酒精传感器 - 引脚分配和与 Arduino 的接口
酒后驾车在几乎所有国家都是严重犯罪。因此，检查血液中的酒精浓度水平对于警察来说是一个重要的过程。我们将详细说明如何通过酒精传感器测试酒精含量，并使用典型的微控制器设计此设备。
什么是酒精传感器？
图 1：呼吸分析仪和眼镜中的酒精
该传感器是一种电子设备，可测量乙醇的气体浓度并将结果显示为模拟输出。
MQ3 传感器是带有金属氧化物半导体的 MQ 版本中流行的酒精传感器。此外，MQ3 传感器使用 5V DC，同时识别 25 到 500 ppm 之间的酒精浓度。
酒精传感器模块引脚布局
图 2：便携式呼气酒精测试仪
这是 MQ-3 传感器模块的引脚说明。
对于 MQ-3 传感器
- A 引脚： 它们连接到电源电压。
- B 引脚： 一个引脚接地，另一个用作输出。
- H –引脚： 第一个 H 引脚连接到电源，而另一个则接地。
请记住，您可以互换 A 和 B 引脚。
特点
图 3：手持式呼气酒精测试仪
主要规格
特殊功能
- 它的内部结构上有两个网状层，以保护加热器组件免受爆炸。理想情况下，这是因为酒精易燃。
- 其次，其管状传感组件包含氧化铝陶瓷和二氧化锡涂层。这两种材料对酒精敏感。
- 此外，它还具有高酒精敏感性、经济实惠和低功耗待机设置。
- 最后，它与许多微控制器兼容。
酒精检测传感器如何工作？
图 4：数字酒精测试仪
在没有酒精的情况下，当 SnO2 半导体层在高温下加热时会发生氧吸附。此外，氧分子在清洁空气中吸引氧化锡电子。因此，在 SnO2 表面下方会形成一个电子耗尽层，从而形成一个可能的屏障。结果是一个高电阻的 SnO2 层，可防止电流流动。
然而，人类呼吸中的酒精会降低吸附氧的表面密度，从而降低势垒。它将电子推入二氧化锡，让电流流过酒精传感器。
请注意，我们使用 ppm（百万分率）来衡量一种气体与另一种气体的比率。例如，500 ppm 表示 500 个酒精分子存在于 100 万个气体分子中。
酒精传感器的应用
图 5：袖珍酒精测试仪
酒类传感器的主要应用是构建酒精检测器。因此，它可以帮助您识别醉酒司机。
其他应用包括背景感应设备以及工业和家用乙醇气体报警器。
使用模拟输出测量酒精浓度
图 6：带外壳的呼吸分析仪
按照以下步骤使用传感器的模拟输出检查酒精浓度。
按照以下步骤使用传感器的模拟输出检查酒精浓度。
接线
连接酒精传感器 Arduino 上的 VCC 和 5V 引脚。然后，在将模块的 AO 输出连接到 Arduino 上的模拟引脚 0 之前，连接 GND 和接地引脚。
校准
此过程可提高酒精传感器读数的准确性。首先将值等同于百分比和酒精浓度水平。您可以在喝一些酒之前和之后通过呼吸来测试传感器。
但是，如果您不喝酒，请将异丙醇或洗手液蒸气吹向酒精传感器。因为 MQ3 酒精传感器是热驱动的，所以要预热它以获得准确的结果。使用此代码加热酒精传感器 20 秒。
图 7：校准代码
来源： https://lastminuteengineers.com/mq3-alcohol-sensor-arduino-tutorial/
完成构建
该程序通过定义以下范围来确定酒精浓度。
- 清醒：<120
- 法定饮酒量：120-400
- 醉酒：>400
图 8：呼吸分析器代码。
来源： https://lastminuteengineers.com/mq3-alcohol-sensor-arduino-tutorial/
注意：您可以根据您的校准值更改代码。
使用数字输出检测是否存在酒精
以下实验说明了如何通过数字显示检测乙醇的存在。
- 接线
将 VCC 引脚连接到 5V Arduino 终端。同样，将数字输出与 Arduino 的数字引脚连接。由于你是在操作数字输出，所以不要干扰模拟输出。
此外，请记住将两个小工具接地。
- 校准
该模块包括一个内置电位器来设置数字输出。创建阈值所需要做的就是转动旋钮。状态 LED 在超过您的阈值时激活并记录“高”输出。下一步是将酒精蒸汽吹入传感器。顺时针转动锅，直到状态 LED 显示“ON”，然后逆时针将其重新调整到“OFF”设置。
- 酒精 Arduino 传感器代码
将此代码应用到您的 Arduino。
图 9：Arduino 代码。
来源： https://lastminuteengineers.com/mq3-alcohol-sensor-arduino-tutorial/
带有 Arduino 的酒精传感器
MQ3 酒精传感器不仅限于酒精；他们还可以检测其他气体。
以下是使用 Arduino 构建传感器的方法。
- 寻找 RS/R0
图 10：查找 RS/RO 代码
来源： https://www.teachmemicro.com/mq-3-alcohol-sensor/#
RS代表不同浓度选定气体的阻力，R0代表洁净空气中的阻力。
- 生成的 Arduino 草图
图 11：Arduino 草图
来源： https://www.teachmemicro.com/mq-3-alcohol-sensor/
- 带 LCD 的 Arduino 酒精测试仪草图
图 12：最终的 Arduino 草图代码
来源： https://www.teachmemicro.com/mq-3-alcohol-sensor/#
结论
设置酒精传感器应该不难。您可以按照本指南了解设备的工作原理并释放 MQ3 设备的全部潜力。但是，维护它以扩展其服务。例如，将设备存放在远离会导致腐蚀和降低灵敏度的腐蚀性气体的地方。碱、硅蒸汽和冷冻条件也会影响灵敏度。最后，如果您对此组件有任何疑问，请与我们联系。
工业技术