Uitgebreide Gids: Alcohol Sensor Pinout & Arduino Integratie

Dronken rijden is een ernstig misdrijf in bijna alle landen. Het controleren van de bloedalcoholconcentratie is daarom een belangrijk proces voor politieagenten. We uitleggen hoe je alcoholgehalte kunt testen via een alcoholsensor en dit apparaat ontwerpt met een typische microcontroller.

Wat Is Een Alcohol Sensor?

Fig 1: Een ademanalyzer en alcohol in glazen

De sensor is een elektronisch apparaat dat de ethanolgasconcentratie meet en het resultaat presenteert als een analoog uitgangssignaal.

Een MQ3-sensor is een populaire alcoholsensor uit de MQ-serie met een Metaaloxide Halfgeleider. De MQ3-sensor werkt op 5V DC en detecteert alcoholconcentraties tussen 25 en 500 ppm.

Alcohol Sensor Module Pinout

Fig 2: Een draagbare adem alcohol tester

Hier is de pinout-beschrijving voor de MQ-3 Sensormodule.

Voor de MQ-3 Sensor

• A-pinnen: Verbinden met de voedingsspanning.
• B-pinnen: Eén pin verbindt met de grond, de andere fungeert als uitgang.
• H-pinnen: De eerste H-pin verbindt met de voeding, de andere met de grond.

Onthoud: je kunt A- en B-pinnen omwisselen.

Kenmerken

Fig 3: Een handheld adem alcohol tester

Belangrijkste Specificaties

Speciale Kenmerken

1. Het heeft twee gazelaagjes in de interne structuur om verwarmingselementen te beschermen tegen explosie. Dit is essentieel omdat alcohol ontvlambaar is.
2. De buisvormige sensorcomponent bevat Aluminiumoxide keramiek en een Tin dioxide laag. Beide materialen zijn gevoelig voor alcohol.
3. Hoge alcoholgevoeligheid, betaalbaarheid, en een laag-standby-instelling.
4. Compatibel met veel microcontrollers.

Hoe Werkt Een Alcohol Detectie Sensor?

Fig 4: Een digitale alcohol tester

In afwezigheid van alcohol treedt zuurstofadsorptie op wanneer de SnO₂ halfgeleiderlaag op hoge temperaturen opwarmt. In schone lucht trekken zuurstofmoleculen elektronen van tin oxide aan. Hierdoor vormt zich een elektronenverarmingslaag onder het SnO₂-oppervlak, wat een potentiële barrière creëert. Het resultaat is een hoog-weerstandige SnO₂-laag die stroomdoorlaat verhindert.

De aanwezigheid van alcohol uit menselijke adem verlaagt de oppervlakteadsorptie van zuurstof, wat de potentiële barrière vermindert. Er worden elektronen in tin dioxide geduwd, waardoor stroom door de alcoholsensor kan vloeien.

Let op: we gebruiken ppm (parts-per-million) om de verhouding van één gas tot een ander te meten. Bijvoorbeeld, 500 ppm betekent 500 alcoholmoleculen in één miljoen gasmoleculen.

Toepassingen van Alcohol Sensoren

Fig 5: Een zakformaat alcohol tester

De primaire toepassing van alcoholsensoren is het bouwen van alcohol detectors. Hiermee identificeer je dronken chauffeurs.

Andere toepassingen omvatten achtergrondsensoren en industriële en domestische ethanol-gasalarmen.

Alcoholconcentratie Meten Via Analoog Uitgang

Fig 6: Een ademanalyzer met behuizing

Volg deze stappen om alcoholconcentratie te controleren via de analoog uitgang van de sensor.

Bedrading

Verbinde de VCC en 5V-pinnen van je alcoholsensor met de Arduino. Vervolgens verbind de GND en grondpinnen, en koppel de AO-uitgang van de module aan analoog pin 0 op je Arduino.

Kalibratie

Deze procedure verhoogt de nauwkeurigheid van je alcoholsensor-metingen. Begin met het gelijkstellen van waarden aan percentages en alcoholconcentratieniveaus. Je kunt de sensor testen door erin te blazen voor en na het drinken van alcohol.

Als je niet drinkt, waai isopropyl- of handgelvapor naar de alcoholsensor. Omdat de MQ3 alcoholsensor warmte-gedreven is, warm hem 20 seconden op voor nauwkeurige resultaten. Gebruik deze code om de sensor op te warmen:

Fig 7: Kalibratiecode

Bron: lastminuteengineers.com

De Bouw Voltooien

Dit programma bepaalt alcoholconcentratie door de volgende ranges te definiëren:

• Nuchter: <120
• Drinken binnen wettelijke grenzen: 120-400
• Dronken: >400

Fig 8: Een ademanalyzer code.

Bron: lastminuteengineers.com

Opmerking: Je kunt de code aanpassen volgens je kalibratiewaarden.

Alcohol Detecteren Via Digitale Uitgang

Het volgende experiment legt uit hoe je ethanol aanwezigheid detecteert via digitale weergave.

1. Bedrading

Verbinde de VCC-pin met de 5V Arduino-terminal. Verbind ook de digitale uitgang met de digitale pin van je Arduino. Omdat je de digitale uitgang gebruikt, laat de analoog uitgang onveranderd.

Vergeet niet om beide apparaten te grounden.

2. Kalibratie

Deze module bevat een ingebouwde potentiometer om de digitale uitgang in te stellen. Je hoeft alleen de knop te draaien om een drempelwaarde te creëren. De status-LED activeert bij overschrijding van je drempel en registreert een "High" uitgang. De volgende stap is alcoholvapor in de sensoren blazen. Draai de pot met de klok mee tot de status-LED "AAN" leest en pas het weer tegen de klok in tot de "UIT"-stand.

3. Alcohol Arduino Sensoren Code

Pas deze code toe op je Arduino.

Fig 9: Arduino Code.

Bron: lastminuteengineers.com

Alcohol Sensor Met Arduino

MQ3 alcoholsensoren zijn niet beperkt tot alcohol; ze kunnen ook andere gassen detecteren.

Hier is hoe je de sensor met Arduino bouwt.

1. RS/R0 Bepalen

Fig 10: RS/R0 code vinden

Bron: teachmemicro.com

RS vertegenwoordigt de weerstand van geselecteerd gas met variërende concentraties, terwijl R0 de weerstand in schone lucht aangeeft.

2. Resulterende Arduino Schets

Fig 11: Arduino Schets

Bron: teachmemicro.com

3. Arduino Ademanalyzer Schets Met LCD

Fig 12: Eind Arduino Schets code

Bron: teachmemicro.com

Conclusie

Alcohol sensoren opzetten hoeft niet moeilijk te zijn. Je kunt deze gids volgen om te begrijpen hoe de apparaten werken en het volle potentieel van je MQ3-apparaat te ontgrendelen. Onderhoud het goed om de levensduur te verlengen. Bewaar het apparaat bijvoorbeeld weg van corrosieve gassen die corrosie en lagere gevoeligheid veroorzaken. Basen, siliciumdamp en bevroren condities beïnvloeden ook de gevoeligheid. Heb je vragen over deze component? Neem contact met ons op.