IR thermische camera: 16 stappen

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:18

Heb je ooit een sciencefiction- of actiefilm gezien, waarin de personages naar een pikdonkere kamer gaan en hun "thermische visie" inschakelen? Of heb je ooit Metroid Prime gespeeld en herinner je je het thermische vizier dat de hoofdpersoon kreeg?

Nou, ik heb beide dingen gedaan en vind het best netjes. Zichtbaar licht is voor ons een uitstekende manier om onze ogen te gebruiken om de wereld om ons heen te zien, maar er zijn enkele tekortkomingen van onze huidige evolutionaire iteratie van een lensoogbol, namelijk dat het niet werkt zonder dat zichtbaar licht in ons systeem is geïntroduceerd. Het kan ook raar reflecteren en het beeld dat ermee wordt vastgelegd, vervormen.

Thermische camera's hebben deze problemen niet, ze detecteren de infrarode golflengten van licht die van nature door een warm lichaam worden uitgestraald. Dit betekent dat ze in het donker werken en dat ze niet zozeer van oppervlakken weerkaatsen als golflengten van zichtbaar licht. Dit maakt ze handig om te gebruiken bij afwezigheid van een zichtbare lichtbron om warme lichamen te detecteren, en het kan ook worden gebruikt om de kinematica van een warm lichaam in beweging nauwkeuriger te volgen dan een conventionele camera.

We besloten een thermische camera te maken omdat we dachten dat het een mooie uitbreiding zou zijn om IR-invoer om te zetten in een visuele weergave. We hebben uiteindelijk een kleine reeks IR-sensoren gebruikt, een Grid Eye AMG8833 genaamd, en een kleine computer, een Raspberry Pi genaamd, die in staat is om de enige 8x8-ingang van de AMG8833 uit te breiden tot een uitgang van 32x32, wat een behoorlijke resolutie geeft aan het beeld dat de scherm produceert.

Dit is onze instructable om een kleine thermische camera te maken, deze te gebruiken om indruk te maken op je vrienden of te domineren in een soort indoor game die in het donker wordt gespeeld, hoewel je een draagbare voeding moet vinden die voldoende is om de Pi op te laten werken.

Stap 1: Voorbereiding & Veiligheid

Voordat u begint, moet u weten:

Infraroodstraling, of IR, is een type licht dat door een object wordt uitgestraald vanwege zijn thermische energie. De IR-sensor kan deze straling detecteren en heeft dan programma's nodig om het signaal te verwerken en het beeld weer te geven.

Deze website biedt de software om een SD-kaart te formatteren:

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

Deze website biedt het NOOBS-besturingssysteem om de Raspberry Pi uit te voeren:

www.raspberrypi.org/downloads/noobs/

Meer informatie over de AMG8833 IR-sensor vindt u hier:

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

Veiligheid: Het is aan te raden de schakelingen aan te sluiten voordat u de Raspberry Pi aansluit. We raden u ook aan het geheel in een behuizing te bewaren om de hardware te beschermen tegen zwerfstromen, stoten en vloeistoffen. Koppel ten slotte de USB niet los om de Raspberry Pi uit te schakelen, omdat dit het apparaat kan beschadigen. Gebruik in plaats daarvan de opdracht "nu afsluiten".

Stap 2: Verzamel alle benodigde componenten en gereedschappen

Zorg ervoor dat u over alle volgende componenten beschikt:

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

-Adafruit AMG8833 8x8 thermische camerasensor (https://www.adafruit.com/product/3538)

-Pi T-Cobbler+ en 40-polige lintkabel (https://www.adafruit.com/product/2028)

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

-4 vrouwelijke/vrouwelijke jumperdraden

-MicroSD-kaart en adapter (https://www.amazon.com/Samsung-MicroSD-Adapter-MB…)

Zorg er ook voor dat u over alle volgende hulpmiddelen beschikt voor het samenstellen en formatteren:

-Computer met internettoegang

-Mini-USB-kabel

-Toetsenbord

-Muis

Stap 3: Bevestig PiTFT aan Cobbler

Gebruik de 40-pins lintkabel om de PiTFT mannelijke 40-pins houder te verbinden met de Cobbler 40-pins houder. Opmerking: de witte draad op het 40-pins lint moet volgens de foto worden geplaatst.

Stap 4: Bevestig PiTFT-display aan Raspberry Pi

Bevestig het PiTFT-display rechtstreeks op de Raspberry Pi door de 40-pins vrouwelijke connector op de PiTFT uit te lijnen met de mannelijke houder op de Raspberry Pi.

Stap 5: Bevestig 8x8 thermische camerasensor aan de schoenmaker

Gebruik de vier vrouwelijke/vrouwelijke jumperdraden om de 8x8 thermische camerasensor aan de schoenmaker te bevestigen.

Vin maakt verbinding met 5V op Cobbler en de rest van de pinnen komen overeen met dezelfde labels tussen elke pin op de thermische camera en op de Cobbler. De "3Vo"- en "INT"-pinnen op de thermische camera blijven los.

Het voltooide circuit is hierboven weergegeven.

Stap 6: SD-geheugenkaartformatter downloaden

Open de site https://www.sdcard.org/downloads/formatter_4/index.html en download de SD Card Formatter met het juiste bestand voor uw computer.

Stap 7: Formatteer de SD-kaart

Open het programma SD Card Downloader op uw computer en selecteer de kaart, selecteer vervolgens "Formaat overschrijven" en voer het programma uit. Hierdoor wordt de SD-kaart gepartitioneerd in iets dat een Fat32 wordt genoemd, wat nodig is om een besturingssysteem op de kaart te plaatsen.

Stap 8: Noobs downloaden

Ga naar https://www.raspberrypi.org/downloads/noobs/ en download het zip-bestand voor de Noobs-software.

Open de zip-map van uw downloads en klik op uitpakken. Voeg de naam "Noobs" toe aan het einde van de bestemmingsnaam om een nieuwe map te maken met de uitgepakte bestanden.

Stap 9: Het besturingssysteem op de Raspberry Pi krijgen

Kopieer de uitgepakte bestanden van de Noobs-map naar de geformatteerde SD-kaart. Werp de SD-kaart uit en plaats deze in de Raspberry Pi. Sluit de Pi via HDMI aan op een monitor en schakel de Pi vervolgens in door hem via USB op de computer aan te sluiten. Je zult het ook willen aansluiten op een muis en toetsenbord. Volg de opstartinstructies en installeer "Raspbian OS" Zorg ervoor dat u de toetsenbordtaal "Amerikaans Engels" selecteert. Hierdoor wordt het besturingssysteem op de Raspberry Pi geplaatst en wordt het bureaubladscherm geopend.

Stap 10: Stel de PiTFT in

Open de internetverbindingen en zorg ervoor dat de Pi toegang heeft tot internet.

Open de Terminal-knop op de bovenste balk van het bureaublad en typ de volgende code in:

cd ~

wget

chmod +x adafruit-pitft.sh

sudo./adafruit-pitft.sh

Wanneer het programma dan draait, typt u voor wat we willen 1 in voor de eerste vraag, 1 en voer opnieuw in voor de tweede.

Tip voor het oplossen van problemen: als u een foutmelding krijgt dat er bestanden ontbreken, gaat u naar de volgende stap en keert u terug naar deze, opnieuw beginnend met "sudo./adafruit-pitft.sh"

Wanneer je wordt gevraagd of je wilt dat de console op het pitft-display verschijnt, typ je "y" en druk je op enter.

Typ vervolgens "y" wanneer u wordt gevraagd om nu opnieuw op te starten.

Stap 11: Als u een fout krijgt bij het instellen van de PiTFT…

NOOBS mist waarschijnlijk een paar systeembestanden die nodig zijn om de pitft-software uit te voeren. Als je op een bepaald moment tijdens de laatste stap een fout hebt gekregen, zijn dit de instructies om de fout te corrigeren. Het probleem is dat er extra bestanden in een bepaalde repository moeten zijn, open de repository door de volgende opdracht in te typen:

sudo nano /etc/apt/sources.list

Dit opent een terminaleditor voor deze repository en u kunt hier bestanden toevoegen door extra regels in te voegen. De extra regels worden u feitelijk gegeven door de foutmelding inclusief de bron van de bestanden, dit was de regel die ik moest typen om mijn ontbrekende bestanden te krijgen:

deb https://mirrordirector.raspbian.org/raspbian stretch belangrijkste bijdrage niet-vrije rip-firmware

Om deze wijziging op te slaan, is het toetscommando ctrl+O voor "Write Out", dan ctrl+T en dan enter om het bestand te zoeken en dan het originele bestand in de juiste map te overschrijven. Let op, het "juiste bestand" is de naam van het bestand dat u hebt geopend, ook wel "/etc/apt/sources.list" genoemd. Zorg ervoor dat u niet de.d-versie van het bestand selecteert. Sluit vervolgens het venster zodra het is opgeslagen.

Keer terug naar de vorige stap om het proces van het opzetten van de pitft te voltooien.

Stap 12: Update Pi en verkrijg de benodigde software

Op dit punt zal de PiTFT uw console zijn.

Tip voor het oplossen van problemen: als u problemen ondervindt bij het bedienen van alleen de PiTFT-console, kunt u het commando startx typen om het volledige bureaublad weer te openen.

Typ deze opdracht om de Pi bij te werken:

sudo apt-get update

Zodra de Pi is bijgewerkt, installeren we de software voor het gebruik van de AMG8833. Typ de volgende opdrachten:

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

git clone

cd Adafruit_Python_GPIO

sudo python setup.py installeren

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

sudo pip installatiekleur Adafruit_AMG88xx

Stap 13: Schakel de I2C-bus in om communicatie met de AMG8833 mogelijk te maken

Om de I2C-bus in te schakelen, moeten we de configuratie van de Pi wijzigen.

Type:

sudo raspi-config

Gebruik vervolgens de pijltjestoetsen om naar de 5e optie te gaan met de tekst "Interfacing Option" en druk op enter.

Navigeer naar P5 "I2C" en druk op enter.

Schakel de I2C in door op enter te drukken bij de optie "Ja" van de activeringsquery.

Druk op enter wanneer het zegt dat het is ingeschakeld.

Gebruik de pijltoetsen naar rechts en links om naar "voltooien" te navigeren en druk vervolgens op enter om de configuratie af te sluiten. raam.

Stap 14: Controleer of de sensor is bevestigd en gedetecteerd door de I2C

Om dit te verifiëren voordat u verder gaat, voert u de opdracht in:

sudo i2cdetect -y 1

Als een array verschijnt met alleen streepjes, behalve een 69 in de onderste rij van de 9e kolom, dan werkt je systeem naar behoren.

Stap 15: Gebruik de camera

Voer de opdrachten in om de camera te starten:

Tip voor probleemoplossing: voor deze stap gebruikt de Pi een Engels toetsenbord dat Shift+\ gebruikt om "~" te typen (forwardslash is de sleutel tussen backspace en enter op het toetsenbord)

cd ~/

git-kloon

cd Adafruit_AMG88xx_python/voorbeelden

sudo python thermal_cam.py

Hierdoor wordt het cameravenster geopend. Je hebt nu een functionele thermische camera, richt hem gerust op dingen.

Omdat we de pitft alleen als display gebruiken, moet je de stroom naar de AMG8833 fysiek loskoppelen om terug te keren naar het opdrachtterminalvenster. Eenmaal terug naar het opdrachtvenster, typt u als u de Pi wilt afsluiten:

nu afsluiten

Veiligheidstip: Koppel de Pi niet los van de stroom voordat het afsluitproces is voltooid, dit kan de SD-kaart beschadigen.

Stap 16: Verder idee: de code bewerken om het weergegeven temperatuurbereik te wijzigen

Als u het bereik wilt aanpassen dat de voorbeeldcode oorspronkelijk had, koppelt u de stroom naar de thermische sensor los en typt u deze opdracht:

sudo nano thermal_cam.py

Hiermee wordt de code-editor geopend. Scroll naar beneden naar het temperatuurbereik en pas het naar wens aan. Merk op dat ze in Celsius zijn.

Schrijf de bewerkte code uit en sla op als een nieuw bestand of overschrijf het originele voorbeeld.

Een andere (aantoonbaar gemakkelijkere manier) om dit te doen, is door de Pi gewoon weer aan te sluiten op een monitor met een HDMI en het commando:

startx

Hierdoor wordt de startpagina opgestart en kun je gewoon naar de bestanden gaan en thermal_cam.py openen in de python-editor en het daar wijzigen en opslaan.