🐞 😠 🕵🏼 التصوير الحراري اردوينو UNO 🚏 🏿 🧜🏾

مقدمة

كان الفصل السادس من التدريب ، قبلنا (منذ أن عمل 3 أشخاص في المشروع) ، أصبحت مهمة جادة - كان من الضروري عمل مشروع لدورة الأجهزة. كانت هناك العديد من الأفكار المختلفة: طيار آلي للسيارة ، وجهاز للرؤية الليلية ، وما إلى ذلك. لكن الاختيار وقع على التصوير الحراري ، حيث اتضح أنه ليس بسيطًا جدًا وغير مكلف للغاية. ومن لم يحلم بتصويره الحراري الشخصي؟ في هذه المقالة ، سنتحدث عن كيف تمكنا من تجميع جهاز تصوير حراري بخصائص جيدة جدًا في المنزل.

تحضير

بادئ ذي بدء ، كان من الضروري تحديد الوحدات التي نحتاجها لإنشاء جهاز تصوير حراري غير مكلف ، ولكن في نفس الوقت له خصائص مقبولة. ونتيجة لذلك ، بعد وزن الإيجابيات والسلبيات ، تقرر بناء تصوير حراري قائم على قوس مؤازر يتكون من مؤازرتين ، ومستشعر للأشعة تحت الحمراء ، ليزر لتحديد المواقع بشكل أفضل للمنطقة الممسوحة ضوئيًا ، و Arduino للتحكم في إشارات الجهاز. بعد تحديد الوحدات اللازمة ، كان من الضروري شرائها كلها في مكان ما. تبين أن مستشعر الأشعة تحت الحمراء الذي نحتاجه نادر الحدوث وليس أرخص. ولكن تم العثور على كل هذا في المتجر الصيني الشهير على الإنترنت ، وبقي الانتظار فقط حتى وصول الطرود.

تصميم الدوائر

من أجل تنفيذ أفكارنا ، قررنا التوقف عند Arduino UNO. قررنا اختياره ، حيث كانت لدينا بالفعل خبرة في العمل مع هذا النظام الأساسي وتطلبت تجميع سريع للجهاز. في الرسم التخطيطي ، تستخدم مقاومات السحب R1 و R2 4.7 كيلو أوم. تم اختيار MLX90614 bci كمستشعر IR. يرجع ذلك بشكل رئيسي إلى حقيقة أن لديه مجال رؤية ضيق ، وكذلك بسبب سهولة استخدامه. أيضا ، المستشعر مضغوط للغاية وخفيف الوزن ، مما يسهل عمل الماكينات ، التي عملت بالفعل مع المربيات الصغيرة. بالنسبة إلى قوس الليزر والمؤازرة ، تم اختيار الوحدات الأولى المتوافقة مع أردوينو. كنت محظوظًا بالليزر (وماذا يمكن أن يكون خطأ بالليزر) ، ولم تكن محركات الأقراص المؤازرة ، كما ذكرنا سابقًا ، تأتي بشكل جيد للغاية - لقد كانت ردة فعلهم ضعيفة مع الحركات القصيرة ، غالبًا ما كانت عالقة.اضطررت إلى الاسترخاء والتشحيم ، مما أدى إلى تحسن بسيط في الوضع.

تجميع الصور

لم تكن هناك مشاكل في تجميع الدائرة. بعد تجميع الدائرة واختبارها للتشغيل ، أصبح من الضروري إخفاء كل شيء غير ضروري حتى يبدو كل شيء مقبولًا ولا توجد أسئلة غير ضرورية. كانت هناك عدة خيارات ، ولكن بما أن قطعة زجاج شبكي قد تيتمت ، كان الاختيار واضحًا. لذلك ، قررنا تقديم حالة من الزجاج الشفاف ، حيث ستكمن جميع الأسلاك واللوحة ، وفي الأعلى لا تترك سوى قوس مؤازر مع أجهزة الاستشعار والليزر. في رأينا ، اتضح أنه جميل وعملي.

كانت عملية التجميع هي تلميع زجاج شبكي (صنفرة طويلة جدًا حتى لا ترى كل شيء خلفها). قررنا أيضًا إصلاح قوس المؤازرة على الإطار. بعد هذه التلاعبات ، تم وضع الإطار بالكامل ببساطة على الغراء.

التجمع

هكذا بدا جهازنا في طريقه إلى الاستعداد الكامل:

على طريق النجاح

تم توصيل جهاز استشعار بالأشعة تحت الحمراء بالليزر وتركيبه على قوس المؤازرة. هذا التصميم ، على الرغم من جميع أوجه القصور ، أظهر نفسه بمستوى جيد. جميع الوحدات ، باستثناء أجهزة التشويش ، قامت بالوظائف المسندة إليها. ونتيجة لذلك ، حصلنا على مثل هذا الجهاز المدمج:

جهاز منتهي

العمل مع جهاز تصوير حراري

أسهل طريقة للتحكم في الجهاز هي التحكم به من جهاز كمبيوتر. يتم توفير الطاقة أيضًا من جهاز كمبيوتر. يرسل المستشعر بيانات القياس إلى منفذ com. لذلك ، تمت كتابة برنامج لإرسال الأوامر إلى الجهاز وقراءة البيانات من المستشعر.
خوارزمية التصوير الحراري بسيطة للغاية:

افتح منفذ arduino com
نقوم بتنفيذ وضع المستشعر. لتعيين منطقة المسح ، يتم تعيين نقطتين: بوت - النقطة اليسرى السفلية للصورة ، منتصف منتصف الصورة.
نبدأ المسح (يستغرق المسح حوالي دقيقتين عند استخدام وضع "64 × 48 بكسل")
نقوم بجمع البيانات المستلمة من المستشعر في مصفوفة
نشكل الصورة

واجهة البرنامج

كما ترى في لقطة الشاشة ، فإن واجهة البرنامج مصنوعة بأسلوب بسيط - فقط كل ما تحتاجه للعمل. أسماء الأزرار تتحدث عن نفسها. عندما تنقر على بكسل معين للخريطة الحرارية ، سيتم عرض درجة الحرارة المقابلة لها. يتم تحديد ألوان درجة الحرارة بالنسبة لنتائج المسح الحالية ، أي سيتم الإشارة إلى أعلى درجة حرارة باللون الأحمر ، والأدنى - باللون الأزرق ، حتى إذا اختلفت هذه القيم بمقدار 2-3 درجات.
كيف يمكنني التحقق من أداء التصوير الحراري؟ بالطبع ، بعد أن قمت بمسح أحد منشئيها! كما ترون من الخريطة الحرارية الموضحة أعلاه ، فإن أهم مكان هو الجبين - بقدر 33.42 درجة مئوية. هناك مشاكل معينة في "مدى" المستشعر - على مسافة تزيد عن 50 سم ، فإن النتائج بها خطأ كبير إلى حد ما. ولكن على مسافة قريبة ، يتم تحديد مؤشرات درجة الحرارة بدقة شديدة.

أدناه يمكنك أن ترى مثالاً آخر على تشغيل الجهاز:

كما يظهر المسح ، فإن درجة حرارة الماء داخل الزجاج هي عند 38 درجة مئوية.

زجاج ساخن

وإليك مقطع فيديو يوضح الصورة:

للمهتمين ، يتم توفير روابط إلى شفرة المصدر للبرنامج الثابت والتطبيق:

تطبيق البرامج الثابتة

الملخص

لدينا جهاز يمكنك من خلاله مسح الأشياء الثابتة الصغيرة. ولكن هناك أيضًا عيوب - فهي غير مناسبة تمامًا للأشياء الكبيرة ، وإذا تحرك الكائن ، فلن تكون هناك حتى أدنى فرصة للحصول على الصورة الصحيحة. ومع ذلك ، فإن الميزة التي لا شك فيها لهذا الجهاز هي رخصته. تكلف جميع أجهزة التصوير الحراري الصناعي عدة آلاف من الدولارات ، وأحيانًا عشرات الآلاف. وبالنسبة للشخص العادي ، يعد جهاز التصوير الحراري الصناعي عديم الفائدة تمامًا ، ويدلل لمدة أسبوع ويضعه على الرف. وبالنسبة للتجارب المنزلية ، سيكون جهازنا كافيًا ورخيصًا وبسيطًا.

التصوير الحراري اردوينو UNO