Bezkontaktní IR teploměr: 8 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:19

Moje místní ministerstvo zdravotnictví se na mě obrátilo, protože potřebovalo způsob, jak během krize Covid-19 v roce 2020 denně sledovat tělesnou teplotu zdraví svých zaměstnanců. Normálně, mimo regály, infračervených teploměrů začínalo být nedostatek, a tak jsem byl požádán, jestli bych mohl vyrobit design pro verzi pro kutily.

Tento design do značné míry závisí na práci, kterou Aswinth Raj provedl v tomto příspěvku:

Chtěl jsem provést některé designové změny několika významnými způsoby: chtěl jsem, aby se skříň vyráběla co nejrychleji, a rozhodl se pro plochý design laserem řezaného 3D tisku. Vzhledem k tomu, že zásobovací linie jsou v současné době napjaté, chtěl jsem zbytek kusovníku snížit na co nejudržitelnější a nejlevnější. Vyměnil jsem originální Arduino Micro za generický Arduino Nano. Normálně bych se zasazoval o originální hardware Arduino, ale tady je levnější všudypřítomný smysl. Promluvme si o senzoru MLX90614 - zejména o jeho konkrétním označení. Extrémně běžná verze BAA má zorné pole 90 stupňů, které je pro tento projekt zcela neadekvátní. Tato dokumentace používá označení BCH, které používá 12 stupňů FOV a hlásí spolehlivější hodnoty teploty. V době psaní tohoto článku byly zásoby v této verzi krátké, ale kontrolujte zásoby Digikey a Mouser.

Zásoby

1x IR teplotní senzor MLX 90614-BCH

1x Verze Arduino Nano CH340:

1x 128x64 OLED i2c displej

1x laserová dioda

1x kondenzátor.1uF

1x konektor 9v baterie

1x dočasné tlačítko

Propojovací drát

9v baterie

3mm baltická březová překližka

Krok 1: Krok 1: Vystřihněte skříň laserem

Dobře, tuto část můžete opravdu provést kdykoli před závěrečnými kroky, ale pokud nechcete čekat, až lepidlo zaschne, udělejte to nejprve při sestavování elektroniky. Vše by se mělo vejít na jeden kus baltské břízy 6 x 8 palců o tloušťce 3 mm. Odkaz na soubor SVG najdete na této stránce. Pokud přímo pomáháte lékařům a nemáte přístup k laseru, kontaktujte mě. Můžeme něco vyřešit.

Krok 2: Krok 2: Sestavte skříň

Skříň jsem sestavil pomocí lepidla na dřevo, ale můžete také použít CA, podle vašich preferencí.

Nejprve chcete slepit dva kusy clony dohromady. Ujistěte se, že jsou navzájem dokonale vyrovnány, a před úplným zaschnutím odstraňte prosakování lepidla v otvorech. Možná budete muset také zalomit štěrbiny na dvou bočních panelech, abyste se ujistili, že do nich správně zapadají. (Obrázky 1 a 2)

Hodně vám usnadní život, když vymačkáte loužičku lepidla na dřevo na nějaký plastový šrot nebo igelitový sáček a poté ho nanesete párátkem nebo štětcem. Nebudete toho moc potřebovat, takže nechcete, aby se to dostalo všude. Další přední clona se vejde do jednoho z bočních panelů a přilepí protilehlé povrchy. Poté se vejde do spodního panelu, ujistěte se, že poklop směřuje dozadu, nakonec zapadne do zadního panelu a ujistěte se, že strana se zářezem směřuje nahoru. (Obrázky 3, 4 a 5)

Do panelu se vejdou pouze dva další panely - zadní deska držadla a poté základna držadla. Nejprve proveďte propojovací rovinu držadla otvorem směrem k horní části jednotky a nakonec základnu rukojeti. Nakonec naneste lepidlo na všechny vrchní povrchy a poté připevněte druhou boční desku na všechny jazýčky. Upněte jej k sobě a nechte lepidlo tuhnout alespoň hodinu. (Obrázky 6, 7 a 8)

Krok 3: Krok 3: Sestavte si materiály

Tento obvod se hodně děje a pájení je poměrně těsné, takže stojí za to si na chvilku prozkoumat všechno, abyste se ujistili, že to funguje, než začnete provádět změny, ke kterým se nemůžete vrátit. První obrázek je celkové schéma zapojení. Pro funkci i2c, piny 5v a 3,3v a několik dalších hojně využíváme piny Arduino Nano A4 a A5. (Obrázek 1)

Nejprve připájejte infračervený senzor. Pokud váš senzor není připojen k desce plošných spojů, budete muset pájet vlastní připojení k vodičům. Datový list neumí dobře identifikovat, zda se díváte na přední nebo zadní stranu senzoru, proto použijte anotovanou fotografii jako vodítko pomocí záložky. Kvůli konzistenci budu používat žluté vodiče pro připojení SCL a modré pro SDA pro připojení i2c. Pájecí vše pro vodiče k některým ohebným vodičům a poté použijte tepelně smrštitelné k izolaci konektorů. Ořízněte dráty zhruba na 3 palce. (Obrázky 2 a 3) Dále chceme připojit vodiče k OLED displeji. Pokud jsou vaše s předinstalovanými kolíky záhlaví, odpojte je a odpojte - budeme chtít trvalé pájené spoje. Opět použijte žluté vodiče pro SCL a modré pro SDA. (Obrázky 4 a 5) Pokud váš Arduino Nano nepřišel s připojenými záhlavími, nyní je vhodné nějaké připojit. Použijte prkénko, které jim pomůže zůstat zarovnané, zatímco je pájíte na místě. (Obrázky 6, 7 a 8)

Krok 4: Krok 4: Načtěte a otestujte svůj kód

Pokud váš senzor MLX90614 nebyl dodán s připojenou odlamovací deskou, potřebujete kondenzátor.1uF k přemostění připojení 3,3 V a uzemnění. Před napájením obvodu se ujistěte, že je na svém prkénku na svém místě.

Pokud má váš Arduino Nano čipovou sadu CH340, (obrázek 1) budete možná muset nainstalovat konkrétní ovladače, než budete moci programovat desku. Podívejte se na čip na spodní straně desky. Ovladač a pokyny k jeho instalaci najdete zde:

learn.sparkfun.com/tutorials/how-to-instal…

V závislosti na verzi desky bude možná nutné přepínat mezi aktuálními verzemi ATmega328P a ATmega328P (starý bootloader). (Obrázek 2) Pokud se váš kód úspěšně načte, měli byste vidět teplotu hlášenou na obrazovce OLED. (Obrázek 3)

Kód najdete ve spodní části této stránky. Existují dvě různé verze, jedna pro Fahrenheita a druhá pro Celsia.

Krok 5: Krok 5: Trvalé pájení

Dobře, začněme stavět odolný obvod. Začněte měřením své perfboardové desky. Používám desku bez předem připojených stop. je to více práce s vytvořením všech vašich připojení, ale dává vám to trochu větší flexibilitu v rozvržení. Začněte tím, že umístíte Nano do perfboardu a provedete několik měření, než jej oříznete. Na analogové straně desky budete chtít alespoň tři řady pinů. Říkal jsem si, že bych měl nechat jednu řadu otevřenou na druhé straně, ale ukázalo se, že ne, tak jsem to nakonec ořízl, abych ušetřil místo. Připájejte všechny kolíky k perfboardu. Poté proveďte trvalé pájení pro infračervený senzor, včetně kondenzátoru a uzemnění. Senzor by měl napájet z 3,3V pinu. (Obrázky 1-5) Poté zapojte senzor OLED. Může napájet z 5V pinu. Poté přidejte laserovou diodu přímo zapojenou z 5 V do země. Nakonec zapojte 9V konektor baterie. Červená je připojena k vývodu Vin a uzemnění k zemi. Můžete připojit baterii a ověřit, že vše funguje správně. (Obrázky 6, 7 a 8)

Krok 6: Krok 6a: Konečné shromáždění (ish)

Nyní, když máte hotový obvod pájený a funkční a skříň je postavená, je čas sestavit tuto věc. Nejdříve nejdříve: vložte laserovou diodu do spodní, menší díry v předním otvoru. To by již mělo být těsné, ale neuškodí zajistit to kapkou horkého lepidla. Než se dostanete příliš daleko, pusťte 9v konektor baterie, se slušnou vůlí drátu, dolů otvorem a do rukojeti. (Obrázky 1-4) Dále vložte IR senzor do většího otvoru a zajistěte ho také trochou horkého lepidla. Rozetřete horké lepidlo na zadní desku skříně a pomocí ní sejměte displej. Pokud se necítíte dostatečně bezpečně, můžete kolem montážních otvorů použít trochu lepidla. Nakonec pomocí několika kapek horkého lepidla zajistěte arduino a perfboard do těla těla skříně. (Obrázky 6-8)

Krok 7: Krok 6b: Final_final Assembly

Nyní, když je vše pohromadě v horní části skříně, je čas zaměřit se na spodní část.

Odřízněte uzemňovací vodič konektoru 9v baterie a odizolujte vodiče. Připájejte je ke konektorům tlačítka. Protáhněte jej otvorem v rukojeti tak, aby tlačítko směřovalo dopředu, a poté jej zajistěte pojistnou podložkou a maticí. (Obrázky 1-4) Nakonec připojte baterii a zasuňte ji do mezery v držadle. Pokud chcete zabránit vypadnutí, můžete jej zajistit trochou pásky. (Obrázek 5)

Krok 8: Použití a doporučené postupy

Pravděpodobně zřejmé, ale přesto zcela nezbytné prohlášení: TOTO NENÍ ZDRAVOTNICKÉ ZAŘÍZENÍ A NEJSEM VÝROBCE ZDRAVOTNICKÉHO ZAŘÍZENÍ.

Jsem docela spokojený s přesností a konzistencí tohoto zařízení, ale pokud to používáte ke kontrole teplot lidí, zvláště nyní během pandemie Covid-19 v roce 2020, udělejte si čas a seznamte se s teplotami hlášenými zařízením a vytvořit si vlastní základní linie. V nejlepším případě by toto zařízení nemělo být používáno jako náhrada lékařského teploměru. Mělo by se použít k určení, zda by měla být osoba podrobena hlubší a spolehlivější lékařské kontrole.

Kromě toho byste měli zařízení dostat co nejblíže předmětu - ideálně do 2–4 palců. Zahrnul jsem laser pro přesnost, ale infračervený paprsek je stále 12 stupňů široký a chcete, aby váš předmět tento paprsek vyplňoval co nejvíce. Doufám, že vám to pomůže. Pošlete mi prosím zpětnou vazbu, pokud ji používáte v praxi, abych mohl aktualizovat projekt. Zůstaňte v bezpečí, chraňte svou rodinu, podporujte svou komunitu a pokračujte v tvorbě.