汽車酒精檢測系統(tǒng)

1、汽車酒精探測系統(tǒng)分三個模塊：基于傳感器的酒精探測系統(tǒng)：一：當(dāng)駕駛員喝酒，酒精濃度達(dá)到國家禁止的標(biāo)準(zhǔn)。傳感器探測到酒精濃度和已經(jīng)寫好程序（基于數(shù)字比較的單片機程序）的傳感器進行對比。大于汽車行車標(biāo)準(zhǔn)就不會啟動。1 如何檢測？在汽車中裝五個探測點，利用傳感器探測工作原理：傳感器：e題 酒精探測儀二、原理及所需器件1工作原理本探測儀采用酒精氣體敏感元件作為探頭，由一塊集成電路對信號進行比較放大，并驅(qū)動一排發(fā)光二極管按信號電壓高低依次顯示。對剛飲過酒的人，只要向探頭吹一口氣，探測儀就能顯示出酒精氣體的濃度高低。若把探頭靠近酒瓶口，它也能輕而易舉地識別出瓶內(nèi)盛的是白酒還是黃酒，能相對地區(qū)分出酒精含量的高

2、低。酒精探測儀的電路原理如圖1所示。該電路采用干電池供電，并經(jīng)三端固定輸出集成穩(wěn)壓器ic1穩(wěn)壓，輸出穩(wěn)定的5 v電壓作為氣敏傳感器mq3和集成電路ic2的共同電源，同時也作為10個共陽極發(fā)光二極管的電源。因此，外部電路就相當(dāng)簡單。氣敏傳感器的輸出信號送至ic2的輸入端(5腳)，通過比較放大，驅(qū)動發(fā)光二極管依次發(fā)光。10個發(fā)光二極管按ic2的引腳按(1018、1)次序排成一條，對輸入電壓作線性10級顯示。輸入靈敏度可以通過電位器rp調(diào)節(jié)，即對“地”電阻調(diào)小時靈敏度下降；反之，靈敏度增加。ic2的6腳與7腳互為短接，且串聯(lián)電阻r1接地。改變r1阻值可以調(diào)整發(fā)光二極管的顯示亮度，當(dāng)阻值增加時亮度減弱

3、，反之更亮。ic2的2腳、4腳、8腳均接地。3腳、9腳接電源+5 v(集成穩(wěn)壓器icl的輸出端)。分別并聯(lián)在icl輸入與輸出端的電容c1、c2防止雜波干擾，使ic1輸出的直流電壓保持平穩(wěn)。圖1 酒精探測儀電路發(fā)光二極管集成驅(qū)動器lm3914結(jié)構(gòu)如圖2所示。其內(nèi)部的緩沖放大器最大限度地提高了該集成電路的輸入電阻(5腳)，電壓輸入信號經(jīng)過緩沖器(增益為零)同時送到10個電壓比較器的異相(一)輸入端。10個電壓比較器的同相(+)輸人端分別接到10個等值電阻(1 k)串聯(lián)回路的10個分壓端。因為與串聯(lián)回路相接的內(nèi)部參考電壓為1.2 v，所以相鄰分壓端之間的電壓差為1.2 v÷100.12 v

4、。為了驅(qū)動led1發(fā)光，集成電路lm3914的1腳輸出應(yīng)為低電平，因此要求電壓比較器異相(一)端的輸入電壓0.12 v。同理，要使led2發(fā)光，異相端輸入電壓應(yīng)0.12 v×20.24 v；要使ledl0發(fā)光，異相端輸入電壓應(yīng)0.12 v×l01.2 v。ic2的9腳為點、條方式選擇端，當(dāng)9腳與11腳相接時為點狀顯示；當(dāng)9腳與3腳相接，則為條狀顯示。在圖1所示電路中是采用條狀顯示方式。圖2 發(fā)光二極管集成驅(qū)動器lm3914框圖2元器件選擇選用的元件見表1所示。表1 電子警犬元器件表序號名稱型號數(shù)量1酒精氣敏傳感器2集成穩(wěn)壓器w78m05或w780513發(fā)光二極管集成驅(qū)動器l

5、m391414紅色發(fā)光二極管5 mm或3 mm105碳膜電阻或金屬膜電阻2.4kw，土5，18w115kw，土5，18w16電位器ws2-0.25w17電解電容器100mf，16v110mf，16v18按鈕開關(guān) 19dc插座 外徑5.5 mm、內(nèi)徑2mm110實驗電路板icb-88111電池及電池盒搭扣型電池5號6節(jié)及搭扣112其他 尼龍被覆導(dǎo)線及金屬線1m 酒精氣敏傳感器采用*，它屬于*系列氣敏元件的一種。ic1采用三端固定輸出集成穩(wěn)壓器w78m05或w7805。它們的額定最大電流不同，但靜態(tài)電流均為8 ma，外形如圖3 (a)所示。ic2用lm3914型發(fā)光二極管集成驅(qū)動器，其外形如圖3

6、(b)所示。典型應(yīng)用參考電路如圖4所示。圖3 2種集成電路的外形ledlled10用3 mm或5 mm的紅色發(fā)光二極管，根據(jù)實際需要也可采用5個綠色、5個紅色顯示方式。c1、c2用普通電解電容器，如cdll16v。rl用1/8w金屬膜電阻。rp采用半鎖緊型的小型有機實芯電位器，如ws-2-0.25 w。g用6節(jié)5號干電池串聯(lián)，也可用輸出整流電壓為9 v的橋式整流電源代替，但此時應(yīng)將c1的容量增至4501000f為宜。s用小型移撥式或按鈕式開關(guān)，觸點額定電流0.2 a。圖4 lm3914典型應(yīng)用參考電路三、元器件檢測在正式焊接電路前，先檢測元器件的性能好壞是完全必要的。 (1) 對集成電路lm3

7、914的檢測。按圖4中l(wèi)m3914應(yīng)用部分的接線方式。在實驗接插板(面包板)上用數(shù)字萬用表對lm3914單獨作檢測。輸入信號電壓用直流3 v經(jīng)10 krl電位器分壓連續(xù)可調(diào)取代。測定結(jié)果(取近似值)見表2。而且當(dāng)電源電壓在4-7 v范圍內(nèi)改變時，lm3914的輸入和輸出關(guān)系以及總的工作電流均能保持一致，重復(fù)性好，否則就有問題。表2 lm3914輸入電壓與顯示關(guān)系輸入電壓(v)ed顯示(序號)ic2的總電流(ma)0.13無4.20.130.241120.270.371、2190.400.5013260.520.6214340.630.7415410.750.8816490.891.001756

8、1.011.1218641.131.2419711.2711077(2) 對氣敏傳感器檢測。采用如圖5所示的簡單電路可以檢查氣敏傳感器的好壞。當(dāng)電源開關(guān)s斷開時，傳感器加熱電流為零，實測a、b之間電阻>20 m。s接通，則f、f之間電流由開始時155 ma降至153 ma而穩(wěn)定。加熱開始幾秒鐘后a、b間電阻迅速下降至1 m以下，然后又逐漸上升至20 m以上后并保持不變。此時若將內(nèi)盛酒精棉花的小瓶瓶口靠近傳感器，我們立即可以看到數(shù)字萬用表顯示值馬上由原來大于20 m(溢出顯示為左端“1”降至10.5 m以下。移開小瓶過1540 s后，a、b間電阻又恢復(fù)至大于20 m。此種反應(yīng)可以重復(fù)試驗，

9、但要注意使空氣恢復(fù)到潔凈狀態(tài)。圖5 用數(shù)字萬用表檢測氣敏傳感器四、制作和應(yīng)用1制作探測儀印刷電路板如圖6所示。電路板尺寸為70 mm× 50 mm。只要事先經(jīng)過檢查，元器件性能均良好，焊接印刷電路板時操作正確，無虛焊、假焊、錯焊，不燙壞元器件，那么電路焊接完成后無需進行調(diào)整就可正常工作。氣敏傳感器mq3一般適宜在溫度不超過50、相對濕度低于95的環(huán)境下使用。另外，氧氣濃度也會影響探頭的靈敏度。圖6 簡易酒精探測儀印刷電路板2試驗試驗探測儀時，應(yīng)事先準(zhǔn)備一只口徑約40mm、高約70 mm的有蓋小瓶，瓶內(nèi)盛放一小塊浸過酒精的藥棉，平時蓋緊瓶蓋不讓酒精氣體外逸。試驗時調(diào)節(jié)rp至最大值，然后

10、打開瓶蓋，逐漸靠近已經(jīng)預(yù)熱的傳感器探頭，于是我們可以看到安裝在探測儀上的10個發(fā)光二極管ledlled10將依次點亮。因為從瓶口附近直至瓶內(nèi)存有不同濃度的酒精氣體，越接近藥棉處，酒精氣體濃度越高。調(diào)節(jié)電位器rp的阻值可以調(diào)整探測儀的靈敏度，rp阻值較小時靈敏度較低，rp阻值較高時靈敏度較高。在業(yè)余條件下，可先將rp阻值調(diào)至較高使用。若有條件，最好送標(biāo)準(zhǔn)檢測部門校準(zhǔn)并將rp鎖住。3自制酒精氣體樣本在業(yè)余條件下可以這樣進行：取容量1000 ml的飲料空瓶5只，洗凈后注滿水，用量筒測定每只瓶的實際容量并作記錄，然后倒去水擦干瓶子內(nèi)壁后將其一一編號備用。取含量97的乙醇(酒精)與空氣按體積比為0.11

11、00、0.2100、0.3100、0.4100、0.5100，在20的環(huán)境中分別與5只瓶中的空氣充分混合(瓶口蓋緊不漏氣)，就成為酒精氣體樣本。探測儀在無酒氣環(huán)境中預(yù)熱510 min后，ledlledl0應(yīng)均不發(fā)光，否則需適當(dāng)調(diào)節(jié)rp。然后將探頭伸入0.5酒精氣體中，調(diào)節(jié)rp使led1一led5發(fā)光，其余不發(fā)光，調(diào)好后鎖定rp。再將探頭重新置于無酒氣環(huán)境中時，led應(yīng)全部熄滅。而后將探頭伸入0.2酒精氣體中，只有l(wèi)edl和led2發(fā)光，說明工作正常。五、思考題1，氣敏傳感器是如何工作的？主要對哪些氣體敏感？2，環(huán)境不同時傳感器的使用會出現(xiàn)什么情況？2汽車控制系統(tǒng)：當(dāng)檢測到酒精濃度超標(biāo)。汽車會無

12、法啟動，收到有傳感器發(fā)出來的模擬信號，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器，把模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并行的八位。（假設(shè)汽車啟動時是給車一個高電平，那么我們用低電平表示酒精超標(biāo)，用一個乘法器，這樣就會輸出低電平。使汽車無法啟動。）。從火線引出一根電源通過急停按扭（常閉的），再通過一個啟動開關(guān)（常開的按扭），然后通過接觸器的線圈到零線，（如果線圈是380的就到另一相）再把接觸器上的一個常開的輔助觸點，用兩根導(dǎo)線把它引出來分別并接在啟動開關(guān)的兩端，這個并接在啟動開關(guān)的線叫自保線簡稱保線。原理是，電流通過急停按扭和啟動開關(guān)到達(dá)線圈，使線圈得電同時接觸器吸合，這時所有的常開觸點都變成閉合的了（記住這是重點），同時電機工作了

13、。手松開起動按扭后，電機仍然工作是因為電流通過急停按扭后通過保線依然給線圈供電，而不是走啟動開關(guān)這條路。你先畫個圖再想想，重點是電流走的是 由常開變成閉合后的 接觸器的輔助觸點。 支配汽車啟動關(guān)鍵的主角-電瓶一般在大家的印象中都認(rèn)為引擎是依靠燃油才能發(fā)動的，但其實并非全部如此，在引擎要啟動時的最初是要透過電力才能發(fā)動的，如果沒有電，那么引擎在一開始便無法動彈，就算你有再多的燃油也是枉然。 首先，引擎在啟動時必需依靠啟動馬達(dá)，而啟動馬達(dá)的電力就來自電瓶，當(dāng)車鑰匙轉(zhuǎn)到on時，可以考慮把傳感器送過來的電平作用到這里會傳送到啟動馬逹讓啟動馬達(dá)開始運轉(zhuǎn)，馬逹的運轉(zhuǎn)使飛輪轉(zhuǎn)動，飛輪的轉(zhuǎn)動帶動曲軸使引擎轉(zhuǎn)動

14、起來。另外，火星塞的火花也是依靠電力來產(chǎn)生的?；鹦侨幕鸹c燃混合氣產(chǎn)生爆炸推動活塞，活塞帶動曲軸，曲軸再帶動發(fā)電機皮帶啟動發(fā)電機，使發(fā)電機產(chǎn)生更多電力，如此一直的重復(fù)下去使車輛能順利運作。在引擎發(fā)動后，發(fā)電機所產(chǎn)生的電力會透過安裝在發(fā)電機內(nèi)的電壓調(diào)整器來維持電流的強度和流量然后儲存在電瓶中，以及讓其他如雨刷、音響、電燈以及冷氣等裝置使用。經(jīng)過上述的講解后，相信大家都已經(jīng)知道電瓶的重要性，而在現(xiàn)今汽車大量配備了諸如電子動力輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、車身穩(wěn)定控制系統(tǒng)、電控煞車力道分配系統(tǒng)或是衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)等電子設(shè)備，因此耗電量也會增大，所以隨時為愛車的電瓶做定期的檢查、保養(yǎng)或更換是非常必要的。汽車電瓶的構(gòu)造汽

15、車電瓶的外殼是由硬塑料瀝青制成，一般小型車用的蓄電池內(nèi)部有6個互不相通的電池分隔室，每個電池分隔室中都有多塊由鉛制成的電極板，正極板為過氧化鉛，負(fù)極板為純鉛，正極板和負(fù)極板交錯排列。每一個電池分隔室在滿電量的情況下可產(chǎn)生超過2v的電壓，而6個電池分隔室就可產(chǎn)生12v以上的電壓，然后將多個正極板連接在一起成為正極樁頭（），多個負(fù)極板連在一起成為負(fù)極樁頭（）。當(dāng)電瓶在放電時電解液（稀硫酸）與正極板上的鉛接觸后會產(chǎn)生硫酸鉛，在這個氧化過程中會稀釋硫酸，而負(fù)極板的鉛與電解液的硫酸結(jié)合也會變成硫酸鉛而持續(xù)放電。充電時正極板會變?yōu)檫^氧化鉛，負(fù)極板會轉(zhuǎn)變?yōu)楹Ｃ逘畹募冦U，而硫酸成分由極板返回，電解液逐漸變濃。汽車電瓶可分為需要加水（電解液）的普通鉛酸電池和不用加水的鉛酸電池。這二種電池的主要差別在于隔板成分的不同，需加水的鉛酸電池隔板內(nèi)加了512的銻，