Алкотестер на базе датчика MQ-3 с OLED дисплеем

13.10.2020Вольтик.руПодключение модулей Arduino, Программирование в Arduino IDE, Проекты на Arduino2

Привет и добро пожаловать! Сегодня мы создадим алкотестер (breathalyzer), используя датчик паров спирта MQ-3, дисплей на органических светодиодах OLED и платформу Arduino.

Breathalyzer (анализатор дыхания) — общее торговое название устройств для определения концентрации алкоголя в крови по выдыхаемому воздуху. Это значит, что устройство может определить по дыханию сколько вы употребили алкоголя. Оно весьма полезно в различных ситуациях, когда вы имеете дело с происшествиями из‑за вождения в нетрезвом состоянии.

С этим устройством вы легко сможете предупредить водителя если он слишком пьян, чтобы сесть за руль автомобиля. Важно заметить, что устройство из этого проекта недостаточно точное для замены стандартных алкотестеров.

В проекте мы будем использовать датчик алкоголя MQ-3. Это недорогой полупроводниковый датчик, фиксирующий наличие алкоголя в воздухе при концентрации от 0,05 мг/л до 10 мг/л. Датчик использует химическую реакцию для определения уровня алкоголя, а первичным чувствительным элементом является датчик SnO2 — у него низкая электропроводность при чистом воздухе, повышающаяся при росте концентрации паров алкоголя.

Датчик обладает высокой чувствительностью к алкоголю и хорошей устойчивостью к помехам и шумам от, например, дыма и бензина.

Алкотестер на базе датчика MQ3 и OLED дисплея

Модуль MQ-3 оснащён 4‑я выводами: цифровой и аналоговый выводы, питание VCC и земля Gnd. Он легко подключается к микроконтроллерам и платам разработчика, таким как платы Arduino, Raspberry Pi и т. п.

Показатели датчика будут отображаться на OLED дисплее с помощью платы Arduino Mega 2560.

Датчик MQ3 фиксирует пары этанола только после достижения рабочей температуры. Для получения точных результатов необходимо подержать его во включённом состоянии в течение 10–15 минут, чтобы он разогрелся до необходимой температуры — обычно это около 40 градусов.

Важно заметить, что этот датчик фиксирует только пары этанола в воздухе, а не жидкость.

Компоненты для проекта

Для реализации данного проекта нам понадобятся следующие компоненты:

Модуль датчика алкоголя MQ-3
OLED Дисплей с интерфейсом I²C и диагональю 0,96″
Плата Arduino Mega 2560 (плата Arduino Uno или другого типа также будет работать)
Небольшая макетная плата
Проволочные перемычки

Схема сборки алкотестера

Соедините все элементы, как показано на схеме.

Для ясности ниже приведены схемы соединения выводов.

MQ-3 – Arduino

VCC	5v
GND	GND
A0	A0

OLED – ARDUINO

VCC	5v
GND	GND
SCL	SCL(Pin D21)
SDA	SDA(Pin D20)

Теперь мы готовы перейти к коду!

Код для алкотестера

Как обычно, рассмотрим код по частям перед тем как привести его полностью.

Первое, что мы делаем – это включаем все функции, которые необходимы для работы с дисплеем OLED на платформе Arduino.

//Written by Nick Koumaris
//info@educ8s.tv
//educ8s.tv
#include "SPI.h"
#include "Wire.h"
#include "Adafruit_GFX.h"
#include "Adafruit_SSD1306.h"

//Written by Nick Koumaris

//info@educ8s.tv

//educ8s.tv

#include "SPI.h"

#include "Wire.h"

#include "Adafruit_GFX.h"

#include "Adafruit_SSD1306.h"

Далее мы задаём время ожидания. Здесь используется 900 секунд, вы можете изменить это значение.

int TIME_UNTIL_WARMUP = 900;
unsigned long time;

1 2	int TIME_UNTIL_WARMUP = 900; unsigned long time;

Далее задаём аналоговый вывод, к которому подсоединён датчик. Например, вывод 0.

int analogPin = 0;

1	int analogPin = 0;

Следующая важная часть после определения выводов находится в функции loop(), где мы вызываем функцию чтения данных о концентрации этанола (readAlcohol), которая возвращает аналоговое значение, определённое датчиком.

val = readAlcohol();

1	val = readAlcohol();

Сохраняем это значение и проверяем, разогрелось ли устройство и отображаем значение используя функцию вывода значения (printAlcohol).

Основываясь на величине значения, мы отображаем сообщение является ли человек трезвым или нет (printAlcoholLevel).

if(time<=TIME_UNTIL_WARMUP)
 {
   time = map(time, 0, TIME_UNTIL_WARMUP, 0, 100);
   display.drawRect(10, 50, 110, 10, WHITE); //Empty Bar
   display.fillRect(10, 50, time,10,WHITE);
 }else
 {
    printTitle();
    printAlcohol(val);
    printAlcoholLevel(val);  
 }

if(time<=TIME_UNTIL_WARMUP)

{

time = map(time, 0, TIME_UNTIL_WARMUP, 0, 100);

display.drawRect(10, 50, 110, 10, WHITE); //Empty Bar

display.fillRect(10, 50, time,10,WHITE);

}else

{

printTitle();

printAlcohol(val);

printAlcoholLevel(val);

}

Полный код для этого проекта доступен ниже.

//Written by Nick Koumaris
//info@educ8s.tv
//educ8s.tv

#include "SPI.h"
#include "Wire.h"
#include "Adafruit_GFX.h"
#include "Adafruit_SSD1306.h"

#define OLED_RESET 4
int TIME_UNTIL_WARMUP = 900;
unsigned long time;

int analogPin = 0;
int val = 0;
Adafruit_SSD1306 display(OLED_RESET);

void setup()   {                
 display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C);
 display.clearDisplay();
}

void loop() {  

  delay(100);

  val = readAlcohol();
  printTitle();
  printWarming();

  time = millis()/1000;

  if(time<=TIME_UNTIL_WARMUP)
  {
    time = map(time, 0, TIME_UNTIL_WARMUP, 0, 100);
    display.drawRect(10, 50, 110, 10, WHITE); //Empty Bar
    display.fillRect(10, 50, time,10,WHITE);
  }else
  {
     printTitle();
     printAlcohol(val);
     printAlcoholLevel(val);  
  }
  display.display();

}

void printTitle()
{
  display.clearDisplay();
  display.setTextSize(1);
  display.setTextColor(WHITE);
  display.setCursor(22,0);
  display.println("Breath Analyzer");
}
void printWarming()
{
  display.setTextSize(2);
  display.setTextColor(WHITE);
  display.setCursor(0,20);
  display.println("Warming up");
}
void printAlcohol(int value)
{
  display.setTextSize(2);
  display.setTextColor(WHITE);
  display.setCursor(45,25);
  display.println(val);
}
void printAlcoholLevel(int value)
{
  display.setTextSize(1);
  display.setTextColor(WHITE);
  display.setCursor(10,55);

  if(value<200)
{
  display.println("You are sober.");
}
if (value>=200 && value<280)
{
  display.println("You had a beer.");
}
if (value>=280 && value<350)
{
  display.println("Two or more beers.");
}
if (value>=350 && value <450)
{
  display.println("I smell Oyzo!");
}
if(value>450)
{
  display.println("You are drunk!");
}
}

 int readAlcohol()
 {
  int val = 0;
  int val1;
  int val2;
  int val3; 

 display.clearDisplay();
  val1 = analogRead(analogPin); 
  delay(10);
  val2 = analogRead(analogPin); 
  delay(10);
  val3 = analogRead(analogPin);

  val = (val1+val2+val3)/3;
  return val;
 }

100

101

102

103

104

105

106

107

108

109

110

111

112

113

114

//Written by Nick Koumaris

//info@educ8s.tv

//educ8s.tv

#include "SPI.h"

#include "Wire.h"

#include "Adafruit_GFX.h"

#include "Adafruit_SSD1306.h"

#define OLED_RESET 4

int TIME_UNTIL_WARMUP = 900;

unsigned long time;

int analogPin = 0;

int val = 0;

Adafruit_SSD1306 display(OLED_RESET);

void setup() {

display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C);

display.clearDisplay();

}

void loop() {

delay(100);

val = readAlcohol();

printTitle();

printWarming();

time = millis()/1000;

if(time<=TIME_UNTIL_WARMUP)

{

time = map(time, 0, TIME_UNTIL_WARMUP, 0, 100);

display.drawRect(10, 50, 110, 10, WHITE); //Empty Bar

display.fillRect(10, 50, time,10,WHITE);

}else

{

printTitle();

printAlcohol(val);

printAlcoholLevel(val);

}

display.display();

}

void printTitle()

{

display.clearDisplay();

display.setTextSize(1);

display.setTextColor(WHITE);

display.setCursor(22,0);

display.println("Breath Analyzer");

}

void printWarming()

{

display.setTextSize(2);

display.setTextColor(WHITE);

display.setCursor(0,20);

display.println("Warming up");

}

void printAlcohol(int value)

{

display.setTextSize(2);

display.setTextColor(WHITE);

display.setCursor(45,25);

display.println(val);

}

void printAlcoholLevel(int value)

{

display.setTextSize(1);

display.setTextColor(WHITE);

display.setCursor(10,55);

if(value<200)

{

display.println("You are sober.");

}

if (value>=200 && value<280)

{

display.println("You had a beer.");

}

if (value>=280 && value<350)

{

display.println("Two or more beers.");

}

if (value>=350 && value <450)

{

display.println("I smell Oyzo!");

}

if(value>450)

{

display.println("You are drunk!");

}

int readAlcohol()

{

int val = 0;

int val1;

int val2;

int val3;

display.clearDisplay();

val1 = analogRead(analogPin);

delay(10);

val2 = analogRead(analogPin);

delay(10);

val3 = analogRead(analogPin);

val = (val1+val2+val3)/3;

return val;

}

Скопируйте код в среду разработки Arduino IDE и загрузите в плату. После разогрева вы должны увидеть нечто похожее на нижеприведённый рисунок. Архив с кодом для платформы Arduino можно скачать по ссылке.

На этом всё. Как обычно, дайте знать, если у вас возникли какие-либо вопросы или комментарии.

Вольтик.ру

Вольтик - это слаженная команда амбициозных и заядлых инженеров. Мы создали этот проект с целью вовлечения вас, талантливых и начинающих профессионалов, в увлекательный мир мейкерской микроэлектроники!

2 комментария. Оставить новый

Анатолий

25.10.2024 15:45

Здравствуйте. Повторил ваш проект. На дисплее не видно нижней шкалы после warming up, дисплей на ssd1306, 0.96” 128×64. Плата ардуино нано. И вообще как им пользоваться? Заранее спасибо за ответ.

Ответить

supportvoltiq

29.10.2024 11:06

Здравствуйте! Не имея на руках макета, сложно точно сказать, в чём может быть причина проблемы. Что касается использования — просто подышите на датчик, и он покажет содержание паров спирта в выдыхаемом воздухе.

Ответить

Алкотестер на базе датчика MQ-3 с OLED дисплеем

Компоненты для проекта

Схема сборки алкотестера

Код для алкотестера

2 комментария. Оставить новый

Добавить комментарий Отменить ответ