如何構建一個可充電酒精檢測儀

嗨朋友們，今天我們將構建一個 DIY 可充電酒精檢測儀。眾所周知，酒精分析儀使用呼出氣中的酒精含量來計算人血液中的酒精含量。在這個項目中，我們將展示如何自己構建這個酒精檢測儀。

第 1 步：補給清單

這些是該項目所需的主要電子元件。

1 X Digispark Attiny85

1 X 500 毫安鋰電池

1 X MQ3 酒精傳感器模塊

1 X TP4056 充電控制器

1 X SPDT 滑動開關

1 X共陽極 RGB LED

1 個壓電蜂鳴器

1 X DC-DC 升壓模塊

1 X 2.2k 電阻

5m硅膠紅線

5m硅膠黑線

1 X印刷電路板

母頭

工具

膠槍

烙鐵

快速彎曲

游標卡尺

直尺

激光切割機

第 2 步：為什么要使用這些組件？

Digispark Attiny 85

在這里，我們使用 Digispark attiny 85 作為微控制器。您可以改用任何 Arduino 板。

在這里，我們考慮了 Digispark attiny 85，以使該設備成為緊湊型設備。就像大多數 Arduino 板帶有用于編程的 USB 端口，有時作為電源一樣，Digispark 帶有一個板載 USB 連接器，可以直接插入計算機以對設備進行編程。該板可通過 USB 端口供電，該端口將向板提供 5V 電壓，或通過其 VIN 引腳從外部電源供電，該引腳可接受約 7 至 35V 的電壓，通過板載 78M05 穩壓器將其調節至 5V。

MQ3 傳感器模塊

我們使用 MQ3 Sensor 模塊來檢測空氣中的酒精。MQ3 酒精傳感器模塊是一個很好的選擇，因為該模塊可以輕松集成到微控制器中。

壓電蜂鳴器和共陽極 RGB LED

為了提醒酒精的存在，我們使用了壓電蜂鳴器和共陽極 RGB Led。

鋰電池

在這里，我們使用鋰電池為項目供電。電池容量約500mAh，可長時間運行。鋰電池具有能量密度高、厚度薄、內阻低、充放電特性好、耐壓高、安全性能好、循環壽命長等特點。

TP4056 充電控制器，本項目使用的充電控制器為 TP4056。我們使用它的原因是

恒流/恒壓充電方式

C/10 充電終止。

2.9V 涓流充電閾值（深度放電電池）。

上限充電停止電壓：4.2V。

軟啟動浪涌電流限制。

自動充電（連接到充電器時使電池保持最佳充電狀態）。

而且它非常便宜。

DC-DC升壓模塊

微控制器需要 5V 才能運行，而鋰電池可提供最高 4V 的電壓。這確實是一個大問題，這就是為什么我們使用 DC-DC 升壓轉換器將來自 lipo 電池的 3.7 伏轉換為 5 伏的原因。

我們還使用了 SPDT 滑動開關來調節電路中的電流。

第 3 步：MQ3 酒精傳感器模塊和校準

MQ3 是 MQ 傳感器系列中最常用的傳感器之一。它是一種金屬氧化物半導體 （MOS） 類型的傳感器。金屬氧化物傳感器也稱為化學電阻器，因為傳感是基于傳感材料在暴露于酒精時的電阻變化。因此，通過將其放置在一個簡單的分壓器網絡中，可以檢測到酒精濃度。

MQ3 酒精傳感器在 5V DC 上工作，功耗約為 800mW。它可以檢測 25 至 500 ppm 的任何酒精濃度。如果您需要更多有關這方面的知識，請閱讀此處。lastminutengineers 在那里寫了一篇很棒的文章。

對于校準過程，我們將傳感器與 Arduino 一起使用，因為 Digispark 不提供任何串行輸出。所以玩起來非常困難。根據原理圖將傳感器連接到 Arduino。

使用上面的草圖來記錄當您在不喝酒的情況下向傳感器吹氣時與在喝酒后傳感器輸出的值。在這里，我們使用消毒劑來完成這項工作，因為我們無法獲得酒精。如果不允許使用酒精，您也可以使用異丙醇。

沒有酒精，我們實際上得到一個低于 400 的傳感器值，而在有酒精的情況下得到一個高于 400 的值。所以我們將400設置為觸發動作的閾值。

注意：要從酒精傳感器獲得準確的讀數，建議您先對其進行校準。您需要找出在呼氣測醉器的情況下哪些值等于特定百分比甚至血液酒精濃度。我們的設備只能檢測到酒精的存在。

第 4 步：測試電路

根據上面面包板中顯示的原理圖，我們將所有組件連接到 Arduino，包括蜂鳴器和共陽極 RGB LED。面包板用于在完成任何電路設計之前快速構建和測試電路。然后我們編寫了一些用于檢測酒精的代碼，也用于警告存在并將其上傳到 Arduino。它按預期工作。點擊此處下載：

檢測_代碼.ino

第 5 步：外殼

即將到來的任務是為設備構建一個外殼。首先，我們使用游標卡尺測量了空氣流向傳感器的管道尺寸，然后我們測量了蜂鳴器和 RGB LED 的尺寸。游標卡尺在測量直徑時更加舒適。

我們還通過測量尺子估計了充電端口和開關的尺寸。

我們為外殼選擇 3mm 亞克力。3mm的厚度可以為外殼提供最佳強度，并且可以很容易地粘在一起。

在這里，我們根據尺寸在 Corel 繪圖中設計了 SVG 文件。然后我們激光切割亞克力。

第 6 步：組裝準備

在組裝之前，我們需要做一些任務。首先，我們移除了 MQ3 傳感器的接頭，以便我們可以輕松地將它們放入外殼中，然后我們將電線焊接到其中。

然后我們切出一個小 PCB，其中焊接了母頭，這樣我們就可以輕松地連接和分離與微控制器的連接。

我們的 lipo 電池的額定電流為 500 毫安，因此 TP4056 充電控制器在這里為我們的用戶提供 1A 的輸出電流。它有一個電流編程電阻器（R3），我們可以通過給它一個合適的值來將輸出電流設置為 1A。

在這里，我們為我們的 500 mAh 鋰電池提供 2.2k 的電阻。

我們還將代碼上傳到微控制器。您可以在此處找到完整的代碼。

第 7 步：組裝

首先，在將側件與底座組裝后，我們將 MQ3 與管道連接起來。連接開關后，我們在雙面膠帶的幫助下連接了 Lipo 電池和 DC-DC 升壓轉換器。

連接接頭后，將微控制器插入升壓轉換器。TP4056 充電器模塊在膠槍的幫助下固定在適當的位置。

然后我們按照原理圖開始焊接。電路 1 和電路 2 構成了上面給出的整個電路。

最后，我們將蜂鳴器和 LED 連接到蓋子上，并將它們連接到微控制器。然后我們粘上剩下的亞克力片。