Laserový infračervený teploměr Arduino: 7 kroků (s obrázky)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2025-01-23 14:38

V tomto projektu vám ukážu, jak postavit digitální laserový infračervený teploměr s vlastním 3D tištěným pouzdrem!

Krok 1: Úvod

Infračervené teploměry jsou široce používány v mnoha pracovních prostředích ke stanovení povrchové teploty předmětů. Ve stroji nebo elektronickém obvodu jsou rostoucí teploty často jedním z prvních příznaků, že něco není v pořádku. Rychlá bezkontaktní kontrola pomocí infračerveného teploměru vám dá vědět, co se děje s teplotou stroje, takže jej můžete vypnout, než způsobí trvalé poškození.

Infračervené záření je jen dalším typem záření, které existuje v elektromagnetickém spektru. Nevidíme to, ale pokud byste položili ruku poblíž něčeho horkého, jako je sporák, pocítili byste účinky infračerveného záření. Všechny objekty vyzařují energii ve formě infračerveného záření. Většina ručních teploměrů používá čočku k zaostření světla z jednoho předmětu na termopil, který absorbuje IR záření. Čím více IR energie je absorbováno, tím je teplejší a úroveň tepla je převedena na elektrický signál, který je nakonec převeden na teplotu.

Druhý den jsem pracoval na okruhu a měl jsem součást, která byla extrémně horká. Chtěl jsem znát teplotu součásti, ale protože nevlastním infračervený teploměr, rozhodl jsem se vytvořit vlastní. Má vlastní 3D tištěnou skříň, takže si ji každý může vytisknout a sestavit přímo doma.

Jedná se o jednoduchý projekt a mohl by být použit jako skvělý úvod do senzorů, 3D designu/tisku, elektroniky a programování.

Prohlášení: Zjevně není vhodné pro lékařské použití. Tento projekt je jen pro zábavu a pokud potřebujete infračervený teploměr pro lékařské použití, objednejte si takový, který splňuje lékařské standardy/testování.

Zvažte prosím přihlášení k odběru mého kanálu YouTube, abyste mě podpořili a viděli další zábavné projekty.

Krok 2: Potřebné součásti

Komponenty potřebné pro tento projekt jsou uvedeny níže:

1. Momentální tlačítko Přepnout Amazon

2. Rezistory (5K Ohm, 200 Ohm) Amazon

3. 5V laser Amazon

4. Arduino Nano Amazon

5. Zapnout/vypnout Amazon

6. OLED 0,96 obrazovka Amazon

7. Senzor teploty GY-906 (nebo senzor MLX90614 se správnými kondenzátory/odpory) Amazon

8. 9V baterie Amazon

9. 3D tiskárna/filament (používám Hatchbox PLA od Amazonu)

Zveřejnění: Odkazy na Amazonu výše jsou odkazy na pobočky, což znamená, že vám bez dalších nákladů vydělám provizi, pokud se proklikáte a uskutečníte nákup.

Krok 3: Infračervený teplotní senzor GY-906

Použil jsem snímač infračerveného teploměru GY-906, což je zlomová deska pro bezkontaktní infračervený teploměr MLX90614 od společnosti Melexis.

Breakout board je velmi levný, snadno integrovatelný a verze breakout board je dodávána s 10K pull up rezistory pro rozhraní I2C. Dodává se z výroby kalibrovaný v rozsahu -40 až +125 stupňů Celsia pro teplotu čidla a -70 až 380 stupňů Celsia pro teplotu objektu. Přesnost tohoto senzoru je zhruba 0,5 stupně Celsia.

Krok 4: Elektronika

Nyní, když jste shromáždili všechny požadované součásti, je načase začít sestavovat vše dohromady. Doporučil bych nejprve zapojit vše na prkénko a poté, jakmile vše funguje správně, pokračujte a pájte vše na desku perf.

Vlevo máme laser s rezistorem omezujícím proud 200 ohmů napájeným z digitálního výstupu 5. K dispozici je také standardní momentální tlačítko, které je připojeno mezi 5 V a digitální vstup 2. K dispozici je 5K stahovací odpor, takže když spínač je otevřený, vstup není plovoucí a místo toho bude nastaven na 0V.

Vpravo máme hlavní vypínač, který spojuje naši 9V baterii s piny VIN a GND arduino nano. OLED displej a infračervený teplotní senzor GY-906 jsou připojeny na 3,3 V a linky SDA jsou připojeny na A4 a SCL na A5. Oledový displej a GY-906 již mají na linkách I2C výsuvné odpory.

Krok 5: Programování

Budu předpokládat, že víte, jak naprogramovat své arduino nano, ale pokud ne, online je k dispozici mnoho skvělých návodů.

Aby se kód zkompiloval, budete muset nainstalovat následující knihovny.

1. Adafruits SSD1306

2. Adafruits MLX90614

Program neustále načítá data o teplotě z MLX90614, ale zobrazuje se na OLED pouze při stisknutí spouště tlačítka. Pokud stisknete spoušť, laser se také zapne, aby pomohl identifikovat měřený objekt.

Krok 6: 3D návrh/tisk/sestavení

Váhu jsem navrhl ve Fusion 360.

Ve spodní části teploměru je místo pro 9V baterii, vypínač/vypínač a náš spouštěcí mechanismus, který je pouhým momentálním tlačítkem. Spodní kryt zaklapne na místo. V horní části teploměru je otvor pro vedení kabeláže součástí základny.

Na špičce teploměru pro laser a snímač MLX90614 je otvor pro 0,96 palcový OLED displej a přední část. Laser i senzor lze do otvoru nalisovat. Horní část je pro arduino nano a budu upřímný, opravdu jsem podcenil množství kabelů, které jsem potřeboval k připojení v malém prostoru. Když jsem zatlačil arduino nano do malého prostoru, hodně drátů se táhlo, takže jsem skončil pomocí lepicí pistole, abych držel dráty na místě, zatímco jsem tlačil nano uvnitř krytu. Vždy jsem dal své arduino nano na mezery pro případ, že bych ho chtěl znovu použít pro projekt později v řadě, takže stojky zabraly spoustu dalšího prostoru, který by nebyl potřeba, kdybyste ho trvale připájili na desku perf. Přesto jsem nakonec všechno zapojil a zapojil do skříně, a tak jsem přitlačil na horní kryt.

Vytisknout to je trochu složité, aby to vypadalo skvěle, protože hlavní základna, kterou jsem vytiskl, měla olověnou obrazovku směrem dolů. Úhel pro obrazovku OLED je poměrně vysoký, takže jsem tiskl s podpěrami na stavěcí desku, ale díky tomu povrch vypadá méně než dokonale. Může to být jen problém mé tiskárny a jsem si jistý, že je možné, aby vypadal skvěle, pokud vytočíte nastavení tiskárny, ale moc mě to nezajímalo, protože toto je nástroj.

Thingiverse Link

Krok 7: Vyzkoušejte to

Nyní, když máte laserový infračervený teploměr sestavený a naprogramovaný, je čas to vyzkoušet!

Stiskněte vypínač, počkejte, až se načte zobrazený displej, a užívejte si nový teploměr. Zvažte prosím přihlášení k odběru mého kanálu YouTube, abyste mě podpořili a viděli další projekty/videa. Děkuji za přečtení!