Desain Panel Kontrol Penguji Konsentrasi Alkohol

Dengan perkembangan pesat ekonomi Tiongkok dan peningkatan standar kehidupan masyarakat yang berkelanjutan, berbagai kendaraan bermotor telah menjadi bagian tak terpisahkan dari kehidupan masyarakat. Terutama kemunculan mobil pribadi tidak diragukan lagi telah meningkatkan efisiensi hidup dan pekerjaan orang-orang, tetapi masalah-masalah yang disebabkannya juga mengikuti, dan ini adalah masalah keselamatan. Bertahun-tahun yang lalu, manajer lalu lintas hanya bisa mengandalkan penilaian subyektif, pengamatan visual, dan pengujian alkohol dalam darah di rumah sakit untuk menentukan apakah pengemudi minum. Metode yang tidak ilmiah dan tidak tepat waktu ini telah menyebabkan banyak kesalahpahaman dan masalah yang tidak perlu. Masalah-masalah yang disebutkan di atas semua tidak punya pilihan selain tidak memiliki alat pendeteksi yang mudah dibawa, aman dan akurat yang dapat mendeteksi konsentrasi alkohol secara online. Instrumen ini menggunakan sensor gas etanol daya rendah YX-GS-800M sebagai unit sensitif, yang mengubah konsentrasi etanol yang terkandung dalam gas menjadi sinyal listrik, yang dikirim ke mikrokomputer chip tunggal melalui sirkuit konversi A / D untuk diproses, dan gas yang diukur ditampilkan secara visual oleh tabung digital. Pada saat yang sama, tentukan apakah akan mengeluarkan sinyal alarm suara sesuai dengan situasi tertentu.

1. Konfigurasi sumber daya perangkat keras penguji alkohol

1.1 sistem MCU

Pemilihan perangkat keras: Mikrokomputer 89S51 chip tunggal digunakan sebagai mikroprosesor, dan sensornya adalah sensor alkohol YX-GS-800M dan sensor sumber arus suhu dua-ujung terintegrasi chip tunggal yang diproduksi oleh American Analog Devices. Modul alarm suara menggunakan chip suara multifungsi PM50100 yang lebih kuat yang diproduksi oleh Zhongqing Century Company. Keyboard dan bagian tampilan diwujudkan oleh 8279 dan 74LS138, dan ADC0809 digunakan untuk konversi analog-ke-digital. Rangkaian pendeteksian tegangan baterai terdiri dari chip LM316 dan sirkuit periferal. Diagram blok sirkuit perangkat keras komputer satu-chip ditunjukkan seperti pada Gambar. 1.

1.2 Pemilihan sensor alkohol

Desain ini adalah alat uji portabel, sehingga bagian terpenting dari setiap bagian perangkat adalah ukuran kecil dan kuat. Mempertimbangkan bahwa desain ini akan digunakan di lingkungan yang berbeda setelah membentuk produk, jadi ketika kami memilih sensor, kami telah membuat pertimbangan serius untuk kisaran suhu sensor alkohol, sensitivitas terhadap alkohol, dan konsumsi daya yang rendah. Referensi perbandingan.

Setelah penyaringan, sensor gas etanol YX-GS-800M berdaya rendah dipilih. Indikator kinerja sensor memenuhi persyaratan desain ini. Fungsi, karakteristik, dan indikator teknis sensor etanol YX-GS-800M dijelaskan secara singkat di bawah ini: a Fitur: Sensitivitas tinggi terhadap etanol, respons cepat terhadap etanol, ukuran kecil dan konsumsi daya rendah. Lingkungan kerja: Suhu: -20 ℃ ~ + 50 ℃ Kelembaban: ≤95% RH. Indikator teknis: seperti yang ditunjukkan pada Tabel 1.

1.3 Desain sirkuit deteksi suhu

Pilihan sensor suhu kira-kira sama dengan sensor alkohol yang disebutkan di atas, ukurannya kecil dan konsumsi daya rendah. Bagian catu daya harus cocok untuk catu daya baterai. Resistansi keluaran besar dan kemampuan mengemudi kuat. Rentang pengukuran suhu harus cukup besar dan akurasi harus tinggi. Kesalahan nonlinear harus kecil. Sensor suhu menggunakan sumber arus penginderaan suhu terintegrasi monolitik AD590 yang diproduksi oleh American Analog Devices Company. Ini memiliki akurasi tinggi. AD590 memiliki lima level I, J, K, L, dan M, di mana level M memiliki akurasi tertinggi, dengan kesalahan non-linear ± 0,3 ℃ dalam kisaran -55 ℃ ～ + 150 ℃.

1.4 Desain bagian konversi A / D

ADC0809 adalah chip konversi A / D 8-bit, yang menggunakan metode pendekatan berurutan untuk menyelesaikan konversi A / D. ADC0809 ditenagai oleh catu daya + 5V tunggal. Multiplexer analog 8-channel dengan fungsi kait dapat mengkonversi 8 saluran sinyal tegangan analog input 0 ~ 5V dalam pembagian waktu. Dibutuhkan sekitar 100 mikrodetik untuk menyelesaikan konversi. Chip ini juga memiliki decoder alamat multi-switch dan sirkuit kait, dan outputnya memiliki buffer kait tri-state TTL, yang dapat langsung dihubungkan ke bus data mikrokomputer chip tunggal; melalui sirkuit eksternal yang sesuai, ADC0809 dapat merespons 0 ~ 5V Sinyal analog bipolar dikonversi.

1.5 Desain sirkuit deteksi baterai

Pengikut tegangan yang terdiri dari LM316 dan sirkuit periferal dapat mendeteksi tegangan baterai kapan saja dan mengirimkan sinyal hasil deteksi ke mikroprosesor untuk diproses melalui konversi A / D. Ketika tegangan baterai lebih rendah dari nilai alarm yang ditetapkan, komputer mikro chip tunggal memberikan sinyal untuk mewujudkan alarm dan tampilan suara. LM316 adalah komparator tegangan terintegrasi untuk keperluan umum dengan berbagai macam kegunaan. Tegangan catu daya memungkinkan rentang yang luas. Dapat didukung oleh catu daya ganda positif dan negatif, atau dapat ditenagai oleh catu daya tunggal. Jika Anda menggunakan catu daya tunggal + 5V, Anda dapat langsung menggerakkan perangkat TTL, jika Anda menggunakan catu daya tunggal + 15V, Anda dapat langsung menggerakkan perangkat CMOS, dan dapat menghasilkan arus 50mA. Untuk kemudahan penggunaan, catu daya tunggal + 5V digunakan dalam desain ini.

1.6 Desain sirkuit alarm suara

Untuk mempertahankan kinerja desain yang terdepan, perlu memilih chip suara yang kuat, yang dapat mewujudkan komunikasi manusia-mesin yang benar-benar manusiawi. Jadi desain ini memilih generasi baru chip suara cerdas PM50 yang dapat berbicara orang-orang nyata. Chip suara cerdas seri PM50 adalah produk suara cerdas terbaru yang dikembangkan oleh Zhongqing Century Technology Co., Ltd. pada tahun 2003. Chip ini terdiri dari mikrokontroler suara khusus dan unit memori FLASHRAM, yang memiliki fungsi pemutaran suara multi-segmen dari beberapa detik hingga 200 detik, dan komputer mikro chip tunggal. Fitur pemrograman yang cerdas. Suara yang direkam dapat dibagi menjadi 1 ~ 8 segmen atau 128 segmen, dengan delapan port input dan sembilan port output, dan fungsinya dapat disesuaikan oleh pengguna.

2. Perancangan perangkat lunak sistem penguji konsentrasi alkohol

Menurut sambungan diagram rangkaian perangkat keras dan persyaratan fungsi sistem, perangkat lunak utamanya meliputi: program utama, program pembacaan hasil pengukuran, program tampilan, program penundaan, dan program perhitungan rata-rata. Program utama terutama menyelesaikan inisialisasi sistem, membaca keyboard, menilai, memanggil modul program, proses perulangan dan operasi lainnya, yang merupakan kerangka umum seluruh perangkat lunak. Fungsi utama dari program utama adalah untuk menginisialisasi parameter status MCU, register inisialisasi dan parameter status kustom program, dan fungsi panggilan seperti aliran subprogram, dan memberikan alamat entri subprogram untuk meningkatkan fungsi sistem. Program tampilan diselesaikan dengan menggunakan chip terintegrasi 8279 untuk mewujudkan komunikasi manusia-mesin, mewujudkan pemindaian keyboard / display otomatis, dan mengenali nomor kunci dari tombol tertutup pada keyboard, yang tidak hanya dapat sangat menghemat waktu pengoperasian CPU pada keyboard / display, sehingga mengurangi CPU Beban tampilan stabil, programnya sederhana, dan tidak akan ada kesalahan fungsi. Ini diadopsi oleh kami untuk keuntungan ini.

Untuk menyimpulkan

Sirkuit perangkat kerasnya sederhana, yang mengurangi biaya produksi, memiliki daya saing pasar, dan mudah dioperasikan.Instrumen akan secara otomatis menampilkan hasil pengukuran dalam waktu singkat setelah mengeluarkan ke instrumen, dan mode suara langsung akan menyiarkan hasil dan memberikan saran yang masuk akal apakah cocok untuk mengemudi. Instrumen ini juga dapat melakukan desain yang sangat tepat sasaran, dapat menampilkan dan menyiarkan suhu sekitar kapan saja, yang berorientasi pada pengguna yang berbeda di provinsi dan wilayah yang berbeda. Pengguna dapat mengatur konsentrasi alarm sesuai dengan kebutuhan spesifik mereka, sepenuhnya mempertimbangkan desain hemat daya, dan memiliki deteksi baterai. Sirkuit, ketika daya baterai terlalu rendah, itu akan memberikan tampilan dan peringatan suara untuk mengganti baterai. Ketika instrumen tidak mendeteksi sinyal dalam waktu 4 menit, ia akan secara otomatis memasuki keadaan tidak aktif dan dapat menyimpan 10 hasil pengukuran terakhir untuk referensi. Oleh karena itu, desain ini memiliki kepraktisan yang kuat.