Thiết kế mạch đo nồng độ cồn sử dụng cảm biến MQ3

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Các linh kiện sử dụng trong đề tài .1 Bộ nguồn

Cổng USB của Arduino Uno có thể kết nối với máy tính để bàn hoặc máy tính xách tay thông qua 1 sợi cáp. Khi Arduiuno Uno được cấp nguồn từ CPU của máy tính bàn, hoặc laptap, hoặc được kết nối với sạc dự phòng. Định nghĩa: Arduino Uno R3 là một module có tích hợp nhiều linh kiện, trong đó sử dụng vi điều khiển Atmega328 làm trung tâm xử lý.

Bên cạnh đó mã nguồn sử dụng cho Arduino được viết và biên dịch trên phần mềm “Arduino IDE”. Với khả năng lập trình cho các ứng dụng điều khiển phức tạp do được trang bị cấu hỡnh mạnh cho cỏc bộ nhớ ROM, RAM và Flash, cỏc ngừ vào ra digital I/O trong đú cú nhiều ngừ đọc tớn hiệu analog và cỏc chuẩn giao tiếp đa dạng như UART,. SPI, I2C,…thì Arduino Uno R3 rất phù hợp để đảm nhận các chức năng nhận và xuất dữ liệu để điều khiển mô hình.

Vật liệu này có tính dẫn điện kém trong môi trường không khí sạch nhưng lại rất nhạy cảm với hơi cồn. Tỷ lệ điện trở của cảm biến giảm gần 5 lần khi đo trong môi trường không khí sạch. Tuy nhiên hiệu ứng phát hiện nồng độ cồn của cảm biến này còn phụ thuộc điều kiện nhiệt độ.

Khi nhiệt độ bề mặt cảm biến được sấy nóng tới 600C, thời gian cần thiết để phát hiện nồng độ cồn kéo dài khoảng 8 giây. Cũng trong môi trường đó, khi nhiệt độ bề mặt cảm biến là 200C thời gian phát hiện nồng độ cồn kéo dài từ 3 đến 5 phút. O2 Nồng độ OXY 21% (DKTC) Giá trị tối thiểu của OXY là nồng độ có thể ảnh hưởng tới độ nhạy trên.

- Có thể kết hợp với một số linh kiện điện tử khác để tạo thành mạch chia điện áp. Ngày nay, thiết bị hiển thị LCD 1602 (Liquid Crystal Display) được sử dụng trong rất nhiều các ứng dụng của VĐK. LCD 1602 có rất nhiều ưu điểm so với các dạng hiển thị khác như: khả năng hiển thị kí tự đa dạng (chữ, số, kí tự đồ họa); dễ dàng đưa vào mạch ứng dụng theo nhiều giao thức giao tiếp khác nhau, tiêu tốn rất ít tài nguyên hệ thống, giá thành rẻ….

+ ™ chế độ ghi: Dữ liệu ở bus sẽ được LCD chuyển vào thanh ghi bên trong khi phát hiện một xung (high-to-low transition) của tín hiệu chân E. + ™ chế độ đọc: Dữ liệu sẽ được LCD xuất ra DB0-DB7 khi phát hiện cạnh lên (low-to-high transition) ở chân E và.

THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN CHƯƠNG 3: NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH

LCD hiển thị theo mã ASCII của PIC truyền đến, nó giống như hiển thị ký tự. Từ mạch nguyên lý, tiến hành sắp xếp các linh kiện để tạo ra border mạch nhỏ gọn, thẩm mĩ để dễ tiến hành thi công mạch. Sau khi sắp xếp xong linh kiện, ta tiến hành chạy thử mạch 3D sau khi mạch chạy được ta xuất file PDF mạch in ra giấy in mạch (Khổ A4).

THI CÔNG VÀ KẾT QUẢ CHƯƠNG 4: THI CÔNG MẠCH

Sử dụng chì hàn và mũi hàn chuyên dụng để thực hiện việc cố định chân linh kiện, yêu cầu linh kiện hàn chắc, mũi hàn không thừa chì, không bị dính qua đường dây hoặc mũi hàn khác. Ta có thể gắn từng linh kiện và hàn để tránh trường hợp nhiều linh kiện bị dính chân nhau. Khi đã có mạch, ta tiến hành kiểm tra mạch bằng cách dùng đồng hồ VOM để kiểm tra thông mạch hay chưa, kiểm tra linh kiện các mối hàn.

Đã kiểm tra khối nguồn, mối hàn các linh kiện, code nạp cho VĐK và cảm biến Mq3. Khi sử dụng các thực phẩm hay đồ uống có nồng độ cồn thì máy sẽ cho kết quả có nồng độ cồn. Tùy thuộc vào nồng độ cồn có trong hơi thở mà khi đo bằng cảm biến Mq3 sẽ hiển thị lên LCD các kết quả khác nhau.

Mạch đo sẽ cảnh báo lên LCD và kết hợp loa báo khi nồng độ cồn vượt quá 0,25mg/L khí. Mức độ chính các của cảm biến Mq3 không cao nên cho các kết quả không được chính xác. Mạch đo được mức nồng độ cồn theo từng giây, và có hiển thị trên màn hình LCD về nồng độ cồn, và đưa ra thông báo để người dùng biết rằng đã vi phạm về nồng độ cồn hay chưa.

Mạch hoạt động ổn định, giá thành sản phẩm phù hợp với đa số người sử dụng, mạch đơn giản dễ sử dụng và sửa chữa. Tuổi thọ không cao do các linh kiện sử dụng có giá thành rẻ, mức độ nhạy và chính xác của cảm biến Mq3 khá thấp không chính xác cho các lần đo. Mạch đo và cảnh báo nồng độ cồn này có thể phát triển thêm như là lắp đặt vào hệ thống buồng lái (cabin) của ô tô để thực hiện các biện pháp phát hiê ›n, ngăn chặn và cảnh báo sớm trước khi cho phép xe khởi hành, cũng như kiểm soát liên tục trong quá trình người lái điều khiển xe tham gia giao thông.

Hệ thống kiểm soát này ngăn chặn không cho phép khởi động động cơ và cảnh báo bằng các tín hiệu ánh sáng, âm thanh khi phát hiện nồng độ cồn trong hơi thở cao quá mức quy định.