Proyecto Arduino+Sensor

SENSORES Y ACTUADORES Alcoholímetro

2012

Proyecto Arduino: Alcoholímetro para fines prácticos y de demostración frente al grupo, el más adecuado fue el de alcohol, ya que existen otros que detectan, por ejemplo, el gas butano o metano.

SENSORES Y ACTUADORES PROYECTO DE APLICACIÓN DE UN SENSOR DE ALCOHOL PROFESOR: ISC. KENYA FRANCO MALDONADO Descripción La idea es crear un alcoholímetro, que mediante el sensor, se reciba como dato el

ALUMNOS: grado o nivel de alcohol de la persona que sopla frente al sensor. Según el nivel o grado de alcohol detectado ERNESTO por el sensor, se encenderán de 1 aPONCE 10 leds de RAMIRO MONARREZ diferentes colores, empezando con el verde, que indica un bajoRAMIREZ nivel de alcohol, ARMANDO HERNANDEZ amarillo

un

nivel

medio

y

rojo

un

nivel

alto.

Además como muchos alcoholímetros portátiles o de mano ofrecen la opción de guardar el estado actual de alcohol, también agregue dos botones, uno es para guardar el estado marcado actualmente por el sensor, y el segundo es para ver los estados guardados, que son tres, aunque pudieron haber sido más. Al picar el botón para ver los estados guardados por primera vez, se muestra el estado recién guardado, al picar por segunda vez, se ve el penúltimo estado, y al picar por tercera vez se muestra el antepenúltimo, y para salir de vuelve a picar por cuarta vez, y volver a recibir información del sensor.

INSTITUTO TECNOLOGICO DE CD. JIMENEZ 31/05/2012

SENSORES Y ACTUADORES Alcoholímetro INTRODUCCION Los alcoholímetros son dispositivos especializados en la medición del nivel de alcohol presente en un fluido o gas. Estos dispositivos son calibrados con niveles estándar de alcohol, de manera que permiten identificar si una persona excede o no dichos estándares. En el caso de que los niveles establecidos de alcohol sean superados se considera que la persona se encuentra en estado de ebriedad y es sancionada según las leyes y especificaciones de cada ciudad o país.

Herramientas usadas 

Arduino IDE en Windows 7



Cable para conexión USB



Arduino Uno

Material utilizado 

4 leds de 5mm, color verde difuso



3 leds de 5mm, color amarillo difuso



3 leds de 5mm, color rojo difuso



1 led de 5mm, color amarillo



11 resistencias de 330 ohms



3 resistencias de 10K ohms



2 micro switch, de push, con 4 terminales



1 sensor de alcohol MQ-3



Arduino Uno



Cables de interconexión macho-macho de 6 pulgadas

SENSORES Y ACTUADORES Alcoholímetro Código

#include const int analogSensor = 0; const int ledCount = 10; const int ledSave = 0; const int pushButtonSave = 12; const int pushButtonRead = 13;

int ledPins[] = {2,3,4,5,6,7,8,9,10,11}; int buttonSave = 0; int buttonRead = 0; int buttonCount = 0;

void setup() { //Serial.begin(9600); pinMode(ledSave, OUTPUT); pinMode(pushButtonSave, INPUT); pinMode(pushButtonRead, INPUT); for (int thisLed = 0; thisLed < ledCount; thisLed++) { pinMode(ledPins[thisLed], OUTPUT); } }

void guardar(int value) { int temp1 = EEPROM.read(0); int temp2 = EEPROM.read(1); EEPROM.write(0, value); EEPROM.write(1, temp1); EEPROM.write(2, temp2); //Serial.println("guardado"); delay(2000); }

SENSORES Y ACTUADORES Alcoholímetro

void mostrar() { while (true) { buttonRead = digitalRead(pushButtonRead); if (buttonRead == HIGH) { if (buttonCount < 3) { int dataReaded = EEPROM.read(buttonCount); Serial.print(buttonCount); Serial.print("\t"); Serial.println(dataReaded);

for (int ledHigh = 0; ledHigh < ledCount; ledHigh++) { if (ledHigh < dataReaded) { digitalWrite(ledPins[ledHigh], HIGH); } else { digitalWrite(ledPins[ledHigh], LOW); } }

buttonCount++; delay(500); } else { break; } } } buttonCount = 0; delay(500); }

void loop() { int dataLevel = map(analogRead(analogSensor), 700, 900, 0, ledCount); if (dataLevel < 0) { dataLevel = 0;

SENSORES Y ACTUADORES Alcoholímetro } if (dataLevel > 10) { dataLevel = 10; } Serial.println(dataLevel);

for (int ledHigh = 0; ledHigh < ledCount; ledHigh++) { if (ledHigh < dataLevel) { digitalWrite(ledPins[ledHigh], HIGH); } else { digitalWrite(ledPins[ledHigh], LOW); } }

buttonSave = digitalRead(pushButtonSave); if (buttonSave == HIGH) { digitalWrite(ledSave, HIGH); guardar(dataLevel); } else { digitalWrite(ledSave, LOW); }

buttonRead = digitalRead(pushButtonRead); if (buttonRead == HIGH) { mostrar(); } }

SENSORES Y ACTUADORES Alcoholímetro Sensor de Gas de Alcohol MQ-3 Básicamente tiene 6 pines, la tapa y el cuerpo. A pesar de que tiene 6 pines, puede utilizar sólo 4 de ellos. Dos de ellos son para el sistema de calefacción, lo que yo llamo H y los otros 2 son para la conexión de alimentación y de tierra, que he llamado A y B.

¿Cómo funciona? El núcleo del sistema es el cubo. Como se puede ver en esta vista en sección transversal, en el fondo, se trata de una cubierta de tubo de alúmina por el SnO2, que es el dióxido de estaño. Y entre ellos hay un electrodo de Aurum, el negro. Y también se puede ver cómo están conectados los cables. Así que, ¿por qué los necesitamos? Básicamente, el tubo de alúmina y las bobinas son el sistema de calefacción, las partes amarillo, marrón y las bobinas en la imagen.

SENSORES Y ACTUADORES Alcoholímetro Conexión Aquí está el esquema. Es bastante simple. En primer lugar, puede utilizar 5v. Y como se puede ver una de pasadores H va a la potencia y el otro está conectado a la tierra. Y la patilla A está conectado entre la potencia y el H pasador y el pasador B se va al Microcontrolador. También entre el suelo y el Arduino, que necesita de la resistencia.

Comportamiento Si usted sopla, va a reaccionar. Dependiendo del entorno, le da poco de valores diferentes. Pero en mi caso, me da 200 como el valor más bajo y el 1000 como el valor más alto. Y cuando se detecta el alcohol en el aire, en realidad es bastante sensible, el valor se hace mayor muy rápidamente, pero usted tiene que esperar cerca de 1 a 5 minutos para restablecerla. Así que eso significa conseguir valores es rápido, pero es tan lento restablecimiento. Y la sensibilidad de este sensor se ve afectada por espacio de tiempo. Cuando utiliza un sensor de edad, el rango de valor era menor que el nuevo uno.

SENSORES Y ACTUADORES Alcoholímetro Circuito creado en Fritzing

Esta dividido en dos partes para no amontonar componentes y que estén bien visibles. Esta es la parte donde se conectan todas las salidas del Arduino al Protoboard donde se encuentran incrustados los leds.

Y aquí está por separado lo que conecta al sensor y los botones push.

SENSORES Y ACTUADORES Alcoholímetro

SENSORES Y ACTUADORES Alcoholímetro PROCEDIMIENTO ¿Qué es Arduino? Arduino es una plataforma open-hardware basada en una sencilla placa con entradas y salidas (E/S), analógicas y digitales, y en un entorno de desarrollo que implementa el lenguaje Processing/Wiring. Su corazón es el chip Atmega8, un chip sencillo y de bajo coste que permite el desarrollo de múltiples diseños. Al ser open-hardware tanto su diseño como su distribución es libre. Es decir, puede utilizarse libremente para desarrollar cualquier tipo de proyecto sin tener que adquirir ningún tipo de licencia. Arduino puede utilizarse en el desarrollo de objetos interactivos autónomos o puede conectarse a un PC a través del puerto serie utilizando lenguajes como Flash, Processing, MaxMSP, etc. Las posibilidades de realizar desarrollos basados en Arduino tienen como límite la imaginación. Asimismo, su sencillez y su bajo coste, recomiendan su uso como elemento de aprendizaje e iniciación en el mundo de la electrónica digital.

SENSORES Y ACTUADORES Alcoholímetro ENTORNO DE DESARROLLO Para programar la placa es necesario descargarse de la página web de Arduino (http://www.arduino.cc/en/Main/Software) el entorno de desarrollo (IDE). Se dispone de versiones para Windows y para MAC, así como las fuentes para compilarlas en LINUX.

SENSORES Y ACTUADORES Alcoholímetro FUNCIONAMIENTO Un alcoholímetro digital, basado en un sensor de gas indica al soplar sobre la boquilla del sensor si la persona ha ingerido bebidas alcohólicas. Muestra los resultados en una escala del 1 al 10.

El alcoholímetro permite archivar los resultados de las pruebas que realiza, sin embargo su capacidad de almacenamiento es limitada. Esto representa una dificultad, ya que si se alcanzaba el límite de archivo de resultados se pueden perder datos anteriores. El alcoholímetro requiere de cable USB para monitorear los resultados en la computadora.

SENSORES Y ACTUADORES Alcoholímetro APLICACIONES Como aplicaciones podemos considerarlo en varios sectores por ejemplo:  Equipo para transito como el control vehicular.  Al llegar al trabajo como prueba de rutina diaria.

CONCLUSIONES Como conclusión con este proyecto se pretendió reafirmar los conocimientos adquiridos en la materia de sensores y actuadores poniendo en práctica todos los conocimientos adquiridos durante el semestre. MEJORAS Se pueden considerar las siguientes mejoras a futuro sobre este proyecto.  Implementar una batería.  Pantalla para un mejor monitoreo en el portátil.  Comunicación vía bluetooth que permita descargar toda la información a un ordenador sin necesidad de cables, para un mejor control de estadísticas y resultados posteriores.