DIY呼氣測醉器

描述

MQ-3 傳感器是一種氧化錫傳感器，可以檢測空氣中的酒精（飲用類）顆粒。我們可以使用 Arduino 來計算用戶的血液酒精含量 (BAC) 并將其顯示在 7 段顯示器上。雖然這可能是一個巧妙的派對技巧，但它也有助于讓人們知道他們是否應該開車回家。

免責聲明：使用的酒精傳感器未經校準（請參閱數據表）并且不是很準確。我不對其關閉負責。它不能替代警官的呼氣測醉器。

第 1 步：收集組件

您將需要一個 Arduino、一個 7 段顯示器、一個酒精傳感器、一個原型板、一個電阻器、一些電線和一根 USB 電纜。請參閱硬件部分中的組件以了解要購買的內容。

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第 2 步：構建防護罩

將7 段顯示器焊接到OpenSegment Shield上。將可堆疊接頭焊接到 OpenSegment Shield。

第 3 步：連接酒精傳感器

將酒精傳感器焊接到氣體傳感器分線板上。傳感器進入哪個方向并不重要（A1、B1、H1 和 GND 可以旋轉 180°）。只需確保絲印標記面朝下，遠離傳感器（即，一旦傳感器焊接到電路板上，您仍然可以讀取它們）。

在 B1 和 GND 之間焊接一個 4.7k Ω 電阻。

將 A1 和 H1 焊接在一起。

有關更多信息，請參見原理圖。

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第 4 步：組合組件

將 OpenSegment Shield 連接到 Arduino。使用以下方法將酒精傳感器連接到 Arduino：

• A1 和 H1（傳感器）→ 5V（Arduino）
• B1（傳感器）→ A1（Arduino）
• GND（傳感器）→ GND（Arduino）

第 5 步：電源和上傳代碼

將 USB 電纜從您的計算機連接到 Arduino。從下面的 GitHub 存儲庫上傳代碼。等待 5-10 分鐘后再讀取，因為傳感器需要加熱。有些人建議讓傳感器“老化”（保持開啟）48 小時后再讀取讀數。

使用穩(wěn)定的 5 秒“吹口哨”（就像吹滅生日蠟燭一樣）直接對著傳感器，讓您的臉距離傳感器約 2 英寸。這似乎給出了最準確的讀數。

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第 6 步：炫耀一下！

在下次活動時用膠帶/釘子/訂書釘將展示品粘在墻上，并將備忘單掛在它旁邊（您可能需要修改它以反映您所在州/國家/地區(qū)的法律限制）。

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慕尼黑啤酒節(jié)派對上的 DIY 酒精測試儀

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我們如何計算 BAC

事實證明，沒有簡單的方法可以從酒精傳感器計算 BAC。如果我們查看MQ-3 數據表的第 5 頁，我們可以看到有一條曲線將酒精的百萬分率 (PPM) 映射到 B1 處的電壓（假設從 B1 到 GND 的電阻為 4.7k Ω）。

我們使用了多項式回歸工具（像這個一樣）來將 5 階多項式擬合到從曲線中提取的幾個點（手動讀取 - 很多錯誤機會）。結果，我們得到了這個等式（v 是電壓）：

PPM = 150.4351049*v^5 - 2244.75988*v^4 + 13308.5139*v^3 -39136.08594*v^2 + 57082.6258*v - 32982.05333

我們使用 Excel 創(chuàng)建了一個 ADC 值列表（在 Arduino 中，范圍為 0 - 1023）及其相關電壓 (0 - 5V)。在下一欄中，我們根據電壓計算了 PPM。

最后，我們可以將 PPM 轉換為 BAC

BAC = PPM / 2600

感謝本數據表第二頁的表格?（BAC 到 PPM）。

不幸的是，這會產生許多負的和不可能高的 BAC 值。由于 MQ-3 無法處理低于約 70 和高于約 500 的 PPM，我們簡單地說低于 70 PPM 的所有內容都是 BAC = 0.000，任何超過 500 PPM 的內容都是錯誤的。

所有有效的 BAC 值都被復制到 Arduino 代碼中的查找表 (BAC_Lookup.h) 中。來自引腳 A1 的任何超過 410（2.004 V 電壓）的模數 (ADC) 值都會減去 410，并顯示其在表中的對應值。任何超過 859（電壓為 4.198 V）的 ADC 值都會簡單地顯示“E.EEE”，以表明傳感器超出了其工作范圍。

可在此處找到 Excel 表格：

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