알코올 센서 - Arduino와의 핀아웃 및 인터페이스

음주 운전은 거의 모든 국가에서 심각한 범죄입니다. 따라서 혈중 알코올 농도를 확인하는 것은 경찰에게 중요한 과정입니다. 알코올 센서를 통해 알코올 함량을 테스트하고 일반적인 마이크로 컨트롤러를 사용하여 이 장치를 설계하는 방법에 대해 자세히 설명합니다.

알코올 센서란 무엇입니까?

그림 1:안경에 든 호흡 분석기와 알코올

센서는 에탄올의 가스 농도를 측정하고 그 결과를 아날로그 출력으로 표시하는 전자 장치입니다.

MQ3 센서는 금속 산화물 반도체가 포함된 MQ 에디션의 인기 있는 알코올 센서입니다. 또한 MQ3 센서는 5V DC를 사용하면서 25~500ppm 사이의 알코올 농도를 식별합니다.

알코올 센서 모듈 핀 배치

그림 2:휴대용 호흡 알코올 테스터

다음은 MQ-3 센서 모듈의 핀 배치 설명입니다.

MQ-3 센서용

• A-핀: 공급 전압에 연결됩니다.
• B-핀: 한 핀은 접지에 연결되고 다른 핀은 출력으로 사용됩니다.
• H – 핀: 첫 번째 H핀은 전원에 연결되고 다른 하나는 접지에 연결됩니다.

A 핀과 B 핀을 교환할 수 있음을 기억하십시오.

기능

그림 3:휴대용 호흡 알코올 테스터

주요 사양

특수 기능

1. 폭발로부터 히터 부품을 보호하기 위해 내부 구조에 2개의 메쉬 층이 있습니다. 이상적으로는 알코올이 가연성이기 때문입니다.
2. 둘째, 관형 감지 부품에는 산화알루미늄 세라믹과 이산화주석 코팅이 포함되어 있습니다. 두 물질은 알코올에 민감합니다.
3. 또한 높은 알코올 감도, 경제성, 저전력 대기 설정이 있습니다.
4. 마지막으로, 많은 마이크로컨트롤러와 호환됩니다.

알코올 감지 센서는 어떻게 작동합니까?

그림 4:디지털 알코올 테스터

알코올이 없는 상태에서 SnO2 반도체 층이 고온에서 가열될 때 산소 흡착이 발생합니다. 또한 산소 분자는 깨끗한 공기에서 산화주석 전자를 끌어들입니다. 결과적으로 전자 공핍 시트가 SnO2 표면 아래에 형성되어 가능한 장벽을 생성합니다. 그 결과 전류 흐름을 방지하는 고내성 SnO2 층입니다.

그러나 사람의 호흡에서 나오는 알코올의 존재는 흡착된 산소의 표면 밀도를 감소시켜 전위 장벽을 감소시킵니다. 전자를 이산화주석으로 밀어 넣어 전류가 알코올 센서를 통해 흐를 수 있도록 합니다.

우리는 ppm(parts-per-million)을 사용하여 한 기체와 다른 기체의 비율을 측정합니다. 예를 들어 500ppm은 100만 개의 가스 분자에 500개의 알코올 분자가 존재한다는 의미입니다.

알코올 센서의 응용

그림 5:포켓 알코올 테스터

주류 센서의 주요 응용 프로그램은 알코올 감지기를 구축하는 것입니다. 따라서 음주 운전자를 식별하는 데 도움이 됩니다.

기타 응용 분야에는 배경 감지 장치와 산업용 및 가정용 에탄올 가스 경보기가 포함됩니다.

아날로그 출력을 사용하여 알코올 농도 측정

그림 6:케이스가 있는 호흡 분석기

다음 단계에 따라 센서의 아날로그 출력을 사용하여 알코올 농도를 확인하십시오.

다음 단계에 따라 센서의 아날로그 출력을 사용하여 알코올 농도를 확인하십시오.

배선

알코올 센서 Arduino의 VCC 및 5V 핀을 연결합니다. 그런 다음 모듈의 AO 출력을 Arduino의 아날로그 핀 0에 연결하기 전에 GND와 접지 핀을 연결합니다.

보정

이 절차는 알코올 센서 판독값의 정확도를 높입니다. 값을 백분율 및 알코올 농도 수준과 동일시하여 시작하십시오. 술을 마시기 전후에 센서를 들이마시면 센서를 테스트할 수 있습니다.

그러나 술을 마시지 않는 경우 알코올 센서 쪽으로 이소프로필 또는 손 소독제 증기를 분사하십시오. MQ3 알코올 센서는 열로 구동되므로 정확한 결과를 얻으려면 예열하십시오. 이 코드를 사용하여 알코올 센서를 20초 동안 가열하세요.

그림 7:보정 코드

출처: https://lastminuteengineers.com/mq3-alcohol-sensor-arduino-tutorial/

빌드 완료

이 프로그램은 다음 범위를 정의하여 알코올 농도를 결정합니다.

• 제주:<120
• 법적 제한 내 음주:120-400
• 술 취함:>400

그림 8:호흡 분석기 코드.

출처: https://lastminuteengineers.com/mq3-alcohol-sensor-arduino-tutorial/

참고:보정 값에 따라 코드를 변경할 수 있습니다.

디지털 출력을 사용하여 알코올의 존재 감지

다음 실험은 디지털 디스플레이를 통해 에탄올의 존재를 감지하는 방법을 설명합니다.

1. 배선

VCC 핀을 5V Arduino 터미널에 연결합니다. 마찬가지로 디지털 출력을 Arduino의 디지털 핀에 연결합니다. 디지털 출력이므로 아날로그 출력에 간섭하지 마십시오.

또한 두 장치를 모두 접지해야 합니다.

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교정

이 모듈에는 디지털 출력을 설정하는 내장 전위차계가 포함되어 있습니다. 임계값을 생성하려면 노브를 돌리기만 하면 됩니다. 상태 LED는 임계값을 초과하면 활성화되고 "높음" 출력을 등록합니다. 다음 단계는 알코올 증기를 센서에 불어 넣는 것입니다. 상태 LED에 "ON"이 표시될 때까지 냄비를 시계 방향으로 돌리고 "OFF" 설정으로 다시 시계 반대 방향으로 조정합니다.

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알코올 Arduino 센서 코드

이 코드를 Arduino에 적용하십시오.

그림 9:Arduino 코드.

출처: https://lastminuteengineers.com/mq3-alcohol-sensor-arduino-tutorial/

Arduino가 있는 알코올 센서

MQ3 알코올 센서는 알코올에만 국한되지 않습니다. 그들은 또한 다른 가스를 감지할 수 있습니다.

Arduino로 센서를 구축하는 방법은 다음과 같습니다.

1. RS/R0 찾기

그림 10:RS/RO 코드 찾기

출처: https://www.teachmemicro.com/mq-3-alcohol-sensor/#

RS는 다양한 농도의 선택된 가스의 저항을 나타내고 R0은 깨끗한 공기의 저항을 나타냅니다.

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Arduino 스케치 결과

그림 11:Arduino 스케치

출처: https://www.teachmemicro.com/mq-3-alcohol-sensor/

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LCD가 있는 Arduino 음주 측정기 스케치

그림 12:최종 Arduino 스케치 코드

출처: https://www.teachmemicro.com/mq-3-alcohol-sensor/#

결론

알코올 센서를 설정하는 것은 어렵지 않습니다. 이 가이드를 따라 장치가 작동하는 방식을 이해하고 MQ3 장치의 잠재력을 최대한 활용할 수 있습니다. 그러나 서비스를 연장하려면 잘 유지하십시오. 예를 들어, 부식을 유발하고 감도를 낮추는 부식성 가스로부터 장치를 멀리 보관하십시오. 알칼리, 실리콘 증기 및 동결 조건도 감도에 영향을 미칩니다. 마지막으로 이 구성 요소에 대해 질문이 있는 경우 당사에 문의하십시오.