汽车酒精检测系统

汽车酒精探测系统分三个模块：基于传感器的酒精探测系统：一：当驾驶员喝酒，酒精浓度达到国家禁止的标准。

传感器探测到酒精浓度和已经写好程序（基于数字比较的单片机程序）的传感器进行对比。

大于汽车行车标准就不会启动。

1．如何检测？在汽车中装五个探测点，利用传感器探测工作原理：传感器：E题酒精探测仪二、原理及所需器件1．工作原理本探测仪采用酒精气体敏感元件作为探头，由一块集成电路对信号进行比较放大，并驱动一排发光二极管按信号电压高低依次显示。

对刚饮过酒的人，只要向探头吹一口气，探测仪就能显示出酒精气体的浓度高低。

若把探头靠近酒瓶口，它也能轻而易举地识别出瓶内盛的是白酒还是黄酒，能相对地区分出酒精含量的高低。

酒精探测仪的电路原理如图1所示。

该电路采用干电池供电，并经三端固定输出集成稳压器IC1稳压，输出稳定的5 V电压作为气敏传感器MQ—3和集成电路IC2的共同电源，同时也作为10个共阳极发光二极管的电源。

因此，外部电路就相当简单。

气敏传感器的输出信号送至IC2的输入端(5脚)，通过比较放大，驱动发光二极管依次发光。

10个发光二极管按IC2的引脚按(10—18、1)次序排成一条，对输入电压作线性10级显示。

输入灵敏度可以通过电位器R P调节，即对“地”电阻调小时灵敏度下降；反之，灵敏度增加。

IC2的6脚与7脚互为短接，且串联电阻R1接地。

改变R1阻值可以调整发光二极管的显示亮度，当阻值增加时亮度减弱，反之更亮。

IC2的2脚、4脚、8脚均接地。

3脚、9脚接电源+5 V(集成稳压器IC l的输出端)。

分别并联在IC l输入与输出端的电容C1、C2防止杂波干扰，使IC1输出的直流电压保持平稳。

图1 酒精探测仪电路发光二极管集成驱动器LM3914结构如图2所示。

其内部的缓冲放大器最大限度地提高了该集成电路的输入电阻(5脚)，电压输入信号经过缓冲器(增益为零)同时送到10个电压比较器的异相(一)输入端。

10个电压比较器的同相(+)输人端分别接到10个等值电阻(1 kΩ)串联回路的10个分压端。

因为与串联回路相接的内部参考电压为1.2 V，所以相邻分压端之间的电压差为1.2 V÷10＝0.12 V。

为了驱动LED1发光，集成电路LM3914的1脚输出应为低电平，因此要求电压比较器异相(一)端的输入电压≥0.12 V。

同理，要使LED2发光，异相端输入电压应≥0.12 V×2＝0.24 V；要使LED l0发光，异相端输入电压应≥0.12 V×l0＝1.2 V。

IC2的9脚为点、条方式选择端，当9脚与11脚相接时为点状显示；当9脚与3脚相接，则为条状显示。

在图1所示电路中是采用条状显示方式。

图2 发光二极管集成驱动器LM3914框图2．元器件选择选用的元件见表1所示。

表1 电子警犬元器件表酒精气敏传感器采用*，它属于*系列气敏元件的一种。

IC1采用三端固定输出集成稳压器W78M05或W7805。

它们的额定最大电流不同，但静态电流均为8 mA，外形如图3 (a)所示。

IC2用LM3914型发光二极管集成驱动器，其外形如图3 (b)所示。

典型应用参考电路如图4所示。

图3 2种集成电路的外形LED l～LED10用Φ3 mm或Φ5 mm的红色发光二极管，根据实际需要也可采用5个绿色、5个红色显示方式。

C1、C2用普通电解电容器，如CDll—16V。

R l用1/8w金属膜电阻。

R P 采用半锁紧型的小型有机实芯电位器，如WS-2-0.25 W。

G用6节5号干电池串联，也可用输出整流电压为9 V的桥式整流电源代替，但此时应将C1的容量增至450—1000μF为宜。

S用小型移拨式或按钮式开关，触点额定电流≥0.2 A。

图4 LM3914典型应用参考电路三、元器件检测在正式焊接电路前，先检测元器件的性能好坏是完全必要的。

(1) 对集成电路LM3914的检测。

按图4中LM3914应用部分的接线方式。

在实验接插板(面包板)上用数字万用表对LM3914单独作检测。

输入信号电压用直流3 V经10 krl电位器分压连续可调取代。

测定结果(取近似值)见表2。

而且当电源电压在4--7 V范围内改变时，LM3914的输入和输出关系以及总的工作电流均能保持一致，重复性好，否则就有问题。

表2 LM3914输入电压与显示关系(2) 对气敏传感器检测。

采用如图5所示的简单电路可以检查气敏传感器的好坏。

当电源开关S断开时，传感器加热电流为零，实测A、B之间电阻>20 MΩ。

S接通，则f、f之间电流由开始时155 mA降至153 mA而稳定。

加热开始几秒钟后A、B间电阻迅速下降至1 MΩ以下，然后又逐渐上升至20 MΩ以上后并保持不变。

此时若将内盛酒精棉花的小瓶瓶口靠近传感器，我们立即可以看到数字万用表显示值马上由原来大于20 M(溢出显示为左端“1”降至1～0.5 M以下。

移开小瓶过15—40 s后，A、B间电阻又恢复至大于20 M。

此种反应可以重复试验，但要注意使空气恢复到洁净状态。

图5 用数字万用表检测气敏传感器四、制作和应用1．制作探测仪印刷电路板如图6所示。

电路板尺寸为70 mm×50 mm。

只要事先经过检查，元器件性能均良好，焊接印刷电路板时操作正确，无虚焊、假焊、错焊，不烫坏元器件，那么电路焊接完成后无需进行调整就可正常工作。

气敏传感器MQ—3一般适宜在温度不超过50℃、相对湿度低于95％的环境下使用。

另外，氧气浓度也会影响探头的灵敏度。

图6 简易酒精探测仪印刷电路板2．试验试验探测仪时，应事先准备一只口径约φ40mm、高约70 mm的有盖小瓶，瓶内盛放一小块浸过酒精的药棉，平时盖紧瓶盖不让酒精气体外逸。

试验时调节Rp至最大值，然后打开瓶盖，逐渐靠近已经预热的传感器探头，于是我们可以看到安装在探测仪上的10个发光二极管LED l～LED10将依次点亮。

因为从瓶口附近直至瓶内存有不同浓度的酒精气体，越接近药棉处，酒精气体浓度越高。

调节电位器R P的阻值可以调整探测仪的灵敏度，R P阻值较小时灵敏度较低，R P阻值较高时灵敏度较高。

在业余条件下，可先将R P阻值调至较高使用。

若有条件，最好送标准检测部门校准并将R P锁住。

3．自制酒精气体样本在业余条件下可以这样进行：取容量≥1000 mL的饮料空瓶5只，洗净后注满水，用量筒测定每只瓶的实际容量并作记录，然后倒去水擦干瓶子内壁后将其一一编号备用。

取含量97％的乙醇(酒精)与空气按体积比为0.1／100、0.2／100、0.3／100、0.4／100、0.5／100，在20℃的环境中分别与5只瓶中的空气充分混合(瓶口盖紧不漏气)，就成为酒精气体样本。

探测仪在无酒气环境中预热5～10 min后，LED l～LED l0应均不发光，否则需适当调节R P。

然后将探头伸入0.5％酒精气体中，调节R P使LED1一LED5发光，其余不发光，调好后锁定R P。

再将探头重新置于无酒气环境中时，LED应全部熄灭。

而后将探头伸入0.2％酒精气体中，只有LED l和LED2发光，说明工作正常。

五、思考题1，气敏传感器是如何工作的？主要对哪些气体敏感？2，环境不同时传感器的使用会出现什么情况？2．汽车控制系统：当检测到酒精浓度超标。

汽车会无法启动，收到有传感器发出来的模拟信号，通过模数转换器，把模拟信号转换成数字信号，并行的八位。

（假设汽车启动时是给车一个高电平，那么我们用低电平表示酒精超标，用一个乘法器，这样就会输出低电平。

使汽车无法启动。

）。

从火线引出一根电源通过急停按扭（常闭的），再通过一个启动开关（常开的按扭），然后通过接触器的线圈到零线，（如果线圈是380的就到另一相）再把接触器上的一个常开的辅助触点，用两根导线把它引出来分别并接在启动开关的两端，这个并接在启动开关的线叫自保线简称保线。

原理是，电流通过急停按扭和启动开关到达线圈，使线圈得电同时接触器吸合，这时所有的常开触点都变成闭合的了（记住这是重点），同时电机工作了。

手松开起动按扭后，电机仍然工作是因为电流通过急停按扭后通过保线依然给线圈供电，而不是走启动开关这条路。

你先画个图再想想，重点是电流走的是由常开变成闭合后的接触器的辅助触点。

支配汽车启动关键的主角-电瓶一般在大家的印象中都认为引擎是依靠燃油才能发动的，但其实并非全部如此，在引擎要启动时的最初是要透过电力才能发动的，如果没有电，那么引擎在一开始便无法动弹，就算你有再多的燃油也是枉然。

首先，引擎在启动时必需依靠启动马达，而启动马达的电力就来自电瓶，当车钥匙转到ON 时，会传送到启动马逹让启动马达开始运转，马逹的运转使飞轮转动，飞轮的转动带动曲轴使引擎转动起来。

另外，火星塞的火花也是依靠电力来产生的。

火星塞的火花点燃混合气产生爆炸推动活塞，活塞带动曲轴，曲轴再带动发电机皮带启动发电机，使发电机产生更多电力，如此一直的重复下去使车辆能顺利运作。

在引擎发动后，发电机所产生的电力会透过安装在发电机内的电压调整器来维持电流的强度和流量然后储存在电瓶中，以及让其他如雨刷、音响、电灯以及冷气等装置使用。

经过上述的讲解后，相信大家都已经知道电瓶的重要性，而在现今汽车大量配备了诸如电子动力辅助转向系统、车身稳定控制系统、电控煞车力道分配系统或是卫星导航系统等电子设备，因此耗电量也会增大，所以随时为爱车的电瓶做定期的检查、保养或更换是非常必要的。

汽车电瓶的构造汽车电瓶的外壳是由硬塑料沥青制成，一般小型车用的蓄电池内部有6个互不相通的电池分隔室，每个电池分隔室中都有多块由铅制成的电极板，正极板为过氧化铅，负极板为纯铅，正极板和负极板交错排列。

每一个电池分隔室在满电量的情况下可产生超过2V 的电压，而6个电池分隔室就可产生12V 以上的电压，然后将多个正极板连接在一起成为正极桩头（＋），多个负极板连在一起成为负极桩头（－）。

当电瓶在放电时电解液（稀硫酸）与正极板上的铅接触后会产生硫酸铅，在这个氧化过程中会稀释硫酸，而负极板的铅与电解液的硫酸结合也会变成硫酸铅而持续放电。

充电时正极板会变为过氧化铅，负极板会转变为海棉状的纯铅，而硫酸成分由极板返回，电解液逐渐变浓。

汽车电瓶可分为需要加水（电解液）的普通铅酸电池和不用加水的铅酸电池。

这二种电池的主要差别在于隔板成分的不同，需加水的铅酸电池隔板内加了5～12％的锑，而免加水的铅酸电池隔板则是以铅和钙组成，让电池在充电时能减少发热量，避免电解液的水分因蒸发而减少。

3．单片机控制系统：用单片机将传感器与汽车制动系统连接起来。

数模转换器。

遇到的问题：1．启动后才可以开窗户。

这也是人的习惯问题，是想如果车里没有人那个车主会打开窗户，习惯上人们都是车启动后才开窗户的。

车静止时如果外面有风，会对车里有多大影响？2．问题是这五个点怎么安排？真的需要这么多吗？信号怎么整合？3．万一传感器坏了。