também é usada para indicar o alto nível de álcool.

O diagrama de circuito para este projeto de sensor de álcool Arduino é fornecido acima. Temos um circuito comparador para comparar a tensão de saída do sensor de álcool com a tensão predefinida (saída conectada no pino D7). A saída do sensor de álcool também é conectada a um pino analógico do Arduino (A0). A campainha está conectada no pino D9. E as conexões de LCD são iguais aos exemplos de LCD do Arduino que estão disponíveis no Arduino IDE (12, 11, 5, 4, 3, 2). Um botão de pressão também usado aqui para começar a fazer a leitura do sensor de álcool conectado no pino digital D6 do Arduino. As conexões restantes são mostradas no diagrama de circuito.

Observação: no circuito, precisamos fazer um curto em todos os três pinos do cabeçalho J2 para calcular o PPM.

Para projetar o Escudo Detector de Álcool para Arduino, usamos o EasyEDA, no qual primeiro projetamos um esquema e depois o convertemos no layout PCB pelo recurso de roteamento automático do EasyEDA. O processo completo é explicado abaixo.

Cálculos para o nível de álcool:

De acordo com a folha de dados MQ3, o álcool no ar limpo é 0,04 mg / L.

Então, alimentamos o circuito e encontramos a tensão de saída do sensor MQ3 no ar ambiente (presumo que meu quarto tenha ar limpo), então obtive tensão de 0,60. Isso significa que quando o sensor está fornecendo 0,60 V no ar limpo, o álcool será 0,04 mg / L.

Agora podemos encontrar um multiplicador dividindo o álcool pela tensão de saída no ar limpo e obtemos

Multiplicador = 0,40 / 0,60 Multiplicador = 0,67

Agora temos uma fórmula para calcular o álcool (pode estar longe do cálculo exato ou real. Estes não são cálculos padrão)

Álcool = 0,67 * v.

Onde v é a tensão de saída do sensor de álcool.

Agora sabemos que o limite mínimo para dirigir enquanto se bebe álcool é em torno de 0,5mg / L. Mas em nosso cálculo, estamos obtendo cerca de 0,40 mg / L em ar puro, de modo que definimos um limite de álcool ao dirigir 0,80 mg / L (apenas para demonstração).

Sensor MQ3:

O sensor de álcool gasoso MQ3 é feito usando material SnO2 que tem menos condutividade em ar limpo. Sempre que se aproxima do gás álcool, ele começa a conduzir altamente de acordo com a concentração do gás. Assim, o usuário pode sentir a diferença de tensão de saída usando qualquer microcontrolador e pode detectar a presença de álcool. Este é de baixo custo e um sensor adequado para muitas aplicações de detecção de álcool. Este sensor tem vida longa e boa sensibilidade. Algumas das aplicações que podem ser feitas usando este sensor são alarme de álcool de gás, detector de álcool portátil, alarmes de gás, bafômetro, etc.

Projeto de circuito e PCB usando EasyEDA:

Para projetar este Circuito de Projeto de Álcool Arduino, escolhemos a ferramenta online EDA chamada EasyEDA. Eu já usei o EasyEDA muitas vezes e achei muito conveniente usar, uma vez que tem uma boa coleção de pegadas e seu código-fonte aberto. Confira aqui todos os nossos projetos de PCB. Depois de projetar o PCB, podemos solicitar as amostras de PCB por seus serviços de fabricação de PCB de baixo custo. Eles também oferecem serviço de fornecimento de componentes, onde têm um grande estoque de componentes eletrônicos e os usuários podem solicitar seus componentes necessários junto com o pedido de PCB.

Ao projetar seus circuitos e PCBs, você também pode tornar seus projetos de circuitos e PCB públicos para que outros usuários possam copiá-los ou editá-los e tirar proveito deles. Também tornamos públicos todos os nossos circuitos e layouts de PCB para este Detector de álcool Arduino, verifique o link abaixo:

easyeda.com/circuitdigest/Alcohol_Detector-6b80abe350df4526b21be4999638a36b

Você pode visualizar qualquer camada (superior, inferior, superior, inferior, etc.) do PCB selecionando a camada da janela 'Camadas'.

Você também pode ver o PCB, como ficará após a fabricação usando o botão Photo View no EasyEDA:

Calculando e solicitando amostras online:

Depois de concluir o design deste Arduino Alcohol Project PCB, você pode solicitar o PCB por meio de JLCPCB.com. Para solicitar o PCB do JLCPCB, você precisa do Arquivo Gerber. Para fazer download dos arquivos Gerber de seu PCB, basta clicar no botão Saída de Fabricação na página do editor EasyEDA e, em seguida, fazer download da página de pedido do PCB EasyEDA.

Agora vá para JLCPCB.com e clique em Quote Now ou no botão, então você pode selecionar o número de PCBs que deseja pedir, quantas camadas de cobre você precisa, a espessura do PCB, o peso do cobre e até mesmo a cor do PCB, como o instantâneo mostrado abaixo:

Depois de selecionar todas as opções, clique em “Salvar no carrinho” e então você será levado à página onde poderá fazer o upload do seu arquivo Gerber, que baixamos do EasyEDA. Carregue seu arquivo Gerber e clique em “Salvar no carrinho”. E, finalmente, clique em Check-out com segurança para concluir seu pedido e, alguns dias depois, você receberá seus PCBs. Eles estão fabricando o PCB a uma taxa muito baixa, que é de US $ 2. Seu tempo de construção também é muito menor, que é de 48 horas com entrega DHL de 3-5 dias, basicamente você receberá seus PCBs dentro de uma semana após o pedido.

Depois de alguns dias pedindo PCBs, recebi as amostras de PCB em uma bela embalagem, conforme mostrado nas fotos abaixo.

E depois de obter essas peças, soldei todos os componentes necessários no PCB,

Agora só precisamos conectar o LCD ao escudo e colocar este escudo detector de álcool sobre o Arduino. Alinhe os pinos deste escudo com o Arduino e pressione-o firmemente sobre o Arduino. Agora, basta fazer o upload do código para o Arduino e ligar o circuito e pronto! Seu detector de álcool está pronto para ser testado.