3,设计模拟信号转换数字信号的PCF8591A/D芯片转换电路;
4,设计蜂鸣器驱动电路;
5,设计蓝牙传输电路;
6,设计LED仿汽车引擎开关电路;
7,设计LCD1602显示电路;
2。3系统原理控制转换
图1。系统硬件原理框图
下面对该系统做下简单的介绍:
从图1可以看出,首先酒精浓度传感器在测完数据后将数据通过模拟输出口输入到PCF8591模数转换模块中。然后在模数转换模块中输入的模拟电压与内部设定的阈值通过逐次逼近法得到8位数字量,随后单片机在得到模数转换模块输入的8位数字量后将数字量与酒精浓度电压进行转换,此外温度传感器因为输出的是数字量因此可以直接将数据输入到单片机内部中。单片机分别对酒精浓度和人体温度进行判断,来做出相应的措施,若判断处于不正常状态就驱动蜂鸣器报警并且切断汽车引擎,并且通过LCD液晶显示屏和手机APP实时显示。
在本章中我们首先分析了此次系统工作的环境特点以及需要实现的各个功能,选择相应的实现功能的芯片或者模块。随后在基于方便性和快捷性的基础上对本次系统需要完成的各个步骤进行了分析和总结。最后在两者的基础上画出硬件的整体原理图简单明了的描述了整个系统的工作原理。
第三章 硬件的选型
3。1酒精传感器的选型
酒精传感器的材质以及原理:
当今市场使用比较普遍的酒精浓度传感器有两种,分别是电化学型和半导体型。而这两种类型的酒精浓度传感器一般适用于不同的市场,如半导体型酒精浓度传感器就适用于民用市场,而电化学型的酒精浓度传感器适用于执法交警部门。
半导体型的酒精浓度传感器主要是通过器件的气敏特性,随着器件接触的气体当中的气体浓度增加,他的电阻值就会变小。但是这种器件在不同温度下,对不同的气体敏感程度是不同的[7][20]。因此一般在模块当中都有一个加热元器件,将整个器件加热到一定程度,这样检测出来的浓度就能保持恒定。
在当今市场上,主流的半导体酒精传感器主要是由二氧化锡为基本敏感材料,通过可燃烧气体在器件内部进行燃烧的时间长度检测呼气中的酒精浓度。它的响应速度较快,预热时间较短,重复使用稳定性好,并且功耗低。非常适用于呼气中酒精浓度的检测,较多时用于便携式酒精检测装置、汽车点火控制系统等。
半导体酒精传感器的特点:
1、长寿命、低成本
2、简单的驱动电路即可
3、车用酒精气体报警器
4、便携式酒精气体检测器
5、对酒精气体具有良好的灵敏度
酒精传感器的工作原理:
酒精传感器一般有3个管脚,两侧的是加热电极,中间的一个是检测电极,从中间这个电极到任意两个加热电极的电阻都与酒精的浓度有关,因此检测这个电阻的阻值就可以检测酒精的浓度[8]。
由于这个检测电极与加热电极之间是电器联通的,因此受加热电极上电压的影响,需要从此电极连接一个检测电阻到任意一个加热电极上,检测电极上的电压即为传感器输出。
燃料电池型酒精浓度传感器通过采用燃料电池传感器作为判别酒精浓度的器件,因此又被称为电化学型。燃料电池通过燃烧可燃性气体并且转换为电能,在器件内部采用了贵金属白金作为电极,可燃性气体进去器件内部的燃烧室内,与里面的各种催化剂进行充分的反应,然后将可燃性气体充分燃烧并且转化为电能,输出电压在外接负载上,这样测试外面负载的两级电压就能知道酒精的浓度了。两级电压会和进入器件内部燃烧室里面的酒精气体浓度成正比,这就是燃烧电池型(电化学型)酒精浓度传感器的基本原理。