IR termokamera: 16 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:23

Už jste někdy sledovali sci-fi nebo akční film, kde se postavy přesouvají do černé místnosti a zapínají své „tepelné vidění“? Nebo jste někdy hráli Metroid Prime a pamatujete si termovizor, který dostal hlavní hrdina?

Udělal jsem obě tyto věci a myslím, že je to docela úhledné. Viditelné světlo je pro nás skvělý způsob, jak pomocí očí vidět svět kolem nás, ale v naší současné evoluční iteraci oční bulvy čočky jsou určité nedostatky, a sice to, že nefunguje bez toho, že by do našeho systému bylo zavedeno viditelné světlo.. Může také divně odrážet a zkreslovat jím zachycený obraz.

Termokamery tyto problémy nemají, detekují infračervené vlnové délky světla, které přirozeně vyzařuje jakékoli teplé tělo. To znamená, že pracují ve tmě a ve skutečnosti se neodrážejí od povrchů tolik, jako vlnové délky viditelného světla. To je činí šikovnými pro použití v nepřítomnosti zdroje viditelného světla k detekci teplých těl, stejně jako jej lze použít k přesnějšímu sledování kinematiky teplého tělesa v pohybu přesněji než u konvenční kamery.

Rozhodli jsme se vyrobit termokameru, protože jsme si mysleli, že by to bylo úhledné rozšíření při přeměně IR vstupu na vizuální reprezentaci. Nakonec jsme použili malou řadu IR senzorů zvaných Grid Eye AMG8833 a malý počítač s názvem Raspberry Pi, který je schopen rozšířit jediný vstup 8x8 AMG8833 na výstup 32x32, což poskytuje slušné rozlišení obrazu obrazovka produkuje.

Toto je náš pokyn vytvořit malou termální kameru, použít ji na zapůsobení na své přátele nebo dominovat v nějaké vnitřní hře hrané ve tmě, i když budete muset najít přenosný napájecí zdroj dostatečný pro spuštění Pi.

Krok 1: Příprava a bezpečnost

Než začnete, měli byste vědět:

Infračervené záření nebo IR je druh světla, které vyzařuje z předmětu kvůli jeho tepelné energii. IR senzor dokáže detekovat toto záření a poté potřebuje programy ke zpracování signálu a zobrazení obrazu.

Tento web poskytuje software pro formátování karty SD:

www.sdcard.org/downloads/formatter_4/index…

Tento web poskytuje operační systém NOOBS pro provozování Raspberry Pi:

www.raspberrypi.org/downloads/noobs/

Další informace o IR senzoru AMG8833 naleznete zde:

learn.adafruit.com/adafruit-amg8833-8x8-thermal-camera-sensor

Bezpečnost: Před zapojením Raspberry Pi doporučujeme připojit obvody. Doporučujeme také ponechat sestavu uzavřenou v pouzdře, které ochrání hardware před bludnými proudy, nárazy a kapalinami. Nakonec Raspberry Pi neodpojujte USB, protože by to mohlo poškodit zařízení. Místo toho použijte příkaz „Vypnout nyní“.

Krok 2: Shromážděte všechny potřebné součásti a nástroje

Ujistěte se, že máte všechny následující součásti:

-2,8 dotykový displej PiTFT (https://www.adafruit.com/product/1983)

-Adafruit AMG8833 8x8 Thermal Camera Sensor (https://www.adafruit.com/product/3538)

-Pi T-Cobbler+ a 40kolíkový plochý kabel (https://www.adafruit.com/product/2028)

-Malina Pi 3 B+ (https://www.adafruit.com/product/3775)

-4 propojovací vodiče samice/samice

-MicroSD karta a adaptér (https://www.amazon.com/Samsung-MicroSD-Adapter-MB…)

Také se ujistěte, že máte všechny následující nástroje pro montáž a formátování:

-Počítač s přístupem na internet

-Mini USB kabel

-Klávesnice

-Myš

Krok 3: Připojte PiTFT k Cobbleru

Pomocí 40pólového plochého kabelu připojte 40pinový samec PiTFT k 40pinovému držáku Cobbler. Poznámka: bílý vodič na 40pólové stuze by měl být umístěn podle fotografie.

Krok 4: Připojte displej PiTFT k Raspberry Pi

Připojte displej PiTFT přímo k Raspberry Pi tak, že vyrovnáte 40pinový zásuvkový konektor na PiTFT se samčí montáží na Raspberry Pi.

Krok 5: Připojte k termoboxu snímač termokamery 8x8

Pomocí čtyř propojovacích kabelů samice/samice připevněte snímač termální kamery 8x8 k ševci.

Vin se připojuje k 5V na Cobbleru a zbytek pinů se shoduje se stejnými štítky mezi každým pinem na termokameře a na Cobbleru. Piny „3Vo“a „INT“na termokameře zůstanou nepřipojeny.

Hotový obvod je uveden výše.

Krok 6: Stáhněte si formátovač paměťové karty SD

Otevřete web https://www.sdcard.org/downloads/formatter_4/index.html a stáhněte si formátovač karty SD pomocí příslušného souboru pro váš počítač.

Krok 7: Naformátujte kartu SD

Otevřete na počítači program SD Card Downloader, vyberte kartu, poté vyberte „Přepsat formát“a spusťte program. Tím se SD karta rozdělí na něco, co se nazývá Fat32, což je to, co je potřeba k umístění OS na kartu.

Krok 8: Stáhněte si Noobs

Přejděte na https://www.raspberrypi.org/downloads/noobs/ a stáhněte si zip soubor pro software Noobs.

Otevřete složku zip ze stažených souborů a klikněte na extrahovat. Přidejte název „Noobs“na konec cílového názvu a vytvořte novou složku s extrahovanými soubory.

Krok 9: Získání operačního systému na Raspberry Pi

Zkopírujte extrahované soubory ze složky Noobs na formátovanou kartu SD. Vysuňte SD kartu a vložte ji do Raspberry Pi. Připojte Pi k monitoru přes HDMI a poté Pi zapojte do počítače přes USB. Budete jej také chtít připojit k myši a klávesnici. Postupujte podle pokynů ke spuštění a nainstalujte „Raspbian OS“Nezapomeňte vybrat jazyk klávesnice „americká angličtina“. Tím se OS dostane na Raspberry Pi a otevře se obrazovka pracovní plochy.

Krok 10: Nastavte PiTFT

Otevřete připojení k internetu a zajistěte, aby měl Pi přístup k internetu.

Otevřete tlačítko Terminál na horní liště plochy a zadejte následující kód:

cd ~

wget

chmod +x adafruit-pitft.sh

sudo./adafruit-pitft.sh

Poté, když se program spustí, zadejte, co chceme, 1 pro první dotaz, 1 a pro druhý zadejte znovu.

Tip pro řešení potíží: pokud se vám zobrazí chyba, že chybí soubory, přejděte na další krok a poté se vraťte k tomuto, počínaje „sudo./adafruit-pitft.sh“

Na dotaz, zda chcete, aby se konzole zobrazovala na pitboxu, zadejte „y“a poté stiskněte Enter.

Na výzvu restartujte nyní zadejte „y“.

Krok 11: Pokud se vám při nastavování PiTFT zobrazuje chyba…

NOOBS pravděpodobně postrádá několik systémových souborů, které jsou nutné ke spuštění softwaru pitft. Pokud se vám v posledním bodě v některém bodě zobrazí chyba, jedná se o pokyny k opravě chyby. Problém je v tom, že v konkrétním úložišti musí být další soubory. Otevřete úložiště zadáním následujícího příkazu:

sudo nano /etc/apt/sources.list

Tím se otevře editor terminálu pro toto úložiště a můžete sem přidávat soubory vložením dalších řádků. Další řádky vám ve skutečnosti poskytne chybová zpráva včetně zdroje souborů, toto byl řádek, do kterého jsem musel zadat chybějící soubory:

deb https://mirrordirector.raspbian.org/raspbian stretch main contrib non-free rip firmware

Chcete -li tuto změnu uložit, je klíčovým příkazem ctrl+O pro „Vypsat“, poté ctrl+T, poté zadejte soubor a poté přepište původní soubor do správné složky. Všimněte si, že „správný soubor“je název souboru, který jste otevřeli, aka „/etc/apt/sources.list“Nezapomeňte vybrat verzi souboru.d. Poté okno uložte.

Vraťte se k předchozímu kroku a dokončete proces nastavení pitftu.

Krok 12: Aktualizujte Pi a získejte potřebný software

V tomto okamžiku bude PiTFT vaší konzolí.

Tip pro řešení potíží: pokud máte potíže s používáním pouze pomocí konzoly PiTFT, můžete zadat příkaz startx a znovu otevřít plnou plochu.

Chcete -li aktualizovat Pi, zadejte tento příkaz:

sudo apt-get update

Poté, co bude Pi aktualizován, nainstalujeme software pro použití AMG8833. Zadejte následující příkazy:

sudo apt-get install -y build-essential python-pip python-dev python-smbus git

klon git

cd Adafruit_Python_GPIO

instalace sudo python setup.py

sudo apt-get install -y python-scipy python-pygame

sudo pip install color Adafruit_AMG88xx

Krok 13: Povolením sběrnice I2C povolíte komunikaci s AMG8833

Abychom mohli povolit sběrnici I2C, musíme změnit konfiguraci Pi.

Typ:

sudo raspi-config

Poté pomocí kláves se šipkami přejděte dolů na 5. možnost s nápisem „Možnost rozhraní“a stiskněte klávesu Enter.

Přejděte dolů na P5 "I2C" a stiskněte Enter.

Povolte I2C stisknutím klávesy Enter u možnosti „Ano“v aktivačním dotazu.

Stiskněte Enter, když se zobrazí, že je povoleno.

Pomocí kláves se šipkami vpravo a vlevo přejděte na „Dokončit“a poté stisknutím klávesy Enter ukončete konfiguraci. okno.

Krok 14: Ověřte, zda je senzor připojen a detekován I2C

Chcete -li to ověřit, než budete pokračovat dále, zadejte příkaz:

sudo i2cdetect -y 1

Pokud se pole zobrazí pouze s pomlčkami kromě 69 v dolním řádku 9. sloupce, pak váš systém funguje správně.

Krok 15: Použijte kameru

Kameru spustíte zadáním příkazů:

Tip pro řešení potíží: Pi v tomto kroku používá anglickou klávesnici, která používá Shift+\ k zadání „~“(lomítko je klíč mezi backspace a Enter na klávesnici)

cd ~/

klon git

cd Adafruit_AMG88xx_python/příklady

sudo python thermal_cam.py

Tím se otevře okno kamery. Nyní máte funkční termokameru, klidně ji na věci zaměřte.

Také proto, že používáme pouze pitft jako displej, budete muset fyzicky odpojit napájení AMG8833, abyste se vrátili do okna příkazového terminálu. Jakmile se vrátíte do příkazového okna, pokud chcete Pi vypnout, zadejte:

nyní vypnout

Bezpečnostní tip: Neodpojujte Pi od napájení před dokončením procesu vypínání, mohlo by dojít k poškození karty SD.

Krok 16: Další nápad: Úprava kódu za účelem změny rozsahu zobrazovaných teplot

Pokud chcete upravit rozsah, který původně měl ukázkový kód, odpojte napájení teplotního čidla a zadejte tento příkaz:

sudo nano thermal_cam.py

Tím se otevře editor kódu. Přejděte dolů na teplotní rozsah a upravte podle potřeby. Všimněte si, že jsou ve stupních Celsia.

Napište upravený kód a uložte jej buď jako nový soubor, nebo přepište původní příklad.

Další (pravděpodobně jednodušší způsob), jak toho dosáhnout, by bylo jednoduše připojit Pi zpět k monitoru pomocí HDMI a zadat příkaz:

startx

Tím se spustí domovská stránka a pak stačí přejít do souborů a otevřít soubor term_cam.py v editoru pythonu a změnit a uložit jej tam.