Mostacci e De Faveri Etilometro

Progetto per Unione Industriale
I.I.S. Enzo Ferrari Susa
Gruppo: Mostacci fausto & De Faveri Fabio
Area tematica : progettazione
Etilometro a diodi led
Perché un etilometro?
Pur essendo un progetto con un circuito elettronico semplice da realizzare abbiamo
voluto creare un etilometro perché i dati statistici relativi al numero di incidenti
stradali che hanno all’ origine uno stato di ebbrezza da parte del guidatore sono
sempre più allarmanti.
In particolare molti giovani il sabato sera escono dalle discoteche “imbottiti” di
alcolici e non esitano a porsi alla guida mettendo a rischio la vita di se stessi e dei
passeggeri.
Quando una persona è in stato di ebbrezza spesso non riesce a capacitarsi del fatto
di non essere in grado di guidare in sicurezza.
Basta infatti ingerire dosi anche relativamente basse di alcolici per precipitare in
quello stato di ebbrezza che , pur essendo ancora lontano dallo stato di ubriachezza,
non per questo è meno pericoloso poiché provoca un’ euforia temporanea che
induce a guidare più spavaldamente, a sottovalutare i pericoli e ad azzardare
manovre scorrette. Oltre a tutto questo anche i riflessi vengono alterati perché
basta un bicchiere di vino per rallentare del 38 % la reazione a stimoli sonori, del
30% a quelli luminosi e del 50 % a quelli della visione laterale periferica.
La legge punisce chi viene fermato alla guida in stato di ebbrezza con il ritiro o
sospensione immediata della patente, decurtazione di 10 punti, ammenda e arresto
fino ad un mese. Per i neo patentati le sanzioni sono raddoppiate.
Con questo semplice circuito elettronico chiunque potrà sapere il tasso alcolemico
presente nel sangue semplicemente soffiando all’ interno del sensore. I led verdi e
rossi indicano, se accesi, i diversi valori di tasso alcolemico.
Introduzione
Abbiamo preso spunto dal circuito base ricavato dalla rivista di nuova elettronica
232 del 2007 e abbiamo apportato alcune modifiche.
Sulla rivista l’alimentazione di 12 Volt veniva ricavata dallo spinotto
dell’accendisigari dell’auto, noi invece alimentiamo il nostro etilometro con una
batteria da 12 volt in modo da renderlo portatile; al posto del sensore di gas SE 1.5
noi abbiamo usato il sensore di gas SP-31.
Schema elettrico:
Elenco componenti
R1= 1.000 ohm
C1= 22 microF. elettr.
DS1-DS3= diodi 1N.4150
R2= 2.200 ohm NTC
C2= 22 microF. elettr.
DS4-DS6= diodi 1N4007
R3= 5.600 ohm
C3= 100.000 pF. poliestere
DL1-DL10= diodi led
R4= 10.000 ohm trimmer
C4= 22 microF. elettr.
IC1= integrato TL.081
R5= 10.000 ohm
C5= 1 microF. pol. 100V
IC2= integrato L.7805
R6= 1.200 ohm
C6= 47 microF. Elettrolitico
IC3= integrato LM.3914
R7= 680 ohm
C7= 10 microF. elettrolitico
SE1= sensore tipo SP-31
Piedinatura integrato LM 3914
Piedinatura integrato L 7805
Piedinatura integrato TL 081
Funzionamento
Schema a blocchi
sensore
voltmetro
Led per
visualizzazione
utente
Il sensore
Si fornisce alimentazione al sensore SE1(5V tra i pin 2 e 3) e in questo modo si
accende il filamento della sonda SE1. Dopo alcuni secondi sul pin 3 risulterà
presente, in assenza di valori di alcool, una tensione di circa 1 Volt, che salirà
proporzionalmente all’aumentare della concentrazione dell’alcool.
Taratura del sensore
Il pin 3 del sensore è collegato all’anodo del diodo DS1 ed il suo catodo è collegato
all’ingresso non invertente (pin 3) dell’operazionale IC1 (TL81).
Tra questo piedino e la massa risulta collegato il condensatore poliestere C5 da 1
microFarad, che si caricherà con il valore di tensione fornito dal diodo DS1
Il pulsante P1 posto in parallelo a questo condensatore C5 serve per scaricare a massa
la tensione presente su quest’ultimo, per poterlo predisporre per una misura
successiva.
Sull’uscita dell’operazionale IC1 sarà presente una tensione di circa 1,3 Volt , che
salirà oltre i 4,3 Volt in presenza della massima concentrazione di vapori di alcool.
Questa tensione, passando attraverso i diodi DS2 – DS3, raggiungerà il trimmer di
taratura R4 e quindi verrà prelevata dal suo cursore per essere applicata, tramite la
resistenza R5, sul piedino d’ingresso 5 di IC3, un integrato LM.3914 utilizzato come
Voltmetro a diodi led.
Voltmetro a diodi led
L’accensione di ogni diodo led collegato ai piedini ’uscita di IC3, numerati da DL1 a
DL10, indica in modo molto approssimativo la presenza di 0,12grammi di alcool per
ogni litro di sangue, quindi l’ultimo diodo led DL10 corrisponde all’incirca a 1,08
grammi per litro.
I primi 4 diodi led verdi, fino a DL5, indicano una quantità di alcool che rientra
ancora nella norma per chi si pone alla guida di un’auto.
Il primo diodo led rosso DL6 segnala invece il raggiungimento del valore di soglia,
cioè il valore massimo oltre il quale bisogna evitare di mettersi alla guida di un’auto.
L’ultimo diodo led rosso DL10 corrisponde ad una quantità d’alcool pari al doppio
rispetto il consentito.
Vista dall’ alto del circuito montato
Questi valori possono variare anche più del
5 % se il trimmer R4 non risulta ben tarato
o se soffiando sulla griglia del mobile ad una
distanza superiore a 2 cm.
Realizzazione pratica
Per iniziare, inserire nel circuito stampato i due zoccoli per gli integrati IC1 e IC3.
Dopo averne saldato tutti i piedini si procede inserendo le resistenze. Sotto la
resistenza R5 inseriamo il trimmer di taratura R4.
Prendiamo i tre diodi al silicio con corpo in vetro (DS1-DS2-DS3) e li inseriamo nel
circuito seguendo lo scherma elettrico.
Proseguiamo prendendo i tre diodi al silicio con corpo plastico (DS4-DS5-DS6) e
anch’ essi li inseriamo come da schema.
Inseriamo successivamente i condensatori e infine il condensatore poliestere C3 e il
poliestere C5.
Ora innestiamo gli integrati nei rispettivi zoccoli facendo attenzione a inserirli
correttamente orientandosi con la “U” che ci indica il pin 1.
Inseriamo anche l’ integrato IC2 e pieghiamo i piedini a “L” verso la base del circuito.
A questo punto inseriamo i led facendo attenzione alla polarità e scegliendo un
altezza opportuna dato che la loro testa deve uscire dal mobiletto.
L’ ultima cosa da inserire e il sensore di gas SP-31 seguendo la piedinatura sul datasheet.
Colleghiamo il pulsante che verrà fissato al mobiletto e colleghiamo anche la pila
anch’ essa verrà fissata al mobiletto in modo da poterla sostituire in caso si
scaricasse.
Dopo aver completato il montaggio bisogna tarare il trimmer R4.
Dopo aver acceso l’ etilometro attendere alcuni secondi per permettere al filamento
del sensore di scaldarsi.
Premere il pulsante e ruotare il trimmer fino a far accendere l’ ultimo diodo led
verde
Ora rilasciando il pulsante si può notare che l’ intera colonna di diodi si spegnerà
escluso il primo led verde(che verrà usata come spia).
A questo punto l’ etilometro e tarato ed è pronto all’ utilizzo.