Когда можно садиться за руль
С недавних пор в Российской Федерации принят закон, разрешающий водителям садиться за руль автомобиля с маленьким остаточным содержанием алкоголя в крови. Зная, как злободневна эта тема в Российской Федерации, считаю ответственным осветить кое-какие технические моменты контроля (и самоконтроля) лиц, каковые употребляли алкогольные напитки. Очевидно, цель данного изучения — не в споре о правовых нормах либо обстоятельствах неприятности. Ниже разглядим технические вопросы по выдыхаемым алкогольным парам.
Но сперва обратимся к технологии и истории производства промышленных датчиков разных примесей и паров в воздухе. Во многих государствах Европы (Германия, Финляндия, Польша и другие) пара лет назад показались в свободной продаже алкотестеры, либо так именуемые «детекторы алкогольных паров» (Roadtest).
Само собой разумеется, это не опытные устройства (опытными, например, укомплектованы особые работы, к примеру ГИБДД), но и эти скромные устройства разрешают распознать степень концентрации алкоголя в крови для самоконтроля водителя, дабы не допустить нежелательные последствия на дороге.
Вариантов алкотестеров, производимых различными компаниями, в Европе большое количество. Один из них — на фото, он куплен в Финляндии в 2005 году.
Подобных же устройств отечественного производства в свободной продаже до тех пор пока нет, но радиолюбитель сейчас может самостоятельно изготовить устройство для контроля паров алкоголя (а при установке вторых датчиков с подобными параметрами осуществлять контроль и другие газы, к примеру, углекислый газ либо выбросы бензина).
Принцип работы алкотестера
Устройство является анализаторомпаров спирта, толуола, ксилена и других летучих органических соединений.
В верхней части корпуса прибора расположена сменная пластмассовая трубка, которая предназначена для приёма выдуваемого человеком воздуха.
При включении питания кнопкой Power активизируется жидкокристаллический индикатор на передней панели прибора с мигающими цифрами (показаниями) 0000 % ВАС. В один момент раздаётся короткий звуковой сигнал (пик-пик). Через 1 — 2 с раздаётся второй, и на индикаторе (внизу под цифрами) начинает мигать слово wait (подождите).
В это время длительностью 10 — 12 с происходит вхождение датчика в режим анализа воздуха.
Затем третий звуковой сигнал (подобный первому) говорит о том, что прибор готов к работе. Наряду с этим на индикаторе (внизу под цифрами) слово wait сменяется на ready.
Алкотестер из Финляндии
В случае если по окончании третьего сигнала «не дуть в трубочку» прибор воспримет тот же воздушное пространство, что он уже проанализировал, и, не отыскав различий по составу воздуха, в течение 10 — 12 с выдаст отрицательный вердикт (в медицине отрицательный итог считается хорошим, не подтверждающим диагноз). Это состояние будет продемонстрировано на индикаторе надписью OFF (без всяких звуковых сигналов).
Совокупность автовыключения отключит питание прибора самостоятельно спустя ещё 1,5 мин. Данное событие нужно для экономии батарей.
Прибор имеет разъём для подключения внешнего постоянного напряжения 12 В, кнопки сброса (для перепроверки теста) и подсветки индикатора.
В случае если в вашем дыхании найдены примеси алкоголя, прибор выдаст на индикаторе цифровые показания (максимум 4000 — уже тот случай, в то время, когда нужно забыть о машине) и подтвердит собственное изучение нескончаемой серией звуковых сигналов (пик-пик), отключить каковые возможно будет или кнопкой reset (изучение сперва), или кнопкой power.
В устройстве установлен особый датчик примесей в воздухе типа TGS-2620, для действенной работы которого требуется постоянное стабилизированное напряжения 5 В. Исходя из этого таковой прибор может с успехом использоваться самостоятельно, к примеру, с элементами питания из 3 — 4 батарей типа ААА, включённых последовательно, что значительно повысило его привлекательность.
Огорчает только цена — практически 50 $ USD.
По подобному принципу действует представленное ниже созданное автором устройство с той только отличием, что промежуточных цифровой индикации и звуковых сигналов у него нет. Устройство имеет лишь два сигнализационных состояния: пьян (звук продолжается до выключения питания) — не пьян (нет звука).
В более несложном и менее функциональном варианте алкогольного тестера, разглядываемого ниже, имеется один большой плюс: цена подробностей на его повторение не превышает 400 рублей.
Использование на практике в радиолюбительских конструкциях популярных датчиков спирта (паров алкоголя) типа TGS-822 и TGS-2620 Figaro Engineering Inc (Япония).
Сокращение TGS расшифровывается как Taguchi Gas направляться. Первооткрывателем этих их модификаций и датчиков в первой половине 60-ых годов двадцатого века стал японский изобретатель Наойоши Тагучи.
Большая часть датчиков TGS сделано на базе оксида олова. Сопротивление этих датчиков постоянному току в простом воздухе высоко, а при наличии в воздухе примесей (паров органического происхождения) у соответствующего датчика (они не универсальны, датчик паров алкоголя не реагирует на утечку фреона) сопротивление быстро снижается.
В случае если подключить таковой датчик к компаратору (устройству сравнения напряжения), то последний среагирует по аналогии с параметрическим сигнализатором на трансформацию сопротивления датчика и включит звуковую (иную) сигнализацию. На базе этих расчётов создано и испытано простое в повторении устройство, заменяющее промышленный прибор контроля алкоголя.
Алкотестер собственными руками
Датчик паров алкоголя возможно собрать и самостоятельно. Электрическая схема устройства контроля примесей паров алкоголя в звуковой сигнализации и воздухе с применением датчика TGS-2620 представлена на рисунке.
При обработке выходного сигнала датчика употребляется микросхема-компаратор DA2, которая сравнивает напряжение на двух собственных входах.
Напряжение питания для датчика подаётся на вывод 1. Неспециализированный провод подключают к выводу 2. Компаратор DA2 (микросхема К554САЗ) включён по классической схеме сравнения двух входящих сигналов, один из которых должен иметь громадную стабильность. Вход компаратора подсоединяют к выводу 3 датчика GS1.
Операционный усилитель DA1 с элементами VD1, R6, С2, R7, R9 снабжает задержку 1 — 1,5 мин, нужную для устранения фальшивых срабатываний устройства при подаче питания.
Диод VD1 мешает току утечки оксидного конденсатора С2. Без данной задержки в течение 1 — 1,5 мин по окончании подачи питания устройство может включить звуковой сигнал независимо от наличия паров алкоголя.
Выходной сигнал датчика GS1 снимается с контрольной точки А. В то время, когда напряжение под действием паров алкоголя с концентрацией, равной либо превышающей установленный предел в точке А, превысит заданную РС элементами величину, напряжение на входе U0 может изменяться в диапазоне 2,5 — 3,2 В при температуре окружающего воздуха +40°С и относительной влажности 65% и в диапазоне 1,9 — 3,1 В при температуре -10°С.
Без термокомпенсирующей схемы график отклика имел возможность бы изменяться в диапазоне 600 — 340 ppm при заданном значении концентрации газа 1500 ppm (при окружающей температуре 20°С и влажности 65%).
Для термокомпенсации помогает термистор R1.
Результаты применения термокомпенсирующего резистора представлены в таблице.
Важнейшими моментами являются концентрации газа, выражающиеся в миллионной доле (ppm), к примеру, значение концентрации газа 20 ppm свидетельствует концентрацию паров алкоголя 20×10 (-6 степени).
О монтаже и деталях
Терморезистор R1 — NTC, ММТ либо подобный. Транзистор VT1 заменяют КТ601, КТ603, КТ940 с любым буквенным индексом.
Микросхему DA1 КР140УД12 заменяют КР140УД1208, КР140УД6.
Диод VD1 — КД521, КД522 с любым буквенным индексом. Оксидные конденсаторы С1, С2 — типа К50-29 либо подобные. С1 сглаживает пульсации напряжения (принципиально важно при питании устройства от сетевого источника питания).
Звуковой излучатель НА1 — любой с встроенным генератором 34 на напряжение 5 — 12 В.
Особенности использования на практике устройств с датчиками паров алкоголя
Для наглядной световой сигнализации (дополнительно к звуковой) параллельно капсюлю НА1 (со встроенным генератором ЗЧ) подключают светодиод с последовательно соединённым резистором.
Сопротивление резистора 470 — 750 Ом. Светодиод типа АЛ307БМ либо подобный с током до 10 мА подключают в соответствии с полярностью — анодом к хорошему полюсу источника питания.
Электрическая схема устройства контроля паров алкоголя в воздухе
Источник питания устройства — стабилизированный с напряжением 5 В и отклонением ±5%.
Ток потребления не превышает 70 мА (без учёта светодиодного индикатора).
Вместо датчика TGS-2620 в данной схеме смогут использоваться датчики TGS-880, NGS-2181 компании Murata либо, к примеру, датчик TGS-822 (последний требует напряжения питания 12 — 15 В).
Как один из других вариантов, возможно разглядеть использование в качестве электронного компаратора популярные и недорогие процессоры, к примеру компании AMTEL, AVR.
При соответствующем программировании этот тип процессоров способен делать автокалибровку и учитывать, к примеру, функцию температурной зависимости.
А. КАШКАРОВ, г. С.-Петербург
От редакции
Как и каждый измерительный прибор, «алкотестер» обязан проходить периодические поверки и тестирование в лабораториях, имеющих соответствующие лицензии.
В другом случае верными будут принимать во внимание показания прибора сотрудников ГИБДД и результаты медицинского обследования.
