😀 🙌 😗 Imageur thermique Arduino UNO 🔊 📜 🈂️

Préface

C'était le 6ème semestre de formation, avant nous (puisque 3 personnes travaillaient sur le projet), une tâche sérieuse est devenue - il fallait faire un projet de cours hardware. Il y avait beaucoup d'idées différentes: un pilote automatique pour une voiture, un appareil de vision nocturne, etc. Mais le choix s'est porté sur l'imageur thermique, car il s'est avéré peu simple et peu coûteux. Et qui n'a pas rêvé de son imageur thermique personnel? Dans cet article, nous parlerons de la façon dont nous avons réussi à assembler un imageur thermique avec de très bonnes caractéristiques à la maison.

La préparation

Tout d'abord, il était nécessaire de décider quels modules nous avions besoin pour créer un imageur thermique bon marché, mais en même temps ayant des caractéristiques acceptables. En conséquence, après avoir pesé tous les avantages et les inconvénients, il a été décidé de construire un imageur thermique basé sur un support de servo composé de deux servos, un capteur infrarouge, un laser pour un meilleur positionnement de la zone numérisée et Arduino pour contrôler les signaux de l'appareil. Après avoir décidé des modules nécessaires, il fallait tout acheter quelque part. Le capteur infrarouge dont nous avions besoin s'est avéré plutôt rare et pas le moins cher. Mais tout cela a été trouvé dans la célèbre boutique en ligne chinoise, il ne restait plus qu'à attendre l'arrivée des colis.

Conception de circuits

Pour mettre en œuvre nos idées, nous avons décidé de nous arrêter à Arduino UNO. Nous avons décidé de le choisir, car nous avions déjà de l'expérience avec cette plate-forme et nous avions besoin d'un assemblage rapide de l'appareil. Dans le diagramme, les résistances de rappel R1 et R2 utilisent des résistances de 4,7 kΩ. Le MLX90614 bci a été choisi comme capteur infrarouge. Principalement en raison du fait qu'il a un champ de vision étroit, et aussi en raison de sa facilité d'utilisation. De plus, le capteur est assez compact et léger, ce qui facilite le travail des servos, qui fonctionnaient déjà avec de petits bourrages. Pour le support laser et servo, les premiers modules compatibles Arduino ont été choisis. J'ai eu de la chance avec le laser (et ce qui pourrait ne pas fonctionner avec le laser), et les servocommandes, comme déjà mentionné, ne se sont pas très bien passées - elles ont mal réagi aux mouvements courts, souvent bloqués.J'ai dû me détendre et lubrifier, ce qui a légèrement amélioré la situation.

Ensemble imageur

Il n'y a eu aucun problème avec l'assemblage du circuit. Une fois le circuit assemblé et testé pour son fonctionnement, il est devenu nécessaire de cacher tout ce qui n'était pas nécessaire pour que tout paraisse acceptable et qu'il n'y ait pas de questions inutiles. Il y avait plusieurs options, mais comme le morceau de plexiglas était orphelin, le choix était évident. Par conséquent, nous avons décidé de fabriquer un boîtier en plexiglas, dans lequel tous les fils et la carte se trouveront, et en haut ne laisseront qu'un support de servo avec des capteurs et un laser. À notre avis, cela s'est avéré magnifiquement et pratiquement.

Le processus d'assemblage a été le polissage du plexiglas (un très long ponçage pour ne pas tout voir derrière). Nous avons également décidé de fixer le support de servo sur le châssis. Après ces manipulations, tout le cadre a été simplement collé.

Voici à quoi ressemblait notre appareil sur le chemin de la pleine disponibilité:

Sur la voie du succès

Un capteur infrarouge a été connecté au laser et monté sur un support d'asservissement. Cette conception, malgré toutes les lacunes, s'est montrée à un bon niveau. Tous les modules, à l'exception des servos de brouillage, ont exécuté les fonctions qui leur étaient assignées. En conséquence, nous avons un appareil si compact:

Appareil fini

Travailler avec un imageur thermique

Le moyen le plus simple de contrôler l'appareil est de le contrôler à partir d'un ordinateur. L'alimentation est également fournie par un ordinateur. Le capteur envoie des données de mesure au port com. Par conséquent, un programme a été écrit pour envoyer des commandes à l'appareil et lire les données du capteur.
L'algorithme de l'imageur thermique est assez simple:

Ouvrez le port arduino com
Nous effectuons le positionnement du capteur. Pour définir la zone de numérisation, 2 points sont définis: bot - le point inférieur gauche de l'image, milieu - le centre de l'image.
Nous commençons la numérisation (la numérisation prend environ 2 minutes lors de l'utilisation du mode "64x48 pixels")
Nous collectons les données reçues du capteur dans un tableau
Nous formons l'image

Interface de programme

Comme vous pouvez le voir sur la capture d'écran, l'interface du programme est conçue dans un style minimaliste - uniquement tout ce dont vous avez besoin pour travailler. Les noms des boutons parlent d'eux-mêmes. Lorsque vous cliquez sur un pixel spécifique de la carte thermique, la température qui lui correspond s'affiche. Les couleurs de la température sont sélectionnées par rapport aux résultats de numérisation actuels, c'est-à-dire la température la plus élevée sera indiquée en rouge et la plus basse - en bleu, même si ces valeurs diffèrent de 2-3 degrés.
Comment puis-je vérifier les performances de l'imageur thermique? Bien sûr, après avoir scanné l'un de ses créateurs! Comme vous pouvez le voir sur la carte thermique présentée ci-dessus, l'endroit le plus chaud est le front - jusqu'à 33,42 º. Il y a certains problèmes avec la «portée» du capteur - à une distance de plus de 50 cm, les résultats ont une erreur assez importante. Mais à courte portée, les indicateurs de température sont déterminés très précisément.

Ci-dessous, vous pouvez voir un autre exemple du fonctionnement de l'appareil:

Le verre

Comme le montre le scan, la température de l'eau à l'intérieur du verre est à 38 º.

Verre chaud

Et voici une vidéo montrant l'imageur:

Pour les personnes intéressées, des liens vers le code source du firmware et de l'application sont fournis:

Application du micrologiciel

Résumé

Nous avons un appareil avec lequel vous pouvez numériser de petits objets statiques. Mais il y a aussi des inconvénients - il est totalement inapproprié pour les gros objets, et si l'objet bouge, il n'y a même pas la moindre chance d'obtenir l'image correcte. Cependant, l'avantage incontestable de cet appareil est son bon marché. Tous les imageurs thermiques industriels coûtent plusieurs milliers de dollars, parfois plusieurs dizaines de milliers. Et pour une personne ordinaire, un imageur thermique industriel est complètement inutile, chouchoutez pendant une semaine et déposez-le sur une étagère. Et pour les expériences à domicile, notre appareil sera suffisant, bon marché et simple.

Imageur thermique Arduino UNO