Θερμόμετρο IR χωρίς επαφή: 8 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Το τοπικό Υπουργείο Υγείας μου ήρθε σε επαφή μαζί μου επειδή χρειάζονταν έναν τρόπο να παρακολουθούν τη θερμοκρασία του σώματος της υγείας των εργαζομένων τους σε καθημερινή βάση κατά τη διάρκεια της κρίσης του Covid-19 του 2020. Κανονικά, τα θερμόμετρα IR από το ράφι άρχισαν να λιγοστεύουν, οπότε με ρώτησαν αν θα μπορούσα να δημιουργήσω ένα σχέδιο για μια DIY έκδοση.

Αυτός ο σχεδιασμός βασίζεται σε μεγάλο βαθμό στη δουλειά που έκανε ο Aswinth Raj σε αυτήν την ανάρτηση:

Wantedθελα να κάνω κάποιες αλλαγές στο σχεδιασμό με μερικούς σημαντικούς τρόπους: ήθελα να κάνω το περίβλημα όσο το δυνατόν γρηγορότερα στην κατασκευή, επιλέγοντας ένα σχέδιο επίπεδης συσκευασίας με λέιζερ πάνω από τρισδιάστατη εκτύπωση. Δεδομένου ότι οι γραμμές εφοδιασμού είναι επί του παρόντος τεταμένες, ήθελα να μειώσω το υπόλοιπο BOM σε όσο το δυνατόν πιο βιώσιμο και φθηνό. Έχω αλλάξει το γνήσιο Arduino Micro με το γενικό Arduino Nano. Κανονικά θα υποστήριζα για γνήσιο υλικό Arduino, αλλά εδώ, η φθηνή και πανταχού παρούσα είναι πιο λογική. Ας μιλήσουμε για τον αισθητήρα MLX90614 - ειδικά για τη συγκεκριμένη ονομασία του. Η εξαιρετικά κοινή έκδοση BAA έχει οπτικό πεδίο 90 μοιρών που είναι εντελώς ανεπαρκές για αυτό το έργο. Αυτή η τεκμηρίωση χρησιμοποιεί τον χαρακτηρισμό BCH, ο οποίος χρησιμοποιεί FOV 12 μοιρών και αναφέρει πιο αξιόπιστες ενδείξεις θερμοκρασίας. Από τη στιγμή που γράφεται αυτό, το απόθεμα είναι περιορισμένο σε αυτήν την έκδοση, αλλά συνεχίστε να ελέγχετε για Digikey και Mouser για προμήθειες.

Προμήθειες

1x θερμικός αισθητήρας MLX 90614-BCH IR

1x έκδοση Arduino Nano CH340:

1x οθόνη 128x64 OLED i2c

1x Δίοδος λέιζερ

Πυκνωτής 1x.1uF

Υποδοχή μπαταρίας 1x 9V

1x προσωρινό κουμπί

Σύρμα σύνδεσης

Μπαταρία 9V

Κόντρα πλακέ σημύδας βαλτικής 3 χιλιοστών

Βήμα 1: Βήμα 1: Κόψτε το περίβλημα με λέιζερ

Εντάξει, μπορείτε πραγματικά να κάνετε αυτό το μέρος ανά πάσα στιγμή πριν από τα τελευταία βήματα, αλλά αν δεν θέλετε να περιμένετε να στεγνώσει η κόλλα, κάντε το πρώτα ενώ συναρμολογείτε τα ηλεκτρονικά. Όλα πρέπει να ταιριάζουν σε ένα μόνο κομμάτι 6x8 ιντσών Baltic Birch με πάχος 3mm. Μπορείτε να βρείτε έναν σύνδεσμο προς το αρχείο SVG σε αυτήν τη σελίδα. Επικοινωνήστε μαζί μου εάν βοηθάτε άμεσα επαγγελματίες ιατρούς και δεν έχετε πρόσβαση σε λέιζερ. Μπορούμε να επιλύσουμε κάτι.

Βήμα 2: Βήμα 2: Συναρμολογήστε το περίβλημα

Συγκέντρωσα το περίβλημα χρησιμοποιώντας κόλλα ξύλου, αλλά μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε CA, ανάλογα με τις προτιμήσεις σας.

Πρώτα θέλετε να κολλήσετε τα δύο κομμάτια ανοίγματος μεταξύ τους. Βεβαιωθείτε ότι είναι απόλυτα ευθυγραμμισμένα μεταξύ τους και καθαρίστε τυχόν διαρροή κόλλας στις οπές πριν στεγνώσουν τελείως. Σως χρειαστεί επίσης να καταχωρίσετε τις υποδοχές στα δύο πλευρικά πλαίσια για να βεβαιωθείτε ότι ταιριάζουν σωστά. (Εικόνες 1 & 2)

Θα κάνει τη ζωή σας πολύ πιο εύκολη αν πιέσετε μια λακκούβα κόλλα ξύλου σε κάποιο παλιοσίδερο ή πλαστική σακούλα και στη συνέχεια την εφαρμόσετε με μια οδοντογλυφίδα ή μια βούρτσα. Δεν θα χρειαστείτε πολλά, οπότε δεν θέλετε να γίνεται παντού. Στη συνέχεια, τοποθετήστε το μπροστινό άνοιγμα σε ένα από τα πλαϊνά πάνελ, κολλώντας τις επιφάνειες ζευγαρώματος. Στη συνέχεια, τοποθετήστε το στο κάτω μέρος, βεβαιωθείτε ότι η καταπακτή είναι στραμμένη προς τα πίσω, και τελικά τοποθετείται στο πίσω πλαίσιο, βεβαιωθείτε ότι η εγκοπή είναι στραμμένη προς τα πάνω. (Εικόνες 3, 4 και 5)

Υπάρχουν μόνο δύο ακόμη πάνελ για να χωρέσετε - το πίσω μέρος της λαβής και στη συνέχεια η βάση της λαβής. Πρώτα κάντε το πίσω μέρος της λαβής, με την τρύπα στραμμένη προς το πάνω μέρος της μονάδας και τέλος τη βάση της λαβής. Τέλος, εφαρμόστε κόλλα σε όλες τις επάνω επιφάνειες και στη συνέχεια τοποθετήστε την άλλη πλαϊνή πλάκα σε όλες τις γλωττίδες. Σφίξτε το και αφήστε την κόλλα να δέσει για τουλάχιστον μία ώρα. (Εικόνες 6, 7 και 8)

Βήμα 3: Βήμα 3: Συγκεντρώστε τα υλικά σας

Αυτό το κύκλωμα έχει πολλά να συμβούν και η συγκόλληση είναι αρκετά σφιχτή, οπότε αξίζει να αφιερώσετε λίγο χρόνο για να κάνετε τα πάντα για να βεβαιωθείτε ότι λειτουργεί πριν ξεκινήσετε να κάνετε αλλαγές που δεν μπορείτε να επιστρέψετε. Η πρώτη εικόνα είναι το συνολικό διάγραμμα κυκλώματος. Χρησιμοποιούμε πολύ τις καρφίτσες του Arduino Nano A4 και A5 για λειτουργικότητα i2c, τις ακίδες 5v και 3.3v και μερικές άλλες. (Εικόνα 1)

Αρχικά, συγκολλήστε τον αισθητήρα IR. Εάν ο αισθητήρας σας δεν είναι συνδεδεμένος σε PCB, θα πρέπει να κολλήσετε τις δικές σας συνδέσεις στους αγωγούς. Το φύλλο δεδομένων δεν είναι ικανό να προσδιορίσει αν κοιτάτε μπροστά ή πίσω από τον αισθητήρα, οπότε χρησιμοποιήστε την σχολιασμένη φωτογραφία ως οδηγό, χρησιμοποιώντας την καρτέλα για αναφορά. Για λόγους συνέπειας, θα χρησιμοποιήσω κίτρινα καλώδια για συνδέσεις SCL και μπλε για SDA για συνδέσεις i2c. Συγκολλήστε όλα για αγωγούς σε μερικά εύκαμπτα καλώδια και, στη συνέχεια, χρησιμοποιήστε θερμική συρρίκνωση για να απομονώσετε τους συνδετήρες. Κόψτε τα καλώδια σε περίπου 3 ίντσες. (Εικόνες 2 & 3) Στη συνέχεια θέλουμε να συνδέσουμε καλώδια στην οθόνη OLED. Εάν οι δικοί σας συνοδεύονται από προεγκατεστημένες καρφίτσες κεφαλίδας, ξεκολλήστε τις και αποσυνδέστε τις - θα θέλουμε μόνιμες συγκολλημένες συνδέσεις. Και πάλι, χρησιμοποιήστε κίτρινα καλώδια για SCL και μπλε για SDA. (Εικόνες 4 και 5) Εάν το Arduino Nano δεν συνοδεύτηκε με επικεφαλίδες, τώρα είναι μια καλή στιγμή να επισυνάψετε μερικές. Χρησιμοποιήστε ένα breadboard για να τα βοηθήσετε να παραμείνουν ευθυγραμμισμένα ενώ τα κολλάτε στη θέση τους. (Εικόνες 6, 7 και 8)

Βήμα 4: Βήμα 4: Φορτώστε και δοκιμάστε τον κωδικό σας

Εάν ο αισθητήρας MLX90614 δεν συνοδεύεται από μια πλακέτα διάσπασης, χρειάζεστε έναν πυκνωτή.1uF για να γεφυρώσετε τις συνδέσεις 3,3v και γείωσης. Βεβαιωθείτε ότι είναι στη θέση του στο ψωμί σας πριν τροφοδοτήσετε το κύκλωμά σας.

Εάν το Arduino Nano διαθέτει το chipset CH340, (Εικόνα 1) ίσως χρειαστεί να εγκαταστήσετε συγκεκριμένα προγράμματα οδήγησης προτού μπορέσετε να προγραμματίσετε τον πίνακα. Αναζητήστε το τσιπ στο κάτω μέρος του πίνακα. Μπορείτε να βρείτε το πρόγραμμα οδήγησης και οδηγίες για την εγκατάστασή του εδώ:

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

Ανάλογα με την έκδοση του πίνακα, ίσως χρειαστεί να κάνετε εναλλαγή μεταξύ των τρεχουσών εκδόσεων ATmega328P και ATmega328P (παλιά εκκίνηση). (Εικόνα 2) Εάν ο κωδικός σας φορτώθηκε με επιτυχία, θα πρέπει να δείτε τη θερμοκρασία που αναφέρεται στην οθόνη OLED. (Εικόνα 3)

Μπορείτε να βρείτε τον κωδικό στο κάτω μέρος αυτής της σελίδας. Υπάρχουν δύο διαφορετικές εκδόσεις, μία για Fahrenheit και μία για Centigrade.

Βήμα 5: Βήμα 5: Μόνιμη συγκόλληση

Εντάξει, ας αρχίσουμε να χτίζουμε ένα ανθεκτικό κύκλωμα. Ξεκινήστε μετρώντας το γυαλί σας. Χρησιμοποιώ έναν πίνακα χωρίς προ-συνδεδεμένα ίχνη. είναι περισσότερο δουλειά για να κάνετε όλες τις συνδέσεις σας, αλλά σας δίνει λίγο περισσότερη ευελιξία στη διάταξή σας. Ξεκινήστε τοποθετώντας το Nano σας στον πίνακα και κάνοντας μερικές μετρήσεις πριν το κόψετε. Θα θέλετε τουλάχιστον τρεις σειρές καρφίτσες στην αναλογική πλευρά του πίνακα σας. Σκέφτηκα ότι πρέπει να κρατήσω μια σειρά ανοιχτή από την άλλη πλευρά, αλλά αποδείχθηκε ότι δεν το έκανα και τελικά το έκοψα για να εξοικονομήσω χώρο. Συγκολλήστε όλες τις καρφίτσες στο γυαλί. Στη συνέχεια, πραγματοποιήστε τις μόνιμες συνδέσεις συγκόλλησης για τον αισθητήρα IR, συμπεριλαμβανομένου του πυκνωτή και της γείωσης. Ο αισθητήρας πρέπει να τροφοδοτείται από τον ακροδέκτη 3.3v. (Εικόνες 1-5) Στη συνέχεια, συνδέστε τον αισθητήρα OLED. Μπορεί να τροφοδοτηθεί από τον ακροδέκτη 5v. Στη συνέχεια, προσθέστε τη δίοδο λέιζερ, ενσύρματη απευθείας από 5v στη γείωση. Τέλος, συνδέστε το βύσμα μπαταρίας 9v. Το κόκκινο συνδέεται με τον πείρο Vin και γειώνεται με τη γείωση. Μπορείτε να συνδέσετε την μπαταρία σας για να επαληθεύσετε ότι όλα λειτουργούν σωστά. (Εικόνες 6, 7 και 8)

Βήμα 6: Βήμα 6α: Τελική συναρμολόγηση (πρώην)

Τώρα που έχετε ολοκληρώσει το κύκλωμά σας συγκολλημένο και λειτουργεί και το περίβλημα σας είναι χτισμένο, ήρθε η ώρα να συναρμολογήσετε αυτό το πράγμα. Πρώτα πράγματα πρώτα: τοποθετήστε τη δίοδο λέιζερ στο κάτω μέρος, μικρότερη τρύπα στο μπροστινό κομμάτι ανοίγματος. Αυτό θα πρέπει ήδη να είναι σφιχτό, αλλά δεν βλάπτει να το στερεώσετε με ένα καυτό ζεστό κόλλα. Πριν προχωρήσετε πολύ, ρίξτε το βύσμα μπαταρίας 9v, με ένα αξιοπρεπές κομμάτι καλωδίου, κάτω από την τρύπα και στο κομμάτι της λαβής. (Εικόνες 1-4) Στη συνέχεια, τοποθετήστε τον αισθητήρα IR στην μεγαλύτερη τρύπα, ασφαλίζοντάς τον επίσης με λίγο ζεστό κόλλα. Απλώστε λίγη ζεστή κόλλα στην πίσω πλάκα του περιβλήματος και χρησιμοποιήστε την για να κολλήσετε την οθόνη. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε κάποια επιπλέον κόλλα γύρω από τις οπές στερέωσης εάν δεν αισθάνεστε αρκετά ασφαλείς. Τέλος, χρησιμοποιήστε μερικούς ακόμη σβώλους ζεστής κόλλας για να ασφαλίσετε το arduino και την σανίδα στο ανδρικό σώμα του περιβλήματος. (Εικόνες 6-8)

Βήμα 7: Βήμα 6β: Τελική_τελική συναρμολόγηση

Τώρα που όλα είναι μαζί στο πάνω μέρος του περιβλήματος, ήρθε η ώρα να εστιάσουμε στο κάτω μέρος.

Κόψτε το καλώδιο γείωσης του συνδετήρα μπαταρίας 9v και απογυμνώστε τους αγωγούς. Κολλήστε τα στις υποδοχές του κουμπιού. Τροφοδοτήστε το μέσα από την τρύπα στη λαβή έτσι ώστε το κουμπί να κοιτάει προς τα εμπρός και στη συνέχεια ασφαλίστε το χρησιμοποιώντας το πλυντήριο και το παξιμάδι. (Εικόνες 1-4) Τέλος, συνδέστε την μπαταρία και τοποθετήστε την στο κενό στη λαβή. Μπορείτε να το ασφαλίσετε με λίγη ταινία αν θέλετε να μην πέσει. (Εικόνα 5)

Βήμα 8: Χρήση και βέλτιστες πρακτικές

Πιθανώς προφανής αλλά ακόμα απολύτως απαραίτητη δήλωση αποποίησης: ΑΥΤΟ ΔΕΝ ΕΙΝΑΙ ΙΑΤΡΙΚΟΣ ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΣ ΚΑΙ ΔΕΝ ΕΙΜΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΤΗΣ ΙΑΤΡΙΚΟΥ ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΥ.

Είμαι πολύ ευχαριστημένος με την ακρίβεια και τη συνέπεια αυτής της συσκευής, αλλά αν το χρησιμοποιείτε για να ελέγχετε τις θερμοκρασίες των ανθρώπων, ειδικά τώρα κατά τη διάρκεια της πανδημίας του Covid-19 2020, αφιερώστε χρόνο για να εξοικειωθείτε με τις θερμοκρασίες που αναφέρει η συσκευή και καθορίστε τις δικές σας γραμμές βάσης. Στην καλύτερη περίπτωση, αυτή η συσκευή δεν πρέπει να χρησιμοποιείται για αντικατάσταση ιατρικού θερμομέτρου. Θα πρέπει να χρησιμοποιείται για να καθοριστεί εάν ένα άτομο πρέπει να τεθεί υπό βαθύτερο και πιο αξιόπιστο ιατρικό έλεγχο.

Επιπλέον, θα πρέπει να πάρετε τη συσκευή όσο το δυνατόν πιο κοντά στο θέμα σας - ιδανικά σε απόσταση 2-4 ιντσών. Έχω συμπεριλάβει ένα λέιζερ για ακρίβεια, αλλά η δέσμη IR είναι ακόμη 12 μοίρες πλάτος και θέλετε το θέμα σας να γεμίσει τη δέσμη όσο το δυνατόν περισσότερο. Ελπίζω ότι αυτό θα σας βοηθήσει. Παρακαλώ στείλτε μου σχόλια εάν το χρησιμοποιείτε στην πράξη, ώστε να ενημερώσω το έργο. Μείνετε ασφαλείς, προστατέψτε την οικογένειά σας, στηρίξτε την κοινότητά σας και συνεχίστε να φτιάχνετε.