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用MQ3和LM3914检测酒精浓度,MQ3 Alcohol tester
关键字：MQ3,LM3914,酒精浓度测试电路图
作者：李建涛
硬件电路设计
如附图所示，电路的前端部分MQ3传感器和分压电路按照常规设计即可．而执行驱动声光指示的电路，需要驱动多个发光管以及一个蜂鸣器，即需要将分压电路得出的电压转换成LED线段显示，同时在某点驱动蜂鸣器发声。因此本设计拟采用LED通用电平显示驱动芯片LM3914作为执行机构。
1．MQ-3气敏电阻传感器
本设计采用的是表面电阻控制型酒精气体浓度气敏传感器MQ-3。该气体传感器的敏感材料是活性很高的金属氧化物半导体，最常用的如SnO2。当N型半导体的表面，在高温下遇到离解能力较小(易失去电子)的还原性气体时，气体分子中的电子将向MQ3气敏电阻表面转移，使气敏电阻中的自由电子浓度增加，电阻率降低，电阻减小。MQ-3应用于家庭、工厂、商业场所的气体泄漏监测装置，防火，安全探测系统。气体泄漏报警器．气体检漏仪。特点：高灵敏度、快速响应恢复、优异的稳定性、长寿命、驱动电路简单、电信号输出强。
2．LED通用电平显示驱动芯片LM3914 LlM3914片内有10个电压比较器，10个1K欧姆精密电阻串联组成的分压器分别向各电压比较器提供比较基准，直线驱动10个发光二极管(LED)组成的10段“线”或“点”式条图显示器；对被测量的变化反映迅速真实；无阻尼现象；抗干扰能力强。利用10个发光二极管作为输入端电平变化的显示。输入端电平信号，可以是通过各类传感器和变换电路而探测的各种物理量．如电压、电流、温度、湿度、亮度、响度、音频、距离、磁场强度、重量等等。用它做成的电平显示器，既醒目、直观，又方便、实用，并且能反映瞬间变化的信号．用途十分广泛。例如，在电路设计制作中．它既可以通过探头和处理电路实现温度控制和显示。用于烘箱、冰箱、空调、热塑封机等设备上，也可以通过分压变换电路实现电压高低的直观显示．用于仪器、仪表、音响及办公设备上。核心电路采用了塑封双列直插的18脚LED点条显示驱动集成电路LM3914。LM3914内部含有10个相同的电压比较器，它们的输出端可以分别直接驱动外接的10只发光二极管(VD1-VD10)作条状显示，也可以实现点状显示。此时，它们的反相输入端并联在一起．并通过一个缓冲器接到输入端⑤脚。而10个同相输入端分别接到由10个精密电阻串联而成的多级分压器上。在这个分压器两端的内部没有与其它电路或公共端相连，而是直接由⑥、④脚引出，通常将其称为悬浮式．这样使得应用电路的设计更加灵活和方便。
下面以一个分辨率为0.125V的10级线性电压表为例，说明其工作原理。这个电压表的最大量程为1.25v，将⑨、(11)脚相连，设定为点状显示，这样比较省电。分压器就用内部基准电压源，⑥、⑦脚相连，④脚接地．则分压器每个1k电阻上的压降为0.125V，因此最下面的一个比较器1同相输入端的电位为0.125V，比较器2同相输入端电位为0.25v．依此类推。最上面的一个比较器10基准电压设定为1.25v。当⑤脚输入电压小于0.125v时，10个LED都不发光．当输入电压大于0.125v但小于0.25v时．比较器1反相输入端电位高于同相输入端，则比较器1输出低电位，使VD1发光；当输入电压大于0.25v但小于0.375v时，则VD2发光；依此类推，当输入1.25V电压时，VD10发光。以上是用10个LED作0-1.25v十级显示，每级0.125v；若将⑥脚外接10v标准电压源，④脚接地。可以作0-10v十级显示的电压表，若将⑥脚接10v，④脚接5v电压．则可以作一个5-10v显示的电压表，每级0.5v。但使用时应该注意⑥脚电压至少比③脚电源电压VCC低2V。
3．电路工作原理
本设计采用5v电源供电，前端是MQ-3型酒精气体浓度传感器。利用电阻分压电路，将酒精浓度由电阻量转化为电压量，再通过驱动芯片LM3914按照电压大小，驱动输出相应的发光管，当到达设定阈值时蜂鸣器被触发，发出报警声。调试时通过电位器RP调节测量的灵敏度。
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