안녕하세욤.

 

또다시 좋은 센서 소개드리러 왔습니다.

 

앞서 소개했던 자료들은 아래 링크로 들어가시면 됩니당.

 

아두이노, 마이크로컨트롤러(mcu) 개발을 위한 센서 참고자료(1) - 적외선 인체감지 PIR 센서 

아두이노, 마이크로컨트롤러(mcu) 개발을 위한 센서 참고자료(2) - TCRT5000 적외선 감지 장애물 회피 센서 / 라인트레이서 센서

아두이노, 마이크로컨트롤러(mcu) 개발을 위한 센서 참고자료(3) - 음향 사운드 감지 센서 HS-SOUNDSM

아두이노, 마이크로컨트롤러(mcu) 개발을 위한 센서 참고자료(4) - 비접촉식 적외선 온도 센서 GY-906, MLX90614

 

 

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이번에 소개할 센서는, 알코올 센서 모듈이야.
 

 

 

알코올 센서는 일반적으로 음주단속에 사용되곤 해서 자주 접할 기회가 있었을 거야.. 

음주측정기에 적용하는 방식으로 보통 두 가지 방식을 사용하는데,

 

풍선식 음주측정 방식과 백금 전극을 이용한 측정 방식이 있어.

과거에는 풍선식 음주측정기를 사용했다고 하는데 최근에는 백금 전극을 이용한 전기화학적 측정 방식을 사용하는 편이야. 

 

자세한 이유는.. 시장 경제가 설명해줄거야.

그러다 보니 이번에 사용하는 센서 역시 백금 전극을 이용한 방식이야.

소개에 사용되는 센서는 Hanwei electronics라는 업체에서 제작하고 있는 MQ 시리즈의 가스센서 중의 하나야.

 

 

LNG, 메탄, LPG, 프로판, 일산화탄소, 산소 알콜, 오존 등등.. 다양한 종류의 센서를 제공하고 있어,

이 중에 우리가 사용할 MQ-3는 '알코올 만' 감지하는 센서고.

 

우리가 사용하게 될 알코올센서 모듈은 VCC, GND,  DO(디지털 출력), AO(아날로그출력) 총 4개의 핀으로 이루어져 있어.

 

많이 익숙하지?  

 

구동전압은 5V고... 좀더 자세한 스펙에 대한 건 구X에서 'MQ-3 datasheet' 로 검색해서 참조해줘.

 

이제 모듈을 이용하여 측정을 해볼게. 

우선 아두이노와 센서를 연결해주고 우리는 아날로그 입력으로 확인하기위해  Analog OUT 핀을 아두이노의 A0에 연결해줬어.

다른 부분은 5V, GND에 연결해주고, 다른 센서들과 동일하게 전원을 넣어주면 돼.
 

 

이제 센서를 측정 시키기 위해서 코드를 작성하고 컴파일하고 보드에 업로드!

 

 

 

이제 측정할 준비는 끝났고, 가장 중요한게 남았지.

 

 

제대로 된 실험을 위해 어른들의 '쥬스'를 준비해야지.

미성년자 여러분들은 회식이 끝나고 집에 돌아오신 아버지 혹은 어머니에게 부탁드리도록 해.

이제 준비가 끝났으니 측정을 해보도록 할게.

참고하면 좋을 부분으로는, 센서 내에 측정 정밀도를 높이기 위해 촉매 부분(감지를 하는 부분)을 가열해주는 코일이 있어.

 

10~15분정도 켜 놓은뒤 사용하면 검사 값이 좀더 정밀하게 나와.

 

 

 

이렇게 측정 거리라는 조건을 주고 측정하니 결과는 명확하게 나왔어.

 

 

멀리할때<-------- 알코올을 ------->가까이할때

 

 

결과값에 있는 Value 를 보면 알코올이 멀리있을 때는 낮은 측정값을,

 

가까이 있을 때는 높은 측정값을 보여.

사실 제대로 측정해보려고 '쥬스'로 병나발 한번 불고 테스트 한건 안비밀 ㅎㅎ

이렇게 측정은 끝났지만 한가지 짚어볼 내용이 아직 남았어. 

그건 바로 Digital Out 과 가변저항이야.

보통 이런 센서류에 달린 가변저항은 민감도를 설정할 때 사용하곤 해.

 

역시나 이번 모듈에도 민감도 조절용으로 사용됬어. 

하지만, 지난번 TCRT5000 적외선 감지 장애물 회피 센서와는 조금 다르더라구.

지난번 적외선 감지 장애물 회피 센서 에서는 디지털핀의 변화에 맞춰 LED가 켜지고 꺼졌었지. 

반대로, 이번 알코올모듈 센서는 아날로그 값에는 직접 변화를 주고 디지털 출력의 정도를 조절하는 용도가 아니었어. 

실험해본 결과로는 센서 후면을 정면으로 보고 

 

시계 반대방향 끝으로 놓았을 때는 아날로그값이 약 200 이상일때 LED가 켜졌고

 

시계방향 끝으로 놓았을 때는, 약 600 이상일때 LED가 켜졌어.

 

즉, 가변저항이 디지털 출력 레벨 조정에는 영향을 주지 않는다는 거지.

디지털핀은 보레이트를 9600으로 맞춰주고, 코딩내에 delay를 

delay(1), delay(10), delay(50), delay(100), delay(250), delay(500), delay(1000)와 같이 다양하게 부여해 보고

측정 거리에 변화를 주면서도 진행을 해봤는데..

어떤 경우에도 무조건 delay(1)일때는 0과1이 반복되게 계속 나왔고 나머지는 1만 계속 나오더라구.

알코올이 검출되는지 0과 1로 나타내게 사용하도록 만든 것이 겠지만, 해당 모듈에서는 그다지 필요하지 않은 출력 핀이야.

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추가로 위에서 언급한 풍선식 음주측정기와 지금 쓰는 백금 전극을 이용한 전기화학적 측정방식을 이용하여 원리를 간단하게 적어 보자면...

★풍선식 음주측정기(드렁코미터)
1. 풍선속에 중크롬산칼륨(주황색) 투입.
2. 풍선에 알코올이 포함 된 날숨 투입.
3. 중크롬산 칼륨과 알코올의 결합으로 아세트산으로 산화되어 황산크롬(녹색)으로 환원
4. 알코올 양에 따라 녹색으로 바뀌는 정도가 다르므로 이를 분광계로 분석.

※ 녹색의 정도가 높을수록 혈중알코올도 높다는 뜻.

화학에 익숙하지 않으니, 숨을 불면 화학반응에 의해 녹색으로 변한다! 정도로 생각하면 좋아.

★백금 전극 측정원리

1. 내부 코일로 SnO2 세라믹 가열.
2. SnO2가 반도체가 됨. ==> 움직일 수 있는 전자가 더 많아 짐.(전류 흐름을 더 많이 만들 준비가 됨)
3. 공기 중의 알코올 분자가 산화알미늄과 산화주석 사이의 백금전극(+)과 만난다.
4. 에탄올이 산화반응을 일으키고 아세트산이 되어 전극에 전자를 전달하여 전류가 생성.

※ 전류가 많이 흐를수록 혈중알코올도 높다는 뜻.

즉, 취하면 취할수록 호흡할 때 나오는 숨에 포함된 알코올 분자량이 늘어나고, 이로 인해 센서에서 흐르는 전류량이 높아져 측정 값이 높아진다, 로 정리할 수 있어.


이렇게 알콜 센서 설명은 마치고..

 

다음은 음향 모듈이 될거야.

 

이 글을 읽는 친구들에게 좋은 자료가 되었으면 해!

 

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이번주는 좀 일찍 올려봤어!

 

부산은 잘 다녀왔는데.. 덕분에 일이 밀려서 주말에도 쉬질 못하네 ㅠㅠ

 

아래는 조그맣게 운영하는 블로그인데, 도움이 되는 자료들이 있었으면 해.

 

https://blog.naver.com/vulcatronics/