教大家做一个酒驾杀手-酒精呼吸器

我们都看到阿sir对司机使用酒精分析仪来检查他们是否受到酒精的影响。酒后驾车在所有国家都是犯罪行为。但是你知道这台机器很容易制作吗？以下是如何 DIY 具有 3 位显示输出的酒精呼气测醉器。

使用 8051 微控制器 (AT89S51) 的酒精呼吸器电路

这篇文章是关于一个使用 8051 微控制器的呼气测醉器电路，它从呼吸中输出血液酒精含量 (BAC)。BAC 在 3 位七段显示器上以百分比形式显示。如果使用属于 8051 系列的 AT89S51 和酒精传感器的微控制器是 Futurelec 的 MQ135 气体传感器。

MQ135气体传感器电路

MQ135是一款稳定灵敏的气体传感器，可以检测氨气、二氧化碳、酒精、烟雾、二氧化氮等。传感器由氧化铝微管内的二氧化锡敏感层、测量电极和管状铝外壳内的加热元件组成。传感器的前端用不锈钢网覆盖，后侧固定连接端子。

呼气中存在的乙醇在通过加热元件时被氧化成乙酸。这种乙醇落在二氧化锡传感层上，因此其电阻降低。使用外部负载电阻器将该电阻变化转换为合适的电压变化。MQ135 酒精传感器的典型连接布置如下所示。

MQ135在不同温度、不同气体浓度下电阻值不同。制造商建议在 100 ppm 氨或 50 ppm 酒精下校准传感器。负载电阻的推荐值在 10K 到 47K 之间。

 

电路图

 

 

组件列表

• 酒精传感器 (MQ135) – 1 个
• IC (ADC 0804) – 1 个
• 微控制器 (AT89S51) – 1 个
• 7 段显示 – 3 段
• 晶体管 (2N2222) – 3 个
• 开关 – 1 个
• 电容器 (150pF) – 1 个
• 电容器 (22uF/10V) – 1 个
• 电容器 (10uF/10V) – 3 个
• 电阻器：100 ohm – 11 个，10k – 3 个，22k – 1 个，8.2k – 1 个，330 ohm – 1 个

酒精检测器电路的工作

酒精检测器单元的电压输出使用 ADC0804 (IC1) 转换为数字格式。ADC的 V ref/2引脚使用由 R14 和 R15 组成的分压器网络保持在 1.28V。V ref/2 =1.28V 表示 ADC 的步长为 10mV，模拟输入每增加 10mV，ADC 的输出就会增加一位。请参阅 ADC0804 的数据表以获得更好的理解。ADC 的数字输出（D0 到 D7）连接到微控制器的端口 1。控制信号 CS、RD、WR、INTR 分别从微控制器 P3.7、P3.6、P3.5、P3.4 引脚获得。R9 和 C1 与 ADC0804 的时钟电路相关联。

电容 C3 连接在 ADC0804 的 V in+和 V in-之间，用于过滤传感器输出中的噪声（如果有）。如果不使用 C3，ADC 的数字输出将不稳定。这个滤波电容肯定会在 ADC 响应中引起一些滞后，但在这个入门级应用中并不是很重要。微控制器对 ADC 数字输出执行所需的操作，以便将其转换为 BAC % 并将其显示在三位七段显示器上。微控制器的端口 0 连接到多路复用的三位七段显示器。三位数的驱动信号分别从微控制器的 P3.0、P3.1、P3.2 引脚获得。

程序

ORG 00H

MOV P1,#11111111B

MOV P0,#00000000B

MOV P3,#00000000B

MOV DPTR,#LUT

MAIN: MOV R4,#250D

      CLR P3.7

      SETB P3.6

      CLR P3.5

      SETB P3.5

WAIT: JB P3.4,WAIT

      CLR P3.7

      CLR P3.6

      MOV A,P1

      MOV R5,A

      SUBB A,#86

      JC NEXT

      SETB P3.3

      CLR PSW.7

NEXT: MOV A,R5

      SUBB A,#115D

      JNC LABEL

      MOV A,#00000000B

      CLR PSW.7

LABEL: MOV B,#5D

       MUL AB

       MOV B,#8D

       DIV AB

       MOV B,#10D

       DIV AB

       MOV R6,A

       MOV R7,B

DLOOP:SETB P3.0

      MOV P0,#01000000B

      ACALL DELAY

      CLR P3.0

      SETB P3.1

      MOV A,R6

      ACALL DISPLAY

      MOV P0,A

      ACALL DELAY

      CLR P3.1

      SETB P3.2

      MOV A,R7

      ACALL DISPLAY

      MOV P0,A

      ACALL DELAY

      CLR P3.2

      DJNZ R4,DLOOP

      SJMP MAIN

DELAY: MOV R3,#255D

LABEL1: DJNZ R3,LABEL1

        RET

DISPLAY: MOVC A,@A+DPTR

         CPL A

         RET

LUT: DB 3FH

     DB 06H

     DB 5BH

     DB 4FH

     DB 66H

     DB 6DH

     DB 7DH

     DB 07H

     DB 7FH

     DB 6FH

END

• 注意事项
• MQ135 气体传感器在首次使用前需要大约 5 分钟的预热时间。
• MQ135 在检测呈阳性后需要几分钟才能恢复到正常状态（呼吸中存在酒精）。
• 如果呼吸中没有酒精，传感器输出将很快回到正常状态。
•   在尝试此项目之前，请阅读这些文章将七段显示器连接到 8051 微控制器、将 ADC 连接到 8051 微控制器。
• 该呼气测醉器电路只是入门级电路，不适用于执法或实验室应用等高端应用。
• 将 ADC 的数字输出转换为 BAC 百分比的逻辑是使用近似技术获得的。