पोर्टेबल ब्रीथलाइजर कैसे बनाएं: 6 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:20

ब्रेथ एनालाइजर सांस के नमूने से रक्त में अल्कोहल की मात्रा (बीएसी) का आकलन करने के लिए एक उपकरण है। सरल शब्दों में, यह यह जांचने का एक उपकरण है कि कोई व्यक्ति नशे में है या नहीं। सांस अल्कोहल सामग्री पढ़ने का उपयोग आपराधिक मुकदमों में किया जाता है; एक वाहन का संचालक जिसका रीडिंग ड्राइविंग सीमा से अधिक बीएसी को इंगित करता है, उस पर आपराधिक अपराध का आरोप लगाया जा सकता है।

रक्त में अल्कोहल का स्तर जो किसी व्यक्ति को ड्राइविंग करते समय सीमा से अधिक के रूप में परिभाषित करता है, देश के अनुसार भिन्न होता है। बीएसी कानूनी सीमा 0.01 से 0.10 तक है। अधिकांश देशों की सीमा लगभग 0.05 है। उदाहरण के लिए, ग्रीस, ग्रीनलैंड और आइसलैंड सभी की सीमाएं 0.05 हैं। संयुक्त राज्य अमेरिका में, यह 0.08 है। यदि ब्रेथ एनालाइजर रीडिंग कानूनी सीमा से अधिक है, तो ड्राइवर को DUI प्राप्त हो सकता है।

नीचे हमने यह समझने के लिए आवश्यक चरणों का वर्णन किया है कि पोर्टेबल श्वासनली बनाने के लिए समाधान को कैसे प्रोग्राम किया गया है। हालाँकि, यदि आप केवल प्रोग्रामिंग का परिणाम प्राप्त करना चाहते हैं, तो पहले से पूर्ण की गई ग्रीनपैक डिज़ाइन फ़ाइल को देखने के लिए ग्रीनपैक सॉफ़्टवेयर डाउनलोड करें। ग्रीनपैक डेवलपमेंट किट को अपने कंप्यूटर में प्लग करें और पोर्टेबल ब्रेथ एनालाइजर बनाने के लिए प्रोग्राम को हिट करें।

चरण 1: रसायन विज्ञान

जब उपयोगकर्ता एक सांस विश्लेषक में साँस छोड़ते हैं, तो उनकी सांस में मौजूद कोई भी इथेनॉल एनोड पर एसिड में ऑक्सीकृत हो जाता है:

CH3CH2OH (g) + H2O (l) → CH3CH2OH (l) + 4H + (aq) + 4e-

कैथोड पर, वायुमंडलीय ऑक्सीजन कम हो जाती है:

O2 (g) + 4H + (aq) + 4e- → 2H2O (l)

समग्र प्रतिक्रिया एसिटिक एसिड और पानी के लिए इथेनॉल का ऑक्सीकरण है।

CH3CH2OH (एल) + ओ 2 (जी) → सीएच 3COOH (एल) + एच 2 ओ (एल)

इस प्रतिक्रिया द्वारा उत्पादित विद्युत प्रवाह को माइक्रोप्रोसेसर द्वारा मापा जाता है, और समग्र रक्त अल्कोहल सामग्री (बीएसी) के अनुमान के रूप में प्रदर्शित किया जाता है।

चरण 2: एमक्यू -3 अल्कोहल सेंसर

इस ब्रेथ एनालाइजर को अभियोजन की पुष्टि करने में सक्षम उपकरण के रूप में उपयोग करने के लिए नहीं है। एमक्यू-3 सटीक बीएसी दर्ज करने के लिए पर्याप्त सटीक नहीं है, लेकिन गैर-न्यायिक अनुप्रयोगों के लिए सांस में अल्कोहल की एकाग्रता का विश्लेषण करने में पर्याप्त सक्षम है। MQ-3 एक कम लागत वाला सेमीकंडक्टर सेंसर है जो 0.05 mg/L से 10 mg/L तक की सांद्रता में अल्कोहलिक गैसों की उपस्थिति का पता लगा सकता है। इस सेंसर के लिए उपयोग की जाने वाली संवेदनशील सामग्री SnO2 है, जिसकी चालकता स्वच्छ हवा में कम होती है।. अल्कोहलिक गैसों की सांद्रता बढ़ने पर इसकी चालकता बढ़ जाती है। यह बदले में सेंसर के पिन-टू-पिन प्रतिरोध को कम करता है। प्रतिरोध को सीधे मापने के बजाय, हम सेंसर और लोड रेसिस्टर के बीच के बिंदु पर वोल्टेज स्तर को मापते हैं। सेंसर और लोड रेसिस्टर एक वोल्टेज डिवाइडर बनाते हैं, और सेंसर का प्रतिरोध जितना कम होगा, वोल्टेज रीडिंग उतनी ही अधिक होगी। इसमें अल्कोहल के प्रति उच्च संवेदनशीलता है और धुएं, वाष्प और गैसोलीन के कारण गड़बड़ी के लिए अच्छा प्रतिरोध है। यह मॉड्यूल डिजिटल और एनालॉग दोनों आउटपुट प्रदान करता है।

सेंसर में 24-48 घंटे की ब्रेक-इन अवधि होती है। इसका मतलब है कि रीडिंग स्थिर होने से पहले सेंसर को 24 - 48 घंटे के लिए चालू करना होगा।

यह अल्कोहल सेंसर आपकी सांस पर अल्कोहल की सांद्रता का पता लगाने के लिए उपयुक्त है, ठीक आपके सामान्य श्वासनली की तरह। इसमें उच्च संवेदनशीलता और तेज प्रतिक्रिया समय है। शराब की सघनता के आधार पर सेंसर वोल्टेज के रूप में एक एनालॉग प्रतिरोधक आउटपुट मान प्रदान करता है। तालिका 1 एमक्यू -3 सेंसर की वोल्टेज श्रेणियों में अंतर्दृष्टि प्रदान करती है।

चरण 3: परियोजना सारांश

यह निर्देशयोग्य वर्णन करेगा कि डायलॉग ग्रीनपैक ™ SLG46140V का उपयोग करके कम लागत वाले पोर्टेबल श्वासनली को कैसे लागू किया जाए। ग्रीनपैक का इस्तेमाल एमक्यू-3 अल्कोहल सेंसर के साथ हवा में अल्कोहल की मात्रा को मापने के लिए किया जाएगा। अल्कोहल सेंसर से एकाग्रता हमें किसी व्यक्ति की सांस पर मौजूद अल्कोहल के स्तर को कम करने की अनुमति देगी।

मनुष्य कार्बन डाइऑक्साइड के साथ इथेनॉल को बाहर निकाल सकता है। रक्तप्रवाह में इथेनॉल की मात्रा जितनी अधिक होती है, उतना ही इसे साँस छोड़ने पर हवा में पेश किया जाता है। यह निर्देश योग्य ग्रीनपैक के 8-बिट एडीसी का उपयोग एमक्यू -3 अल्कोहल सेंसर से एनालॉग मूल्य प्राप्त करने के लिए करेगा। एक विशिष्ट सीमा के संबंध में प्राप्त एनालॉग मूल्य का पता लगाने के लिए एनालॉग तुलनित्र का उपयोग किया जाएगा। किसी व्यक्ति की सांस में मौजूद नशे के स्तर को दिखाने के लिए पांच अलग-अलग दहलीज का निर्माण किया जाता है। जब भी मान किसी विशेष सीमा से अधिक हो जाता है, तो नशा के स्तर को इंगित करने के लिए एक एलईडी को रोशन किया जा सकता है।

चरण 4: सर्किट आरेख

परियोजना के लिए सर्किट आरेख चित्र 1 में दिखाया गया है।

चरण 5: ग्रीनपैक डिजाइन

परियोजना के लिए ग्रीनपैक डिजाइन चित्र 2 में दिखाया गया है।

इस ग्रीनपाक डिज़ाइन में 5 अलग-अलग एनालॉग तुलनित्र वोल्टेज थ्रेसहोल्ड शामिल हैं जो किसी व्यक्ति की सांस से मौजूद विभिन्न मात्रा में नशा को इंगित करते हैं। SLG46140 में दो एनालॉग तुलनित्र हैं, और PIN6 से एनालॉग इनपुट ACMP0 और ACMP1 दोनों को PGA के माध्यम से दिया जाता है, जिसमें 1x का लाभ होता है। ACMP0 और ACMP1 के लिए थ्रेसहोल्ड 100 mV और 500 mV पर सेट हैं। ACMP0 और ACMP1 के गुण चित्र 3 में देखे जा सकते हैं। शेष तीन स्तरों का निर्माण डिजिटल तुलनित्र ब्लॉकों का उपयोग करके किया जा सकता है। इन डीसीएमपी का उपयोग करने के लिए हमें पहले एनालॉग वैल्यू को इसके समकक्ष बाइट में बदलने की जरूरत है, जिसे बाद में डीसीएमपी को खिलाया जाता है। यह SLG46140 के 8-बिट ADC का उपयोग करके प्राप्त किया जा सकता है। एनालॉग सिग्नल पहले प्रोग्रामेबल गेन एम्पलीफायर (PGA) से होकर गुजरता है जिसे बाद में ADC को फीड किया जाता है। DCMPs तब ADC से अपने एनालॉग सिग्नल-समतुल्य बाइट प्राप्त करते हैं। पीजीए और एडीसी के लिए विन्यास चित्र 4 में दिए गए हैं।

ACMP0 और ACMP1 के लिए थ्रेशोल्ड क्रमशः 100 mV और 500 mV पर सेट है। जब भी वोल्टेज स्तर दिए गए थ्रेशोल्ड से अधिक हो जाता है तो एक एनालॉग तुलनित्र आउटपुट उच्च हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप पिन -10 या पिन -11 चालू हो जाता है। DCMP के लिए थ्रेशोल्ड सेटिंग्स थोड़ी जटिल हैं और इसमें DCMP प्रॉपर्टीज में रजिस्टर वैल्यू सेट करना शामिल है। DCMPs के लिए समतुल्य एनालॉग थ्रेशोल्ड की गणना समीकरण 1 का उपयोग करके आसानी से की जा सकती है।

जब एनालॉग वैल्यू एनालॉग तुलनित्रों और डिजिटल तुलनित्रों में निर्धारित सीमा को पार कर जाती है, तो संबंधित पिन से संबंधित ब्लॉक सक्षम हो जाएंगे, जिससे सांस में मौजूद अल्कोहल की सीमा दिखाई देगी। DCMP के गुण चित्र 5 में दिए गए हैं। वर्तमान खपत को कम करने के लिए, ADC, DCMP और ACMP को वेक/स्लीप मोड का उपयोग करके पावर साइकल किया जा सकता है। वेक/स्लीप साइकिल के बारे में अधिक जानकारी के लिए, कृपया डायलॉग की वेबसाइट पर AN-1076 वेक/स्लीप टाइमिंग जेनरेटर एप्लिकेशन नोट देखें।

चरण 6: हार्डवेयर सेटअप

निष्कर्ष

इस निर्देशयोग्य में, हमने डायलॉग ग्रीनपैक SLG46140V के साथ कम लागत वाले श्वासनली को लागू करने का तरीका दिखाया। जब कोई विषय सांस छोड़ता है तो मौजूद अल्कोहल के स्तर को दिखाने के लिए हमने पांच अलग-अलग थ्रेसहोल्ड का इस्तेमाल किया। GreenPAK IC MQ-3 सेंसर से अल्कोहल की सांद्रता प्राप्त करने और फिर उपयोगकर्ता के लिए उपयुक्त BAC स्तर संकेत देने के लिए नियंत्रक के रूप में कार्य करता है। पूर्ण कार्यान्वयन केवल एक ग्रीनपैक और एमक्यू -3 अल्कोहल सेंसर का उपयोग करके किया जाता है, साथ ही मुट्ठी भर एलईडी भी।