हाय सब लोग!
सर्दियों का आगमन हो गया है, और इसलिए मुझे अपने
शहर के निवास स्थान के बाहर के थर्मल इन्सुलेशन की जांच करनी पड़ी। और यह सिर्फ एक प्रसिद्ध चीनी मार्केटप्लेस बन गया, जिसने सस्ते थर्मल कैमरा मॉड्यूल बेचना शुरू किया। इसलिए मैंने इसे DIY करने का फैसला किया और घर के लिए एक ऊष्मीय दृश्य - बल्कि एक विदेशी और उपयोगी चीज का निर्माण किया। क्यों नहीं? खासकर जब से मैं एक रास्पबेरी पाई वैसे भी आसपास पड़ा था ... परिणाम नीचे है।
MLX90640। यह क्या है?
यह एक थर्मल कैमरा मैट्रिक्स है जिसमें ऑनबोर्ड माइक्रोकंट्रोलर होता है, जिसे मीलेक्सिस नामक एक अज्ञात (मेरे द्वारा) कंपनी द्वारा बनाया जाता है। मैट्रिक्स 32x24 पिक्सेल है, जो बहुत अधिक नहीं है, लेकिन प्रक्षेप के बाद यह सामान्य रुझानों को नोटिस करने के लिए पर्याप्त है।
सेंसर दो संस्करणों में आता है, केवल एक ही अंतर है और कैमरे का FoV है। अधिक ग्राउंडेड ए मॉडल 110 डिग्री क्षैतिज और 75 लंबवत रूप से दुनिया को देखता है। बी मॉडल में क्रमशः 55 और 37.5 डिग्री है। मामले में चार आउटपुट हैं - दो शक्ति के लिए और दो I2C के माध्यम से एक नियंत्रक डिवाइस से बात करने के लिए। डेटशीट
यहाँ पाया जा सकता
है ।
GY-MCU90640 क्या है, फिर?
हमारे चीनी फेलो भी बोर्ड पर एक अन्य माइक्रोकंट्रोलर (STM32F103) के साथ MLX90640 चिप लगाते हैं, जो कि संभवत: अधिक आसान गति नियंत्रण के लिए है। पूरी यूनिट को GY-MCU90640 कहा जाता है, और इसने मुझे दिसंबर 2018 में लगभग 5,000 आरयूबी (लगभग $ 80) की लागत दी। यह इस तरह दिखता है:
जैसा कि हम देख सकते हैं, इस मॉडल के दो संस्करण भी हैं, जिसमें विभिन्न सेंसर हैं
कौन सा सबसे अच्छा काम करेगा? दुर्भाग्य से, मैंने केवल मॉड्यूल के आदेश दिए जाने, शिप किए जाने और प्राप्त होने के बाद खुद से यह सवाल पूछा था। मैंने इसे चुनते समय इसके बारे में नहीं सोचा है।
व्यापक-कोण संस्करण स्व-ड्राइविंग रोबोट या सीसीटीवी सिस्टम के लिए सबसे उपयुक्त है (क्योंकि इसका दृश्य क्षेत्र बेहतर है)। डेटाशीट का कहना है कि यह भी कम शोर और अधिक सटीक है।
लेकिन विज़ुअलाइज़ेशन के लिए मैं "ईगल-आई" बी मॉडल की सिफारिश करूंगा, एक बहुत ही महत्वपूर्ण कारण के लिए। यह संयुक्त छवियों को अपने 32x24 रिज़ॉल्यूशन से अधिक विस्तृत बनाने के लिए जगह में (मैन्युअल रूप से या ड्राइव के माध्यम से) चालू किया जा सकता है। लेकिन मेरे पास एक नहीं है, इसलिए बाद में मैं व्यापक एंगल्ड मॉडल के बारे में बात करूंगा।
रास्पबेरी पाई से कनेक्ट करना
हम थर्मल कैमरा को दो तरीकों से नियंत्रित कर सकते हैं:
- बोर्ड पर "सेट" पिन को छोटा करें और सीधे MLX90640 माइक्रोकंट्रोलर को नियंत्रित करने के लिए I2C प्रोटोकॉल का उपयोग करें
- पिन छोड़ दें और RS-232 या इसी तरह के इंटरफेस के माध्यम से STM32F103 नियंत्रक का उपयोग करें।
यदि आप C ++ में कोड रखते हैं, तो आप संभवतः अतिरिक्त नियंत्रक की उपेक्षा कर रहे हैं, पिन को छोटा कर सकते हैं और निर्माता की एपीआई का उपयोग कर सकते हैं, जो
यहां पाया गया
है ।
विनम्र पायथनवादी भी पहले विकल्प का उपयोग कर सकते थे। वहाँ अजगर पुस्तकालयों (
यहाँ और
यहाँ ) के एक जोड़े को प्रतीत होता है, लेकिन न तो मेरे लिए बॉक्स से बाहर काम किया।
उन्नत Pythonists सैद्धांतिक रूप से अपने स्वयं के नियंत्रक ड्राइवर लिख सकते हैं। डेटशीट बताती है कि इसमें से एक फ्रेम कैसे निकाला जाए। लेकिन आपको मैन्युअल रूप से सभी अंशांकन प्रक्रियाओं का वर्णन करना होगा, जो मुझे अत्यधिक कठिन लगता है। इसलिए मैंने विकल्प 2 का उपयोग किया। यह थोड़ा जटिल हो गया, लेकिन फिर भी प्रबंधनीय है।
चीनी सरलता (या भाग्य) के लिए धन्यवाद, बोर्ड पर आउटपुट कॉन्फ़िगरेशन बहुत सुविधाजनक निकला:
मुझे केवल रास्पबेरी के बंदरगाह में बोर्ड डालने की आवश्यकता थी। बोर्ड में एक 5V-3V कनवर्टर बनाया गया है, इसलिए पीआई के नाजुक आरएक्स और टीएक्स आउटपुट किसी भी खतरे में नहीं हैं।
मैं यह भी जोड़ूंगा कि आप विकल्प 1 का उपयोग करते समय इसे इसी तरह से जोड़ सकते हैं, लेकिन आपको टांका लगाने में बेहद सावधानी और दक्षता बरतनी होगी। बोर्ड को पाई के दूसरी तरफ रखा जाना है (उदाहरण हेडर फोटो में है)।
सॉफ्टवेयर
प्रसिद्ध चीनी बाज़ार, GY-MCU90640 तक पहुँचने के लिए सॉफ्टवेयर का यह राजसी टुकड़ा प्रदान करता है:
जाहिर तौर पर माइक्रोकंट्रोलर तक पहुंचने के लिए उपयोग किए जाने वाले संचार प्रोटोकॉल का भी कुछ विवरण होना चाहिए, और विक्रेता के साथ एक छोटी बातचीत (उसके लिए बड़ा सम्मान) के बाद, मैंने अपने हाथों में प्रोटोकॉल कहा था। पीडीएफ में और शुद्ध, आसुत चीनी में।
Google अनुवाद और कॉपी-पेस्टिंग की एक स्वस्थ खुराक के लिए धन्यवाद, लगभग 90 मिनट बाद प्रोटोकॉल को डिकोड किया गया है। मैंने इसे अपलोड कर दिया
GitHub। यह पता चला कि बोर्ड 6 बुनियादी आदेशों को समझता है, जिसमें एक COM पोर्ट के माध्यम से वर्तमान फ्रेम का अनुरोध करने के लिए एक भी शामिल है।
मैट्रिक्स का प्रत्येक पिक्सेल अनिवार्य रूप से ऑब्जेक्ट के तापमान को पढ़ने वाला होता है। तापमान मान 100 डिग्री (2-बाइट संख्या) से कई गुना अधिक है। वहाँ भी एक विशेष मोड है जब बोर्ड प्रति सेकंड 4 बार स्वचालित रूप से पाई को फ़्रेम भेजता है।
थर्मल चित्र प्राप्त करने के लिए पूरी स्क्रिप्ट:"""MIT License Copyright (c) 2019 Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy of this software and associated documentation files (the "Software"), to deal in the Software without restriction, including without limitation the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell copies of the Software, and to permit persons to whom the Software is furnished to do so, subject to the following conditions: The above copyright notice and this permission notice shall be included in all copies or substantial portions of the Software. THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY, FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE SOFTWARE.""" import serial, time import datetime as dt import numpy as np import cv2
परिणाम
स्क्रिप्ट थर्मल मैट्रिक्स को प्रदूषित करती है और कनेक्टेड मॉनिटर के कंसोल को फ्रेम प्रति सेकंड 4 गुना करती है, जो कि बहुत अधिक असुविधा का अनुभव नहीं करने के लिए पर्याप्त है। विज़ुअलाइज़ेशन के लिए यह OpenCV पैकेज का उपयोग करता है। जब आप S दबाते हैं, तो कैमरे से "हीट मैप्स" को स्क्रिप्ट के फ़ोल्डर में JPGs के रूप में अपलोड किया जाता है।
बेहतर देखने की क्षमता के लिए, मैंने ऐप को फ्रेम के भीतर न्यूनतम और अधिकतम तापमान प्रदर्शित किया। इसलिए, गर्मी के नक्शे को देखकर हम 20-40 डिग्री के भीतर सबसे ठंडे और सबसे गर्म वस्तुओं के तापमान का अनुमान लगा सकते हैं (एक डिग्री के भीतर, आमतौर पर उच्च तरफ)। Ctrl + C स्क्रिप्ट से बाहर निकलता है।
स्क्रिप्ट रास्पबेरी पाई जीरो डब्ल्यू और पाई 3 बी + पर समान काम करती है। मैंने अपने स्मार्टफोन पर एक वीएनसी सर्वर स्थापित किया है, इसलिए, वीएनसी-सक्षम स्मार्टफोन के साथ पावर बैंक से जुड़े एक पाई को ले जाकर हम एक पॉकेट थर्मल कैमरा प्राप्त कर सकते हैं जो छवियों को बचाता है। बहुत सुविधाजनक नहीं हो सकता है, लेकिन यह काम करता है।
पहले बूट के बाद यह अधिकतम तापमान को गलत तरीके से प्रदर्शित कर सकता है, इस स्थिति में सिर्फ स्क्रिप्ट को रिबूट करने का काम करना चाहिए।
आज के लिए इतना ही। प्रयोग को एक सफलता माना जा सकता है। आप निश्चित रूप से इस उपकरण का उपयोग करके किसी घर का थर्मल स्कैन कर सकते हैं। यदि कोई व्यक्ति इसके लिए अन्य उपयोगों के साथ आ सकता है, तो कृपया टिप्पणियों में लिखें।
हैप्पी वर्क वीक और जल्द ही मिलते हैं!
UPD: मुझे टिप्पणियों में घर के बाहर से शॉट लेने के लिए कहा गया था। यहाँ यह है। तापमान के कम विपरीत होने के कारण चित्र बहुत अधिक जानकारीपूर्ण नहीं थे। दो ऊपरी तस्वीरें दो कोणों से पूरे घर हैं। दो निचली तस्वीरें अलग-अलग खिड़कियां हैं।
कोड में मैंने जो बदलाव किया, वह केवल तापमान सीमा: +20 ... + 40 से -10 ... + 5 था।