Θερμική κάμερα IR: 16 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:37

Έχετε παρακολουθήσει ποτέ μια ταινία επιστημονικής φαντασίας ή δράσης, όπου οι χαρακτήρες μετακομίζουν σε ένα κατάμαυρο δωμάτιο και ενεργοποιούν τη «θερμική όρασή» τους; Or έχετε παίξει ποτέ Metroid Prime και θυμάστε το θερμικό γείσο που πήρε ο κύριος χαρακτήρας;

Λοιπόν, έχω κάνει και τα δύο αυτά πράγματα και νομίζω ότι είναι αρκετά προσεγμένα. Το ορατό φως είναι ένας εξαιρετικός τρόπος για να χρησιμοποιήσουμε τα μάτια μας για να δούμε τον κόσμο γύρω μας, αλλά υπάρχουν ορισμένες ελλείψεις της τρέχουσας εξελικτικής μας επανάληψης του βολβού του φακού, δηλαδή ότι δεν λειτουργεί χωρίς να έχει εισαχθεί ορατό φως στο σύστημά μας Το Μπορεί επίσης να αντικατοπτρίζει περίεργα και να παραμορφώνει την εικόνα που τραβάει.

Οι θερμικές κάμερες δεν έχουν αυτά τα προβλήματα, ανιχνεύουν τα υπέρυθρα μήκη κύματος φωτός που εκπέμπονται φυσικά από οποιοδήποτε θερμό σώμα. Αυτό σημαίνει ότι λειτουργούν στο σκοτάδι και δεν αντανακλούν πραγματικά τις επιφάνειες τόσο πολύ όσο το μήκος κύματος του ορατού φωτός. Αυτό τα καθιστά εύχρηστα για χρήση απουσία ορατής πηγής φωτός για την ανίχνευση θερμών σωμάτων, καθώς επίσης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ακριβέστερη παρακολούθηση της κινηματικής ενός θερμού σώματος σε κίνηση με μεγαλύτερη ακρίβεια από μια συμβατική κάμερα.

Αποφασίσαμε να φτιάξουμε μια θερμική κάμερα επειδή πιστεύαμε ότι θα ήταν μια τακτοποιημένη επέκταση για τη μετατροπή της εισόδου IR σε μια οπτική αναπαράσταση. Καταλήξαμε να χρησιμοποιήσουμε μια μικρή σειρά αισθητήρων IR που ονομάζεται Grid Eye AMG8833 και έναν μικρό υπολογιστή που ονομάζεται Raspberry Pi που μπορεί να επεκτείνει τη μόνη είσοδο 8x8 του AMG8833 σε έξοδο 32x32, η οποία παρέχει αξιοπρεπή ανάλυση στην εικόνα. παράγει η οθόνη.

Αυτό μας δίνει οδηγίες να φτιάξουμε μια μικρή θερμική κάμερα, να τη χρησιμοποιήσουμε για να εντυπωσιάσουμε τους φίλους σας ή να κυριαρχήσουμε σε κάποιο είδος εσωτερικού παιχνιδιού που παίζεται στο σκοτάδι, αν και θα πρέπει να βρείτε ένα φορητό τροφοδοτικό επαρκές για να τρέξετε το Pi.

Βήμα 1: Προετοιμασία και ασφάλεια

Πριν ξεκινήσετε, πρέπει να γνωρίζετε:

Η υπέρυθρη ακτινοβολία ή IR είναι ένας τύπος φωτός που εκπέμπεται από ένα αντικείμενο λόγω της θερμικής του ενέργειας. Ο αισθητήρας IR μπορεί να ανιχνεύσει αυτήν την ακτινοβολία και στη συνέχεια χρειάζεται προγράμματα για την επεξεργασία του σήματος και την εμφάνιση της εικόνας.

Αυτός ο ιστότοπος παρέχει το λογισμικό για τη μορφοποίηση μιας κάρτας SD:

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

Αυτός ο ιστότοπος παρέχει το λειτουργικό σύστημα NOOBS για την εκτέλεση του Raspberry Pi:

www.raspberrypi.org/downloads/noobs/

Περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τον αισθητήρα IR AMG8833 μπορείτε να βρείτε εδώ:

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

Ασφάλεια: Συνιστάται να συνδέσετε το κύκλωμα πριν συνδέσετε το Raspberry Pi. Σας συμβουλεύουμε επίσης να διατηρείτε το συγκρότημα κλειστό σε περίβλημα για να προστατεύετε το υλικό από αδέσποτα ρεύματα, κρούσεις και υγρά. Τέλος, μην αποσυνδέετε το USB για να κλείσετε το Raspberry Pi, καθώς αυτό μπορεί να προκαλέσει ζημιά στη συσκευή. Αντ 'αυτού, χρησιμοποιήστε την εντολή "τερματισμός λειτουργίας τώρα".

Βήμα 2: Συλλέξτε όλα τα απαραίτητα εξαρτήματα και εργαλεία

Βεβαιωθείτε ότι έχετε όλα τα ακόλουθα στοιχεία:

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

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

-Pi T-Cobbler+ και καλώδιο κορδέλας 40 ακίδων (https://www.adafruit.com/product/2028)

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

-4 σύρματα jumper γυναικών/γυναικών

-Κάρτα MicroSD και προσαρμογέας (https://www.amazon.com/Samsung-MicroSD-Adapter-MB…)

Επίσης, βεβαιωθείτε ότι έχετε όλα τα ακόλουθα εργαλεία για τη συναρμολόγηση και τη μορφοποίηση:

-Υπολογιστής με πρόσβαση στο Διαδίκτυο

-Μικρό καλώδιο USB

-Πληκτρολόγιο

-Ποντίκι

Βήμα 3: Συνδέστε το PiTFT στο τσαγκάρη

Χρησιμοποιήστε το καλώδιο κορδέλας 40 ακίδων για να συνδέσετε το αρσενικό στήριγμα PiTFT 40 ακίδων με το στήριγμα Cobbler 40 pin. Σημείωση: το λευκό σύρμα στην κορδέλα 40 ακίδων πρέπει να τοποθετηθεί σύμφωνα με τη φωτογραφία.

Βήμα 4: Συνδέστε την οθόνη PiTFT στο Raspberry Pi

Συνδέστε την οθόνη PiTFT απευθείας στο Raspberry Pi, ευθυγραμμίζοντας τη θηλυκή υποδοχή 40 ακίδων στο PiTFT με την αρσενική βάση στο Raspberry Pi.

Βήμα 5: Συνδέστε τον αισθητήρα θερμικής κάμερας 8x8 στο τσαγκάρη

Χρησιμοποιήστε τα τέσσερα σύρματα θηλυκού/θηλυκού άλτη για να συνδέσετε τον αισθητήρα θερμικής κάμερας 8x8 στο τσαγκάρη.

Το Vin συνδέεται με 5V στο Cobbler και οι υπόλοιποι πείροι ταιριάζουν με τις ίδιες ετικέτες μεταξύ κάθε πείρου στη θερμική κάμερα και του τσαγκάρη. Οι ακίδες "3Vo" και "INT" στη θερμική κάμερα δεν έχουν συνδεθεί.

Το τελικό κύκλωμα φαίνεται παραπάνω.

Βήμα 6: Λήψη μορφοποιητή κάρτας μνήμης SD

Ανοίξτε τον ιστότοπο https://www.sdcard.org/downloads/formatter_4/index.html και κάντε λήψη του Μορφοποιητή κάρτας SD χρησιμοποιώντας το κατάλληλο αρχείο για τον υπολογιστή σας.

Βήμα 7: Διαμορφώστε την κάρτα SD

Ανοίξτε το πρόγραμμα SD Card Downloader στον υπολογιστή σας και επιλέξτε την κάρτα, στη συνέχεια επιλέξτε "Overwrite format" και εκτελέστε το πρόγραμμα. Αυτό θα χωρίσει την κάρτα SD σε κάτι που ονομάζεται Fat32, το οποίο είναι αυτό που χρειάζεται για να τοποθετήσετε ένα λειτουργικό σύστημα στην κάρτα.

Βήμα 8: Λήψη Noobs

Μεταβείτε στη διεύθυνση https://www.raspberrypi.org/downloads/noobs/ και κάντε λήψη του αρχείου zip για το λογισμικό Noobs.

Ανοίξτε τον φάκελο zip από τις λήψεις σας και κάντε κλικ στην επιλογή εξαγωγή. Προσθέστε το όνομα "Noobs" στο τέλος του ονόματος προορισμού για να δημιουργήσετε έναν νέο φάκελο που περιέχει τα εξαγόμενα αρχεία.

Βήμα 9: Λήψη του λειτουργικού συστήματος στο Raspberry Pi

Αντιγράψτε τα εξαγόμενα αρχεία από το φάκελο Noobs στη μορφοποιημένη κάρτα SD. Εξαγάγετε την κάρτα SD και τοποθετήστε την στο Raspberry Pi. Συνδέστε το Pi σε μια οθόνη μέσω HDMI και, στη συνέχεια, τροφοδοτήστε το Pi συνδέοντάς το στον υπολογιστή μέσω USB. Θα θέλετε επίσης να το συνδέσετε με ένα ποντίκι και πληκτρολόγιο. Ακολουθήστε τις οδηγίες εκκίνησης και εγκαταστήστε το "Raspbian OS" Βεβαιωθείτε ότι έχετε επιλέξει τη γλώσσα πληκτρολογίου "American English". Αυτό θα βάλει το λειτουργικό σύστημα στο Raspberry Pi και θα ανοίξει την οθόνη της επιφάνειας εργασίας.

Βήμα 10: Ρυθμίστε το PiTFT

Ανοίξτε τις συνδέσεις Διαδικτύου και βεβαιωθείτε ότι το Pi έχει πρόσβαση στο Διαδίκτυο.

Ανοίξτε το κουμπί Τερματικό στην επάνω γραμμή της επιφάνειας εργασίας και πληκτρολογήστε τον ακόλουθο κώδικα:

cd

wget

chmod +x adafruit-pitft.sh

sudo./adafruit-pitft.sh

Στη συνέχεια, όταν εκτελείται το πρόγραμμα, για αυτό που θέλουμε πληκτρολογήστε 1, στη συνέχεια πληκτρολογήστε για το πρώτο ερώτημα, 1 και εισαγάγετε ξανά για το δεύτερο.

Συμβουλή αντιμετώπισης προβλημάτων: εάν εμφανιστεί ένα σφάλμα που λέει ότι λείπουν αρχεία, δείτε το επόμενο βήμα και μετά επιστρέψτε σε αυτό, ξεκινώντας από το "sudo./adafruit-pitft.sh"

Όταν ερωτηθείτε εάν θέλετε η κονσόλα να εμφανίζεται στην οθόνη pitft, πληκτρολογήστε "y" και, στη συνέχεια, πατήστε enter.

Στη συνέχεια, πληκτρολογήστε "y" όταν σας ζητηθεί επανεκκίνηση τώρα.

Βήμα 11: Εάν αντιμετωπίζετε σφάλμα κατά τη ρύθμιση του PiTFT…

Πιθανότατα στο NOOBS λείπουν μερικά αρχεία συστήματος που είναι απαραίτητα για την εκτέλεση του λογισμικού pitft, εάν παρουσιάσατε σφάλμα κάποια στιγμή κατά το τελευταίο βήμα, αυτές είναι οι οδηγίες διόρθωσης του σφάλματος. Το θέμα είναι ότι πρέπει να υπάρχουν επιπλέον αρχεία σε ένα συγκεκριμένο αποθετήριο, ανοίξτε το αποθετήριο πληκτρολογώντας την ακόλουθη εντολή:

sudo nano /etc/apt/sources.list

Αυτό θα ανοίξει έναν επεξεργαστή τερματικού για αυτό το αποθετήριο και μπορείτε να προσθέσετε αρχεία εδώ εισάγοντας πρόσθετες γραμμές. Οι πρόσθετες γραμμές σας δίνονται στην πραγματικότητα από το μήνυμα σφάλματος, συμπεριλαμβανομένης της πηγής των αρχείων. Αυτή ήταν η γραμμή που έπρεπε να πληκτρολογήσω για να λάβω τα αρχεία που λείπουν:

deb https://mirrordirector.raspbian.org/raspbian κύρια συνεισφορά μη δωρεάν rip firmware

Για να αποθηκεύσετε αυτήν την αλλαγή, η εντολή -κλειδί είναι ctrl+O για "Out Out", στη συνέχεια ctrl+T στη συνέχεια πληκτρολογήστε για να βρείτε το αρχείο και, στη συνέχεια, αντικαταστήστε το αρχικό αρχείο στον κατάλληλο φάκελο. Σημείωση, το "σωστό αρχείο" είναι το όνομα του αρχείου που ανοίξατε, γνωστό και ως "/etc/apt/sources.list" Βεβαιωθείτε ότι δεν επιλέξατε την έκδοση.d του αρχείου. Στη συνέχεια, κλείστε το παράθυρο μόλις αποθηκευτεί.

Επιστρέψτε στο προηγούμενο βήμα για να ολοκληρώσετε τη διαδικασία ρύθμισης του pitft.

Βήμα 12: Ενημερώστε το Pi και αποκτήστε το απαραίτητο λογισμικό

Σε αυτό το σημείο, το PiTFT θα είναι η κονσόλα σας.

Συμβουλή αντιμετώπισης προβλημάτων: εάν αντιμετωπίζετε προβλήματα με τη χρήση της κονσόλας PiTFT, μπορείτε να πληκτρολογήσετε την εντολή startx για να ανοίξετε ξανά την πλήρη επιφάνεια εργασίας.

Για να ενημερώσετε το Pi, πληκτρολογήστε αυτήν την εντολή:

sudo apt-get ενημέρωση

Στη συνέχεια, μόλις ενημερωθεί το Pi, θα εγκαταστήσουμε το λογισμικό για τη χρήση του AMG8833. Πληκτρολογήστε τις ακόλουθες εντολές:

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

git clone

cd Adafruit_Python_GPIO

sudo python setup.py install

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

sudo pip εγκατάσταση χρώματος Adafruit_AMG88xx

Βήμα 13: Ενεργοποιήστε το δίαυλο I2C για να επιτρέψετε την επικοινωνία με το AMG8833

Για να ενεργοποιήσουμε το δίαυλο I2C, πρέπει να αλλάξουμε τη διαμόρφωση του Pi.

Τύπος:

sudo raspi-config

Στη συνέχεια, χρησιμοποιήστε τα βέλη για να μεταβείτε στην 5η επιλογή που διαβάζει "Επιλογή διασύνδεσης" και πατήστε enter.

Μεταβείτε στο P5 "I2C" και πατήστε enter.

Ενεργοποιήστε το I2C πατώντας enter στην επιλογή "Ναι" του ερωτήματος ενεργοποίησης.

Πατήστε enter όταν λέει ότι έχει ενεργοποιηθεί.

Χρησιμοποιήστε τα δεξιά και αριστερά βέλη για να πλοηγηθείτε για να "τελειώσετε" και μετά πατήστε enter για έξοδο από τη διαμόρφωση. παράθυρο.

Βήμα 14: Βεβαιωθείτε ότι ο αισθητήρας συνδέεται και ανιχνεύεται από το I2C

Για να το επαληθεύσετε μόνο πριν προχωρήσετε περαιτέρω, εισαγάγετε την εντολή:

sudo i2cdetect -y 1

Εάν ένας πίνακας εμφανίζεται μόνο με παύλες εκτός από έναν 69 στην κάτω σειρά της 9ης στήλης, τότε το σύστημα λειτουργεί σωστά.

Βήμα 15: Χρησιμοποιήστε την κάμερα

Για να ξεκινήσετε την κάμερα, εισαγάγετε τις εντολές:

Συμβουλή αντιμετώπισης προβλημάτων: Για αυτό το βήμα, το Pi χρησιμοποιεί ένα αγγλικό πληκτρολόγιο που χρησιμοποιεί Shift+\ για να πληκτρολογήσει "~" (η προώθηση είναι το κλειδί μεταξύ του backspace και του πληκτρολογίου στο πληκτρολόγιο)

cd ~/

git clone

cd Adafruit_AMG88xx_python/παραδείγματα

sudo python thermal_cam.py

Αυτό θα ανοίξει το παράθυρο της κάμερας. Έχετε τώρα μια λειτουργική θερμική κάμερα, μη διστάσετε να την δείξετε στα πράγματα.

Επίσης, επειδή χρησιμοποιούμε μόνο το pitft ως οθόνη, θα πρέπει να αποσυνδέσετε φυσικά το ρεύμα στο AMG8833 για να επιστρέψετε στο παράθυρο του τερματικού εντολών. Μόλις επιστρέψετε στο παράθυρο εντολών, εάν θέλετε να κλείσετε το Pi, πληκτρολογήστε:

κλείσιμο τώρα

Συμβουλή ασφαλείας: Μην αποσυνδέετε το Pi από το ρεύμα πριν ολοκληρώσει τη διαδικασία τερματισμού λειτουργίας του, αυτό μπορεί να προκαλέσει ζημιά στην κάρτα SD.

Βήμα 16: Περαιτέρω ιδέα: Επεξεργασία του κώδικα για αλλαγή του εύρους θερμοκρασιών που εμφανίζονται

Εάν θέλετε να προσαρμόσετε το εύρος που είχε αρχικά ο παράδειγμα κώδικας, αποσυνδέστε την τροφοδοσία από τον θερμικό αισθητήρα και πληκτρολογήστε αυτήν την εντολή:

sudo nano thermal_cam.py

Αυτό θα ανοίξει τον επεξεργαστή κώδικα. Μετακινηθείτε προς τα κάτω στο εύρος θερμοκρασιών και ρυθμίστε όπως επιθυμείτε. Σημειώστε ότι είναι σε Κελσίου.

Γράψτε τον επεξεργασμένο κώδικα και αποθηκεύστε το ως νέο αρχείο ή αντικαταστήστε το αρχικό παράδειγμα.

Ένας άλλος (αναμφισβήτητα ευκολότερος τρόπος) για να γίνει αυτό θα ήταν απλώς να συνδέσετε το Pi ξανά σε μια οθόνη με HDMI και εντολή:

startx

Αυτό θα εκκινήσει την αρχική σελίδα και, στη συνέχεια, μπορείτε απλά να μπείτε στα αρχεία και να ανοίξετε το therm_cam.py στον επεξεργαστή python και να το αλλάξετε και να το αποθηκεύσετε εκεί.