アルコール センサー - ピン配置と Arduino とのインターフェイス

飲酒運転は、ほぼすべての国で重大な犯罪です。したがって、血中アルコール濃度のレベルをチェックすることは、警察官にとって重要なプロセスです。アルコール センサーを介してアルコール コンテンツをテストし、典型的なマイクロ コント ローラーを使用してこのデバイスを設計する方法について詳しく説明します。

アルコール センサーとは

図 1:呼気分析器とグラスに入ったアルコール

センサーは、エタノールのガス濃度を測定し、結果をアナログ出力として表示する電子デバイスです。

MQ3 センサーは、金属酸化物半導体を使用した MQ エディションの人気のあるアルコール センサーです。さらに、MQ3 センサーは、25 ～ 500 ppm のアルコール濃度を識別しながら、5V DC を利用します。

アルコール センサー モジュールのピン配列

図 2:携帯用呼気アルコール検査器

MQ-3 センサー モジュールのピン配置の説明は次のとおりです。

MQ-3 センサーの場合

• A ピン: 供給電圧に接続します。
• B ピン: 1 つのピンはグランドに接続され、もう 1 つのピンは出力として機能します。
• H – ピン: 最初の H ピンは電源に接続され、もう一方はグランドに接続されます。

A ピンと B ピンを交換できることを忘れないでください。

機能

図 3:ハンドヘルド呼気アルコール テスター

主な仕様

特別機能

<オール>

内部構造に 2 つのメッシュ層があり、ヒーター コンポーネントを爆発から保護します。理想的には、これはアルコールが可燃性であるためです。

第二に、その管状センシング コンポーネントには、酸化アルミニウム セラミックと二酸化スズ コーティングが含まれています。 2 つの材料はアルコールに敏感です。

さらに、アルコール感度が高く、手頃な価格で、低電力スタンバイ設定を備えています。

最後に、多くのマイクロコントローラーと互換性があります。

アルコール検知センサーの仕組み

図 4:デジタル アルコール テスター

アルコールが存在しない場合、SnO2 半導体層が高温で加熱されると、酸素吸着が発生します。さらに、酸素分子はきれいな空気中で酸化スズの電子を引き付けます。その結果、SnO2 表面の下に電子空乏シートが形成され、バリアが形成される可能性があります。その結果、電流の流れを防ぐ高耐性の SnO2 層ができます。

ただし、人間の呼気からのアルコールの存在は、吸着酸素の表面密度を低下させ、電位障壁を低下させます。電子を二酸化スズに押し込み、アルコール センサーに電流が流れるようにします。

あるガスと別のガスの比率を測定するために ppm (100 万分の 1) を使用していることに注意してください。たとえば、500 ppm は、100 万個のガス分子中に 500 個のアルコール分子が存在することを意味します。

アルコール センサーの応用

図 5:ポケット アルコール テスター

酒類センサーの主な用途は、アルコール検出器の構築です。したがって、飲酒運転を特定するのに役立ちます。

その他のアプリケーションには、バックグラウンド センシング デバイス、工業用および家庭用エタノール ガス警報器などがあります。

アナログ出力を使用したアルコール濃度の測定

図 6:ケーシング付き呼気分析装置

以下の手順に従って、センサーのアナログ出力を使用してアルコール濃度を確認してください。

以下の手順に従って、センサーのアナログ出力を使用してアルコール濃度を確認してください。

配線

アルコール センサー Arduino の VCC と 5V ピンを接続します。その後、モジュールの AO 出力を Arduino のアナログ ピン 0 にリンクする前に、GND ピンとグラウンド ピンを接続します。

キャリブレーション

この手順により、アルコール センサーの測定値の精度が向上します。値をパーセンテージとアルコール濃度レベルに等しくすることから始めます。酒を飲む前後にセンサーに息を吹き込むことで、センサーをテストできます。

ただし、お酒を飲まない場合は、イソプロピルまたは手指消毒剤の蒸気をアルコール センサーに向けて流してください。 MQ3 アルコール センサーは熱で駆動されるため、正確な結果を得るには温めてください。このコードを使用して、アルコール センサーを 20 秒間加熱します。

図 7:キャリブレーション コード

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

ビルドの完了

このプログラムは、次の範囲を定義してアルコール濃度を決定します。

• しらふ:<120
• 法定制限内の飲酒:120～400
• 酔っぱらい :>400

図 8:呼気分析コード。

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

注:キャリブレーション値に従ってコードを変更できます。

デジタル出力を使用してアルコールの存在を検出

次の実験では、デジタル表示でエタノールの存在を検出する方法を説明します。

<オール>

配線

VCC ピンを 5V Arduino 端子にリンクします。同様に、デジタル出力を Arduino のデジタル ピンに接続します。デジタル出力を操作しているので、アナログ出力に干渉しないでください。

さらに、両方のガジェットを接地することを忘れないでください。

2. キャリブレーション

このモジュールには、デジタル出力を設定するための内蔵ポテンショメータが含まれています。スレッショルドを作成するために必要なことは、ノブを回すことだけです。ステータス LED は、しきい値を超えるとアクティブになり、「高」出力を記録します。次のステップは、センサーにアルコール蒸気を吹き込むことです。ステータス LED が「オン」になるまでポットを時計回りに回し、反時計回りに「オフ」設定に再調整します。

3. アルコール Arduino センサー コード

このコードを Arduino に適用してください。

図 9:Arduino コード。

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

Arduino によるアルコール センサー

MQ3 アルコール センサーはアルコールに限定されません。他のガスも検出できます。

Arduino でセンサーを作成する方法は次のとおりです。

<オール>

RS/R0を見つける

図 10:RS/RO コードの検索

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

RS はさまざまな濃度の選択されたガスの抵抗を表し、R0 は清浄な空気での抵抗を表します。

2. 出来上がった Arduino スケッチ

図 11:Arduino スケッチ

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

3. LCD 付きの Arduino アルコール検知器のスケッチ

図 12:最終的な Arduino スケッチ コード

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

結論

アルコール センサーの設定は難しくありません。このガイドに従って、デバイスがどのように機能するかを理解し、MQ3 デバイスの可能性を最大限に引き出すことができます。ただし、サービスを拡張するには、適切に維持してください。たとえば、腐食や感度の低下を招く腐食性ガスからデバイスを離して保管してください。アルカリ、シリコン蒸気、凍結条件も感度に影響します。最後に、このコンポーネントについて質問がある場合は、お問い合わせください。