Sensor de álcool - Pinagem e interface com Arduino

Dirigir embriagado é um crime grave em quase todos os países. Assim, a verificação dos níveis de concentração de álcool no sangue é um processo importante para os policiais. Vamos elaborar sobre como testar o teor de álcool por meio de um sensor de álcool e projetar este dispositivo usando um microcontrolador típico.

O que é um sensor de álcool?

Fig 1:Um analisador de respiração e álcool em copos

O sensor é um dispositivo eletrônico que mede a concentração de gás do etanol e apresenta o resultado como uma saída analógica.

Um sensor MQ3 é um sensor de álcool popular da edição MQ com um semicondutor de óxido de metal. Além disso, o sensor MQ3 utiliza 5V DC enquanto identifica concentrações de álcool entre 25 e 500 ppm.

Pinagem do módulo do sensor de álcool

Fig 2:Um testador portátil de álcool no ar expirado

Aqui está a descrição da pinagem do módulo Sensor MQ-3.

Para o sensor MQ-3

• A-Pins: Eles se conectam à tensão de alimentação.
• B-Pins: Um pino se conecta ao terra enquanto o outro serve como saída.
• H –Pinos: O primeiro pino H conecta-se à fonte enquanto o outro vai ao terra.

Lembre-se, você pode trocar os pinos A e B.

Recursos

Fig 3:Um testador portátil de álcool no ar expirado

Especificações principais

Recursos especiais

1. Tem duas camadas de malha na estrutura interna para proteger os componentes do aquecedor de uma explosão. Idealmente, isso ocorre porque o álcool é inflamável.
2. Em segundo lugar, seu componente sensor tubular contém cerâmica de óxido de alumínio e um revestimento de dióxido de estanho. Os dois materiais são sensíveis ao álcool.
3. Além disso, possui alta sensibilidade ao álcool, acessibilidade e uma configuração de espera de baixo consumo.
4. Por último, é compatível com muitos microcontroladores.

Como funciona um sensor de detecção de álcool?

Fig 4:Um testador de álcool digital

Na ausência de álcool, a adsorção de oxigênio ocorre quando a camada semicondutora de SnO2 aquece em altas temperaturas. Além disso, as moléculas de oxigênio atraem elétrons de óxido de estanho no ar limpo. Como resultado, uma folha de depleção de elétrons se forma abaixo da superfície do SnO2 para criar uma possível barreira. O resultado é uma camada de SnO2 altamente resistente que impede o fluxo de corrente.

No entanto, a presença de álcool do hálito humano reduz a densidade superficial do oxigênio adsorvido, diminuindo a barreira de potencial. Ele empurra os elétrons para o dióxido de estanho para permitir que a corrente flua através do sensor de álcool.

Observe que usamos ppm (partes por milhão) para medir a razão de um gás para outro. Por exemplo, 500 ppm significa que existem 500 moléculas de álcool em um milhão de moléculas de gás.

Aplicações de sensores de álcool

Fig 5:Um testador de álcool de bolso

A principal aplicação dos sensores de licores é a construção de detectores de álcool. Por isso, ajuda a identificar motoristas bêbados.

Outras aplicações incluem dispositivos de detecção de fundo e alarmes de gás etanol industrial e doméstico.

Medição da concentração de álcool usando saída analógica

Fig 6:Um analisador de respiração com um invólucro

Siga estas etapas para verificar a concentração de álcool usando a saída analógica do sensor.

Siga estas etapas para verificar a concentração de álcool usando a saída analógica do sensor.

Fiação

Conecte os pinos VCC e 5V no seu sensor de álcool Arduino. Depois, conecte os pinos GND e terra antes de ligar a saída AO do módulo ao pino analógico 0 do seu Arduino.

Calibração

Este procedimento aumenta a precisão das leituras do sensor de álcool. Comece igualando valores a porcentagens e níveis de concentração de álcool. Você pode testar o sensor respirando nele antes e depois de beber um pouco de bebida.

No entanto, se você não beber, passe vapor de isopropilo ou desinfetante para as mãos em direção ao sensor de álcool. Como o sensor de álcool MQ3 é acionado por calor, aqueça-o para obter resultados precisos. Use este código para aquecer o sensor de álcool por 20 segundos.

Fig 7:Código de calibração

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

Concluindo a construção

Este programa determina a concentração de álcool definindo os seguintes intervalos.

• Sóbrio:<120
• Beber dentro dos limites legais:120-400
• Bêbado:>400

Fig 8:Um código do analisador de respiração.

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

Observação:você pode alterar o código de acordo com seus valores de calibração.

Detectar a presença de álcool usando a saída digital

O experimento a seguir explica como detectar a presença de etanol por meio de display digital.

1. Fiação

Conecte o pino VCC ao terminal Arduino de 5V. Da mesma forma, conecte a saída digital com o pino digital do seu Arduino. Como você está operando a saída digital, não interfira na saída analógica.

Além disso, lembre-se de aterrar os dois gadgets.

2. Calibração

Este módulo inclui um potenciômetro embutido para definir a saída digital. Tudo o que você precisa fazer para criar um limite é girar o botão. O LED de status é ativado ao exceder seu limite e registra uma saída “Alta”. O próximo passo é soprar vapor de álcool nos sensores. Gire o potenciômetro no sentido horário até que o LED de status mostre “ON” e reajuste-o no sentido anti-horário para a configuração “OFF”.

3. Código de Sensores de Álcool Arduino

Aplique este código ao seu Arduino.

Fig 9:Código Arduino.

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

Sensor de álcool com Arduino

Os sensores de álcool MQ3 não se limitam ao álcool; eles também podem detectar outros gases.

Veja como construir o sensor com Arduino.

1. Encontrando RS/R0

Fig 10:Encontrando o código RS/RO

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

RS representa a resistência do gás selecionado com concentrações variadas, enquanto R0 indica resistência em ar limpo.

2. Esboço resultante do Arduino

Fig 11:Esboço do Arduino

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

3. Esboço do bafômetro do Arduino com LCD

Fig 12:código de esboço final do Arduino

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

Conclusão

Configurar sensores de álcool não deve ser difícil. Você pode seguir este guia para entender como os dispositivos funcionam e desbloquear todo o potencial do seu dispositivo MQ3. No entanto, mantenha-o bem para estender seu serviço. Por exemplo, guarde o dispositivo longe de gases corrosivos que provocam corrosão e menor sensibilidade. Alcalis, vapor de silício e condições de congelamento também afetam a sensibilidade. Por fim, se você tiver dúvidas sobre este componente, fale conosco.