Hoe om 'n draagbare asemhaler te maak: 6 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:24

'N Asemhalingsapparaat is 'n instrument om die bloedalkoholinhoud (BAC) uit 'n asemmonster te bepaal. In eenvoudige terme is dit 'n instrument om te toets of 'n persoon dronk is. Die asemhaling van alkohol word gebruik in strafregtelike vervolgings; die bestuurder van 'n voertuig waarvan die lesing 'n BAC oor die rygrens aandui, kan van 'n kriminele oortreding aangekla word.

Die vlak van alkohol in die bloed wat 'n persoon as die limiet tydens die bestuur beskryf, wissel volgens land. BAC -wettige perke wissel van 0,01 tot 0,10. Die meeste lande het 'n limiet van ongeveer 0,05. Griekeland, Groenland en Ysland het byvoorbeeld perke van 0,05. In die Verenigde State is dit 0,08. As die asemhalingsleser groter is as die wettige limiet, kan die bestuurder 'n DUI ontvang.

Hieronder het ons die stappe beskryf wat nodig is om te verstaan hoe die oplossing geprogrammeer is om 'n draagbare asemhalingsapparaat te skep. As u egter net die resultaat van die programmering wil kry, laai GreenPAK -sagteware af om die reeds voltooide GreenPAK -ontwerplêer te sien. Koppel die GreenPAK Development Kit aan op u rekenaar en klik op die program om die draagbare asemhalingsapparaat te skep.

Stap 1: Chemie

As die gebruiker in 'n asemontleder uitasem, word enige etanol wat in sy asem voorkom, geoksideer tot suur by die anode:

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

By die katode word atmosferiese suurstof verminder:

O2 (g) + 4H + (aq) + 4e- → 2H2O (l)

Die algehele reaksie is die oksidasie van etanol na asynsuur en water.

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

Die elektriese stroom wat deur hierdie reaksie geproduseer word, word gemeet deur 'n mikroverwerker en word aangedui as 'n benadering van die algehele bloedalkoholinhoud (BAC).

Stap 2: MQ-3 Alkoholsensor

Hierdie asemhalingsapparaat is nie bedoel om gebruik te word as 'n toestel wat vervolging kan bevestig nie. Die MQ-3 is nie akkuraat genoeg om presiese BAC te registreer nie, maar kan die konsentrasie alkohol in asem vir nie-geregtelike toepassings analiseer. Die MQ-3 is 'n goedkoop halfgeleiersensor wat die teenwoordigheid van alkoholiese gasse kan opspoor by konsentrasies van 0,05 mg / L tot 10 mg / L. Die sensitiewe materiaal wat vir hierdie sensor gebruik word, is SnO2, waarvan die geleidingsvermoë laer is in skoon lug. Die geleidbaarheid daarvan neem toe namate die konsentrasie van alkoholiese gasse toeneem. Dit verlaag weer die sensor se pin-to-pin weerstand. In plaas daarvan om die weerstand direk te meet, meet ons die spanningsvlak op die punt tussen die sensor en 'n lasweerstand. Die sensor en lasweerstand vorm 'n spanningsverdeler, en hoe laer die sensorweerstand, hoe hoër sal die spanningslesing wees. Dit het 'n hoë sensitiwiteit vir alkohol en het 'n goeie weerstand teen versteurings as gevolg van rook, dampe en petrol. Hierdie module bied beide digitale en analoog uitsette.

Die sensor het 'n inbraakperiode van 24 - 48 uur. Dit beteken dat die sensor 24 - 48 uur aangeskakel moet word voordat die metings stabiel word.

Hierdie alkoholsensor is geskik om die alkoholkonsentrasie op u asem op te spoor, net soos u gewone asemhalingsapparaat. Dit het 'n hoë sensitiwiteit en vinnige reaksietyd. Die sensor bied 'n analoge weerstandsuitgangswaarde in die vorm van spannings, gebaseer op alkoholkonsentrasie. Tabel 1 gee 'n insig in die spanningsreekse van die MQ-3-sensor.

Stap 3: Projekopsomming

Hierdie instruksie beskryf hoe u 'n goedkoop draagbare asemhalingsapparaat kan implementeer met 'n Dialog GreenPAK ™ SLG46140V. Die GreenPAK sal saam met die MQ-3 Alkoholsensor gebruik word om die konsentrasie van alkohol in die lug te meet. Deur die konsentrasie van die alkoholsensor kan ons die hoeveelheid alkohol wat op 'n persoon se asem voorkom, aflei.

Mense kan etanol saam met koolstofdioksied uitasem. Hoe hoër die etanolinhoud in die bloedstroom, hoe meer word dit in die lug ingebring by uitaseming. Hierdie instruksie sal die GreenPAK se 8-bis ADC gebruik om die analoogwaarde van die MQ-3 alkoholsensor te verkry. Analoog vergelykers sal gebruik word om die verkregen analoog waarde met betrekking tot 'n spesifieke drempel op te spoor. Vyf verskillende drempels word saamgestel om die vlak van dronkenskap in 'n persoon se asem aan te toon. As die waarde groter as 'n bepaalde drempel word, kan 'n LED verlig word om die vlak van dronkenskap aan te dui.

Stap 4: Kringdiagram

Die kringdiagram van die projek word in figuur 1 getoon.

Stap 5: GreenPAK -ontwerp

Die GreenPAK -ontwerp vir die projek word in figuur 2 getoon.

Hierdie GreenPAK -ontwerp bevat 5 verskillende analoge vergelykingsspanningsdrempels om verskillende hoeveelhede dronkenskap aan te dui wat uit 'n persoon se asem voorkom. Die SLG46140 het twee analoog vergelykers, en die analoog invoer van PIN6 word aan beide ACMP0 en ACMP1 gegee via die PGA, wat 'n wins van 1x het. Die drempels vir ACMP0 en ACMP1 word op 100 mV en 500 mV gestel. Die eienskappe van ACMP0 en ACMP1 kan gesien word in Figuur 3. Die oorblywende drie vlakke kan met behulp van digitale vergelykingsblokke saamgestel word. Om hierdie DCMP's te gebruik, moet ons eers die analoogwaarde omskakel in die ekwivalente byte, wat dan na die DCMP's gevoer word. Dit kan bereik word deur die 8-bis ADC van SLG46140 te gebruik. Die analoog sein gaan eers deur 'n programmeerbare versterkingsversterker (PGA) wat dan na die ADC gevoer word. DCMP's kry dan hul analoog seine-ekwivalente byte van die ADC. Die konfigurasies vir die PGA en die ADC word in figuur 4 gegee.

Die drempel vir ACMP0 en ACMP1 is onderskeidelik op 100 mV en 500 mV gestel. Elke keer as die spanningsvlak groter word as die gegewe drempel, word 'n analoog vergelykingsuitset HOOG, wat lei tot PIN-10 of PIN-11. Die drempelinstellings vir DCMP is 'n bietjie ingewikkeld en behels die opstel van registerwaarde in die DCMP -eienskappe. Die ekwivalente analoogdrempel vir DCMP's kan maklik bereken word met behulp van vergelyking 1.

As die analoogwaarde die drempel oorskry wat in die analoog -vergelykers en digitale vergelykers gestel is, sal blokke wat ooreenstem met 'n onderskeie PIN geaktiveer word, en sodoende die omvang van alkohol wat in die asem voorkom, toon. Die eienskappe vir die DCMP's word in figuur 5. Om die stroomverbruik tot die minimum te beperk, kan die ADC, DCMP's en ACMP's deur middel van die Wake/Sleep -modus gebruik word. Raadpleeg die AN-1076 Wake / Sleep Timing Generator-toepassingsnota op Dialog se webwerf vir meer inligting oor die Wake / Sleep Cycle.

Stap 6: Hardeware -opstelling

Afsluiting

In hierdie instruksies het ons gedemonstreer hoe u 'n goedkoop asemhalingsapparaat kan implementeer met 'n Dialog GreenPAK SLG46140V. Ons het vyf verskillende drempels gebruik om die alkoholgehalte aan te toon wanneer 'n persoon uitasem. Die GreenPAK IC tree op as die beheerder vir die verkryging van die alkoholkonsentrasie van die MQ-3-sensor en lewer dan die toepaslike BAC-vlakaanduiding vir die gebruiker. Die volledige implementering word uitgevoer met slegs 'n GreenPAK- en MQ-3-alkoholsensor, tesame met 'n handjievol LED's.