Презентация "Алкотестеры" по физике – проект, доклад

Белорусский национальный технический университет Кафедра «Электротехника и электроника

Презентация на тему: Алкотестеры

Алкотестер – это электронный прибор с датчиком и индикатором, который покажет объективный уровень алкогольного опьянения человека, что не всегда удается определить на первый взгляд. Всего за несколько секунд алкотестер проанализирует по выдыхаемому воздуху степень алкогольного опьянения и Вашу пригодность к вождению автомобиля. Возможно, это поможет сохранить водительское удостоверение от длительного и неприятного изъятия сотрудником госавтоинспекции за вождение в нетрезвом виде.

Принцип работы алкотестера.

После того, как Вы выпили, печень начинает разрушать алкоголь и производить уксусный альдегид, который появляется в выдыхаемом воздухе. Алкотестер реагирует на изменение электропроводности выдыхаемого воздуха и определяет концентрацию уксусного альдегида.

Чтобы сделать концентрацию паров алкоголя в выдохе измеряемой величиной применяют специальные чувствительные к алкоголю датчики — сенсоры. Принцип работы любого сенсора состоит в пропорциональном преобразовании концентрации (паров, газов и т.д.) в электрический сигнал.

Разница между электрохимическими и полупроводниковыми сенсорами состоит в том, что данное преобразование в электрохимическом датчике достигается за счет химических процессов (отсюда и название), а в полупроводниковых сенсорах — за счет сжигания молекул этилового спирта на разогретой поверхности сенсора.

Вид печатной платы

Если в электрохимических датчиках реакция происходит при комнатных температурах, то в полупроводниковых сенсорах требуется разогрев до сотен градусов, поэтому электрохимические сенсоры в сравнении с полупроводниковыми намного долговечнее, и приборы с такими датчиками потребляют значительно меньше энергии.

Индикация уровня алкоголя осуществляется тремя разноцветными светодиодами, а управление - трехпозиционным движковым переключателем S2 и кнопкой «Старт» S1. Прибор выполнен на самой современной элементной базе - микроконтроллере ATMega8L и полупроводниковом датчике газа MQ303A для обнаружения алкоголя. Общий вид устройства и его органы управления приведены на рисунке ---------------------

Принципиальная электрическая схема алкотестера

Принцип работы устройства следующий: человек выдыхает воздух около датчика газа D2 (MQ303A), реагирующего на пары алкоголя. Интегральные стабилизаторы D1 и D3, а также каскад на полевом транзисторе VT1 задают необходимые для правильной работы датчика питающие напряжения. Датчик D2 преобразует пары выдыхаемого газа в электрический сигнал, который далее подаётся через резистор R14 на вход микроконтроллера PC1 (24 ножка).

Микроконтроллер РС 1

В микроконтроллере уже «заложены» эталонные сигналы - «трезвый» (горит зелёный светодиод VD1), - «выпил стакан пива» (загорается жёлтый светодиод VD2) и - «сильное опьянение» (ярко светится красный светодиод VD3). Переключатель S2 устанавливает режимы работы устройства: в левом положении (положение 3) происходит калибровка красного светодиода, в среднем (положение 2) – калибровка жёлтого светодиода, а в правом (положение 1) - непосредственно измерение показаний датчика газа.

Расположение выводов микроконтроллера:

Монтажная схема устройства

Перечень компонентов для самостоятельной сборки устройства: конденсаторы С1…С5:10 мкФ/10 В, C6…C8: 4,7 мкФ/16 В, резисторы R1 100 кОм, R2…R4 – 51 кОм, R5 36 кОм, R6 45,3 кОм, R7 13,7 кОм, R8…R9 – 100 кОм, R10…R12 - 300 Ом, R13 – 51 Ом, R14…R16 – 5,1 кОм, VD1 B2141, VD2 B3141, VD3 B4541, VT1 IRLML2402, D1 TPS76333DBVR, D2 MQ303A, D3 TPS62050DGSG4, D4 ATMEGA8L-8AU, L1 CDRH3D16NP-4R7NC.