汽车酒精检测系统
鹃-
汽车酒精探测系统
分三个模块：
基于传感器的酒精探测系统：
一
：当驾驶员喝酒，酒精浓度达到国家禁止的标准。
传感器探测到酒精浓度和已经写好程序（基于数字比较的单片机程
序）的传感器
进行对比。大于汽车行车标准就不会启动。
1
．
如何检测？
在汽车中装五个探测点，利用传感器探测
工作原理：
传感器：
E
题
酒精探测仪
二、原理及所需器件
1
．工作原理
本探测仪采用酒精气体敏感元件作为探头，由一块集成电路对信号进行比较放大，并
驱动一排发光二极管按信号电压高低依次显示。
对刚饮过酒的人
，
只要向探头吹一口气，
探
测仪就能显
示出酒精气体的浓度高低。
若把探头靠近酒瓶口，
它也能轻而易
举地识别出瓶内
盛的是白酒还是黄酒，
能相对地区分出酒精含量
的高低。
酒精探测仪的电路原理如图
1
所示。
该电路采用干电池供电，
并经
三端固定输出集成稳压器
IC
1
稳压，
输出稳定的
5 V
电压
作为气敏传感器
MQ
—
3
和集成电路
IC
2
的共同电源，
同时也作为
10
个共阳极
发光二极管的
电源。因此，外部电路就相当简单。
气敏传感器的输出信号送至
IC
2
的输入端
(5
脚
)
，通过比较放大，驱动发光二极管依次
发光。
10
个发光二极管按
IC
2
的引脚按
(10
—
18
、
1)
次序排成一条，对输入电压作线性
10
级
显示。输入灵敏度可以通过电位器<
/p>
R
P
调节，即对“地”电阻调小时灵敏度
下降；反之，灵
敏度增加。
IC
2
的
6
脚与
7
脚互为短接，且串联电阻
R
1
接地。改变
R
1
阻值可以调整
发光二
极管的显示亮度，
当阻值增加时亮度减弱，
反之更亮。
IC
2
的
2
脚、
4
脚、
8
脚均接地。
3
脚、
9
脚接电源
+5
V(
集成稳压器
IC
l
的输出端
)
。分别并联在
IC
l
输入与输出端的电容
C
1
、
C
2
防
止杂波干扰，使
IC
1<
/p>
输出的直流电压保持平稳。
图
1
酒精探测仪电路
发光二极管集成驱动
器
LM3914
结构如图
2
所示。其内部的缓冲放大器最大限度地提
高了该集成电路的输入电阻
(5
脚
)
，电压输入
信号经过缓冲器
(
增益为零
)
同时送到
10
个电压
比
较器的异相
(
一
)
输入端。
10
个电压比较器的同相
(+)
输人端分别接到
10
个等值电阻
(1 k
Ω
)
串联回路的
10
个分压端。
因为与串联
回路相接的内部参考电压为
1.2 V
，
所以相邻分压端之
间的电压差为
1.2 V
< br>÷
10
＝
0.12 V
。
为了驱动
LED
1<
/p>
发光，
集成电路
LM3914
的
1
脚输出应为
低电平，
因此要求电压比较器异相
(
一
)
端的输入电压≥
0.12
V
。同理，要使
LED
2
发光，
异
相端输入电压应≥
0.12 V<
/p>
×
2
＝
0.24
V
；要使
LED
l0
< br>发光，异相端输入电压应≥
0.12 V
×
l0
＝
1.2
V
。
IC
2
的
9
脚为点、
条方式选择端，
当
9
脚与
11
脚相接时为点状显示；
当
9
脚与
3
脚相接，
< br>则为条状显示。在图
1
所示电路中是采用条状显示方式。
图
2
发光
二极管集成驱动器
LM3914
框图
2
．元器件选择
选用的元件见表
1
所示。
表
1
电子警犬元器件表
序号
1
2
3
4
5
6
7
电位器
电解电容器
名称
酒精气敏传感器
集成稳压器
发光二极管集成驱动器
红色发光二极管
碳膜电阻或金属膜电阻
型号
W78M05
或
W7805
LM3914
φ
5
mm
或
φ
3 mm
< br>2.4k
，土
5
％，
1
／
8W
15k
，土
5
％，
1
／
8W
WS2-0.25W
100
F
，
16V
数量
1
1
10
1
1
1
1
10
F
，<
/p>
16V
8
9
10
11
12
按钮开关
DC
插座
实验电路板
电池及电池盒
其他
外径
φ
5.5
mm
、内径
φ
2mm
ICB-88
搭扣型电池
5
号
6
节及搭扣
尼龙被覆导线及金属线
1
1
1
1
1
1m
酒精气敏传感器采用
*
，它属于
*
系列气敏元件的一种。
IC
1
采用三端固定输出集成稳压
器
W78M05
或
W7805
。它们的额定最大电流不同，但静
态电流均为
8
mA
，外形如图
3
< br>(a)
所示。
IC
2
用
LM3914
型发光二极管集成驱动器，其外形
如图
3 (b)
所示。典型应用参考电路
如图
4
所示。
图
3
2
种集成电路的外形
LED
l
～
LED
10
用
Φ
3
mm
或
Φ
5 mm
的红色发光二极管，
根据实际需要也可采用
5
个绿色、
5
个红色显示方式。
C
1
、
C
2
用普通电解电容器，如
CDll
—
16V
。
R
l
用
1/8w
金属膜电阻。
< br>R
P
采用半锁紧型的小型有机实芯电位器，如
WS-2-0.25 W
。
G
用
6
节
5
号干电池串联，也可用
输出整流电压为
9 V
< br>的桥式整流电源代替，但此时应将
C
1
< br>的容量增至
450
—
1000<
/p>
μ
F
为宜。
S<
/p>
用小型移拨式或按钮式开关，触点额定电流≥
0.2
A
。
图
4
LM3914
典型应用参考电路
三、元器件检测
在正式焊接电路前，先检测元器件的性能好坏是完全必要的。
(1)
对集成电路
LM3914
的检测。按图
4
中
LM3914
应用部分的接线方式。在实验接
插板
(
面包板
)
上用数字万用表对
LM3914
单独作检测。输入信
号电压用直流
3 V
经
10 krl<
/p>
电
位器分压连续可调取代。测定结果
(<
/p>
取近似值
)
见表
2
。而且当电源电压在
4--7 V
范
围内改变
时，
LM3914
的输入和输
出关系以及总的工作电流均能保持一致，
重复性好，
否则就有问
题。
表
2
LM3914
输入电压与显示关系
输入电压
(V)
＜
0.13
0.13
～
0.24
0.27
～
0.37
0.40
～
0.50
0.52
～
0.62
0.63
～
0.74
0.75
～
0.88
0.89
～
1.00
ED
显示
(
序号
)
无
1
1
、
2
1
～
3
1
～
4
1
～
5
1
～
6
1
～
7
IC
2
的总电流
(mA)
4.2
12
19
26
34
41
49
56
1.01
～
1.12
1.13
～
1.24
≥
1.27
1
～
8
1
～
9
1
～
10
64
71
77
(2)
对气敏传感器检测。采用如图
5
所示的简单电路可以检查气敏传感器的好坏。当电
源开关
S
断开时，传感器加热电流为零，实测
A<
/p>
、
B
之间电阻
>
20 M
Ω
。
S
接通，则
f
、
f
之
间电流由开始时
155
mA
降至
153 mA
而稳定。加热开
始几秒钟后
A
、
B
间电阻迅速下降至
1 M
Ω
以下，
然后又逐渐上升至
20 M
Ω
以上后并保持不变。
此时若将内盛酒精棉花的小瓶瓶
口靠近传感器，
我们立即可以看到数字万用表显示值马上由原来大于
20 M(
溢出显示为左端
“
1
”降至
1
～
0.5
M
以下。移开小瓶过
15
—
40
s
后，<
/p>
A
、
B
间电阻又
恢复至大于
20
M
。此
种反应可以重复试验，但要注意使空气恢复到洁净状态。
图
5
用数字万用表检测气敏传感器
四、制作和应用
1
．制作
探
测仪印刷电路板如图
6
所示。电路板尺寸为
70 mm
×
50 mm
。只要事先经过检查，
元器件性能均良好，焊接印刷电路板时操作正确
，无虚焊、假焊、错焊，不烫坏元器件，那
么电路焊接完成后无需进行调整就可正常工作
。气敏传感器
MQ
—
3
一般适宜在温度不超过
50
℃、相对湿度低于
95
％的环境下使用。另外，氧气浓度也会影
响探头的灵敏度。
图
6
简易酒精探测仪印刷电路板
2
．试验
试
验探测仪时，应事先准备一只口径约
φ
40mm
、高约
70 mm
的有盖小瓶，瓶内盛放一
小块浸过酒精的药棉，平时盖紧瓶盖不让酒精气体外逸。试验时调节
Rp<
/p>
至最大值，然后打
开瓶盖，逐渐靠近已经预热的传感器探头，于是
我们可以看到安装在探测仪上的
10
个发光
二极管
LED
l
～
LED
10
将依次点亮。因为从瓶口附近直至瓶内存有
不同浓度的酒精气体，越
接近药棉处，酒精气体浓度越高。调节电位器
< br>R
P
的阻值可以调整探测仪的灵敏度，
< br>R
P
阻值
较小时灵敏度较低，<
/p>
R
P
阻值较高时灵敏度较高。在业余条件
下，可先将
R
P
阻值调至较高使
用。若有条件，最好送标准检测部门校准并将
R
P
锁住。
3
．自制酒精气体样本
在业余条件下可以这样进行：取容量≥
1000 mL
的饮料空瓶
5
只，
洗净
后注满水，
用量