MQ-3 Alkol Sensörü Nasıl Çalışır? & Arduino

MQ3 alkol sensörü modülüyle bir sonraki Arduino projenize alkol için bir burun verin. Bu sensör, havada bulunan alkolün varlığını ve konsantrasyonunu algılar. Bu nedenle, insan vücudundaki alkol miktarını ölçmek için kendi alkol ölçerinizi yapmayı planlıyorsanız, MQ3 alkol sensörü modülü harika bir seçenektir.

MQ3 Alkol Sensörü

MQ3, MQ sensör serisinde en sık kullanılan sensörlerden biridir. Metal Oksit Yarı İletken (MOS) tipi bir sensördür. Metal oksit sensörleri aynı zamanda Chemiresistörler olarak da bilinir , çünkü algılama, alkole maruz kaldığında algılama malzemesinin direncinin değişmesine dayanır. Böylece basit bir voltaj bölücü ağa yerleştirilerek alkol konsantrasyonları tespit edilebilir.

MQ3 alkol sensörü 5V DC ile çalışır ve yaklaşık 800mW çeker. Alkol konsantrasyonlarını 25 ila 500 ppm arasında tespit edebilir.

1 ppm neye eşittir?

Gazları ölçerken, konsantrasyon terimi havadaki hacme göre gaz miktarını tanımlamak için kullanılır. En yaygın iki ölçü birimi milyonda parça ve yüzde konsantrasyondur.

Milyonda parça (kısaltılmış ppm), bir gazın diğerine oranıdır. Örneğin, 500 ppm alkol, bir milyon gaz molekülünü sayabilirseniz, bunların 500'ünün alkol ve 999500 molekülünün başka gazlar olacağı anlamına gelir.

İşte tam teknik özellikler:MQ3 Alkol Sensörünün iç yapısı                              MQ3, ısıtıcı ile çalışan bir sensördür. Bu nedenle, patlama önleyici ağ adı verilen iki katmanlı ince paslanmaz çelik ağ ile çevrelenmiştir . Yanıcı gaz (alkol) algıladığımız için sensör içindeki ısıtıcı elemanın patlamaya neden olmamasını sağlar.

Ayrıca sensör için koruma sağlar ve asılı parçacıkları filtreler, böylece yalnızca gazlı elemanlar bölmenin içinden geçebilir.

Dış ağ çıkarıldığında sensör böyle görünüyor. Yıldız şeklindeki yapı, algılama elemanı ve Bakalit tabanın ötesine uzanan altı bağlantı ayağı tarafından oluşturulur. Altıdan iki uç ( H ), algılama elemanının ısıtılmasından sorumludur ve bir Nikel-Krom bobin (iyi bilinen bir iletken alaşım) ile bağlanır .

Çıkış sinyallerinden sorumlu kalan dört kablo ( A ve B ) Platin Teller kullanılarak bağlanır . Bu teller, algılama elemanının gövdesine bağlanır ve algılama elemanından geçen akımdaki küçük değişiklikleri iletir.

Boru şeklindeki algılama elemanı, Alüminyum Oksit (AL2O3) bazlı seramikten yapılmıştır ve bir Kalay Dioksit (SnO2) kaplamasına sahiptir . Kalay Dioksit, alkole duyarlı olan en önemli maddedir. Bununla birlikte, seramik alt tabaka sadece ısıtma verimliliğini arttırır ve sensör alanının sürekli olarak çalışma sıcaklığına ısıtılmasını sağlar.

Özetlemek gerekirse Nikel-Krom bobin ve Alüminyum Oksit esaslı seramik bir Isıtma Sistemi oluşturur ; Platin teller ve Kalay Dioksit kaplaması ise bir Algılama Sistemi oluşturur .

MQ3 Alkol Sensörü Nasıl Çalışır?

SnO2 yarı iletken tabakası yüksek sıcaklıkta ısıtıldığında yüzeyde oksijen adsorbe olur. Temiz havada, kalay dioksit içindeki iletim bandından elektronlar oksijen moleküllerine çekilir. Bu, SnO2 parçacıklarının yüzeyinin hemen altında bir elektron tükenme tabakası oluşturur ve potansiyel bir bariyer oluşturur. Sonuç olarak, SnO2 filmi oldukça dirençli hale gelir ve elektrik akımı akışını engeller.

Ancak alkol varlığında adsorbe edilmiş oksijenin yüzey yoğunluğu alkollerle reaksiyona girdikçe azalır; potansiyel engeli düşürür. Elektronlar daha sonra kalay dioksite salınır ve akımın sensörden serbestçe akmasına izin verir.

MQ3 Alkol Sensörü Modülü Donanımına Genel Bakış

MQ3 alkol sensörü devre tahtası ile uyumlu olmadığından, bu kullanışlı küçük koparma kartını öneriyoruz. Kullanımı çok kolaydır ve iki farklı çıktıyla birlikte gelir. Alkol varlığının ikili bir göstergesini sağlamakla kalmaz, aynı zamanda havadaki konsantrasyonunun analog bir temsilini de sağlar.

Sensör (AO pininde) tarafından sağlanan analog çıkış voltajı, alkol konsantrasyonuyla orantılı olarak değişir. Havadaki alkol konsantrasyonu ne kadar yüksekse, çıkış voltajı o kadar yüksek olur; Düşük konsantrasyon ise daha düşük çıkış voltajı verir. Aşağıdaki animasyon, alkol konsantrasyonu ile çıkış voltajı arasındaki ilişkiyi göstermektedir.

Aynı analog sinyal, sayısallaştırmak için bir LM393 Yüksek Hassasiyet Karşılaştırıcısına beslenir ve Dijital Çıkış (DO) pininde bulunur.

Modül, dijital çıkışın (DO) hassasiyetini ayarlamak için dahili bir potansiyometreye sahiptir. Bunu bir eşik belirlemek için kullanabilirsiniz; böylece alkol konsantrasyonu eşik değerini aştığında, modül DÜŞÜK aksi takdirde YÜKSEK çıkacaktır.

Bu kurulum, belirli bir eşiğe ulaşıldığında bir eylemi tetiklemek istediğinizde çok kullanışlıdır. Örneğin nefesteki alkol konsantrasyonu bir eşiği aştığında, birinin sarhoş olup olmadığını anlayabilirsiniz. 

Hassasiyeti artırmak için düğmeyi saat yönünde, azaltmak için saat yönünün tersine çevirin.

Bunun dışında modülün iki LED'i vardır. Modüle güç verildiğinde Güç LED'i yanacaktır. Dijital çıkış DÜŞÜK olduğunda Durum LED'i yanacaktır.

MQ3 Alkol Sensörü Modülü Bağlantı Parçası

Şimdi pinout'a bir göz atalım.

VCCmodül için güç sağlar. Arduino'nuzdan 5V çıkışa bağlayabilirsiniz.

GND Ground Pin'dir ve Arduino'daki GND pinine bağlanması gerekir.

D0 alkol varlığının dijital bir temsilini sağlar.

A0 alkol konsantrasyonu ile orantılı olarak analog çıkış voltajı sağlar.

Analog Çıkışı kullanarak alkol konsantrasyonunun ölçülmesi

Modülün hem analog hem de dijital çıkış sağladığını bildiğiniz için, ilk deneyimiz için alkol konsantrasyonunu analog çıkışı okuyarak ölçeceğiz.

MQ3 alkol sensörünü Arduino ya bağlayalım.

VCC pinini Arduino'daki 5V pinine bağlayarak başlayın ve GND pinini Arduino'daki Ground pinine bağlayın. Son olarak, modül üzerindeki AO çıkış pinini Arduino'daki Analog pin # 0'a bağlayın.

Aşağıdaki çizim kablolamayı göstermektedir.

Kalibrasyon

Alkol sensörünüzden doğru okumalar almak için önce kalibre etmeniz önerilir. Bir alkol ölçer söz konusu olduğunda, hangi değerlerin belirli yüzdelere ve hatta kandaki alkol konsantrasyonuna eşit olduğunu bulmanız gerekir.

Alkol tükettikten sonra -vs- alkol tüketmeden sensöre nefes verdiğinizde sensörünüzün hangi değerleri çıkardığını not etmek için aşağıdaki çizimi kullanın.

Alkollü içecek tüketmenize yasal olarak izniniz yoksa, testiniz için izopropil alkol şişesi veya herhangi bir el dezenfektanı şişesi kullanın. Sensörü alkolle ISLATMAYIN! Alkol buharlarını sensöre solumak için sıkmanız ve ölçümlerinizi almanız yeterlidir.

#define MQ3pin 0

float sensorValue;  //variable to store sensor value

void setup() {
	Serial.begin(9600); // sets the serial port to 9600
	Serial.println("MQ3 warming up!");
	delay(20000); // allow the MQ3 to warm up
}

void loop() {
	sensorValue = analogRead(MQ3pin); // read analog input pin 0

	Serial.print("Sensor Value: ");
	Serial.println(sensorValue);
	
	delay(2000); // wait 2s for next reading
}

MQ3'ün ısıtıcı ile çalışan bir sensör olduğunu unutmayın. Doğru ölçüm için sensörün tamamen ısıtılması gerekir. Yukarıdaki örnek kodda 20 saniyelik bir ısınma vardır, ancak maksimum doğruluk için ısınma süresini 24-48 saate çıkarın.

Çizimi çalıştırdığınızda, seri monitörde aşağıdaki okumalara yakın bir değer göreceksiniz:

• Nefeste alkol olmadığında (~ 120)
• Nefeste alkol olduğunda (~ 500)

Bu test biraz deneme yanılma alabilir. Bu okumaları iyi bir şekilde ele aldığınızda, bir eylemi tetiklemeyi düşünüyorsanız, bunları eşik olarak kullanabilirsiniz.

Kalibrasyon değerlerine bağlı olarak, aşağıdaki program alkol konsantrasyonunu belirlemek için aşağıdaki aralıkları tanımlar:

• <120 ayık
• 120-400 içiyor - ancak yasal sınırlar dahilinde
• > 400 sarhoş

/* Change these values based on your calibration values */
#define Sober 120   // Define max value that we consider sober
#define Drunk 400   // Define min value that we consider drunk

#define MQ3pin 0

float sensorValue;  //variable to store sensor value

void setup() {
	Serial.begin(9600); // sets the serial port to 9600
	Serial.println("MQ3 warming up!");
	delay(20000); // allow the MQ3 to warm up
}

void loop() {
	sensorValue = analogRead(MQ3pin); // read analog input pin 0

	Serial.print("Sensor Value: ");
	Serial.print(sensorValue);
	
	// Determine the status
	if (sensorValue < Sober) {
		Serial.println("  |  Status: Stone Cold Sober");
	} else if (sensorValue >= Sober && sensorValue < Drunk) {
		Serial.println("  |  Status: Drinking but within legal limits");
	} else {
		Serial.println("  |  Status: DRUNK");
	}
	
	delay(2000); // wait 2s for next reading
}

Her şey yolundaysa, aşağıdaki çıktıyı seri monitörde görmelisiniz.

Dijital çıkış kullanarak alkolün varlığını tespit edin

İkinci deneyimiz için dijital çıktı kullanarak alkolün varlığını tespit edeceğiz.Devreyi önceki örnekten kullanacağız. Bu sefer sadece ADC pinine olan bağlantıyı kaldırmamız ve modül üzerindeki DO pinini Arduino'daki dijital pin # 8'e bağlamamız gerekiyor.

Devrenizi aşağıda gösterildiği gibi bağlayın:

Kalibrasyon

Modül, dijital çıkışı (DO) kalibre etmek için dahili bir potansiyometreye sahiptir.

Potansiyometrenin düğmesini çevirerek bir eşik ayarlayabilirsiniz. Böylece, alkol konsantrasyonu eşik değerini aştığında, Durum LED'i yanacak ve modül YÜKSEK çıkacaktır.

Şimdi sensörü kalibre etmek için, sensöre alkollü nefesinizi üfleyin veya izopropil alkol şişesini sıkarak alkolün buharlarını sensöre soluyun ve tencereyi saat yönünde ayarlayın, böylece Durum LED'i AÇIK olacak ve ardından tencereyi saat yönünün tersine ayarlayın. LED söner.

İşte bu, sensörünüz artık kalibre edilmiş ve kullanıma hazırdır.

Arduino Kodu

Devre kurulduktan sonra, aşağıdaki çizimi Arduino'nuza yükleyin.

#define MQ3pin 8

int sensorValue;  //variable to store sensor value

void setup() {
	Serial.begin(9600); // sets the serial port to 9600
	Serial.println("MQ3 warming up!");
	delay(20000); // allow the MQ3 to warm up
}

void loop() {
	sensorValue = digitalRead(MQ3pin); // read digital output pin
	Serial.print("Digital Output: ");
	Serial.print(sensorValue);
	
	// Determine the status
	if (sensorValue) {
		Serial.println("  |  Alcohol: -");
	} else {
		Serial.println("  |  Alcohol: Detected!");
	}
	
	delay(2000); // wait 2s for next reading
}

Aşağıdaki çıktıyı seri monitörde görmelisiniz.

ANA SAYFAYA DÖN
Bahadır ÖZGEN
Electronic Robotic Coding Research and Development 1975 - ∞
Learn Forever
If you want, let's learn together...
https://roboticcode2020.blogspot.com/
bahadirozgen1975@gmail.com
facebook    robotic.code
instagram    @roboticcode

Sayfalarımı ziyaret ettiğiniz için teşekkür ederim.Bu sitede mevcut olan içerikler kendi oluşturduğum projeler yazı,resim ve videolardan oluşmaktadır.İçerik oluşturmak çok uzun sürdüğü için bazı projelerde yurtdışı kaynaklardan faydalandım.Buradaki amacım ticari değildir.Kaynağı belli olan ve bizim kaynağına ulaşabildiğimiz materyal (yazı, fotoğraf, resim, video v.b.) için ilgili konularda fotoğraflarda logo varsa v.b. not olarak gösterilecektir.Sitemizde yayınlanan tüm içerik, bizim tarafımızdan ve internet üzerinden youtube, facebook ve blog gibi paylaşıma sunulmuş kaynak sitelerden alındığı için, sitemiz yasal yükümlülüğe tabi tutulamaz. Sitemizde telif haklarının size ait olduğu bir içerik varsa ve bunu kaldırmamızı isterseniz, iletişim sayfamızdan bizimle iletişime geçtiğiniz takdirde içerik yayından kaldırılacaktır.Bu konu ve modüller ile uğraşarak, ileride çok güzel makine ve elektronik aletler yapabilirsiniz.