IR termálna kamera: 16 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

Videli ste niekedy sci-fi alebo akčný film, kde sa postavy presťahujú do tmavej miestnosti a zapnú si „tepelné videnie“? Alebo ste niekedy hrali Metroid Prime a pamätáte si tepelný štít, ktorý dostal hlavný hrdina?

Urobil som obe tieto veci a myslím si, že je to celkom úhľadné. Viditeľné svetlo je pre nás vynikajúci spôsob, ako využiť svoje oči na to, aby sme videli svet okolo nás, ale existujú určité nedostatky našej súčasnej evolučnej iterácie očnej gule šošovky, a to, že nefunguje bez toho, aby bolo do nášho systému zavedené viditeľné svetlo.. Môže tiež čudne odrážať a skresľovať ním zachytený obraz.

Termálne kamery nemajú tieto problémy, detegujú infračervené vlnové dĺžky svetla, ktoré prirodzene vyžaruje akékoľvek teplé telo. To znamená, že pracujú v tme a v skutočnosti sa neodrážajú od povrchov tak ako vlnové dĺžky viditeľného svetla. Vďaka tomu sú praktické pri absencii zdroja viditeľného svetla na detekciu teplých telies, ako aj môžu byť použité na presnejšie sledovanie kinematiky teplého telesa v pohybe presnejšie ako konvenčná kamera.

Rozhodli sme sa vytvoriť termálnu kameru, pretože sme si mysleli, že to bude úhľadné rozšírenie premeny IR vstupu na vizuálnu reprezentáciu. Nakoniec sme použili malú škálu IR senzorov s názvom Grid Eye AMG8833 a malý počítač s názvom Raspberry Pi, ktorý je schopný rozšíriť jediný vstup 8x8 AMG8833 na výstup 32x32, ktorý poskytuje slušné rozlíšenie obrazu. obrazovka produkuje.

Toto je náš pokyn vytvoriť malú termokameru, použiť na to, aby ste zapôsobili na svojich priateľov alebo dominovali v nejakej izbovej hre hranej v tme, aj keď budete musieť nájsť prenosný napájací zdroj postačujúci na spustenie Pi.

Krok 1: Príprava a bezpečnosť

Než začnete, mali by ste vedieť:

Infračervené žiarenie alebo IR je druh svetla, ktoré vyžaruje z objektu kvôli jeho tepelnej energii. Infračervený snímač dokáže detekovať toto žiarenie a potom potrebuje programy na spracovanie signálu a zobrazenie obrazu.

Tento web ponúka softvér na formátovanie karty SD:

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

Tento web ponúka operačný systém NOOBS na spustenie Raspberry Pi:

www.raspberrypi.org/downloads/noobs/

Ďalšie informácie o infračervenom senzore AMG8833 nájdete tu:

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

Bezpečnosť: Odporúčame zapojiť obvody pred zapojením Raspberry Pi. Odporúčame tiež ponechať zostavu uzavretú v puzdre, aby bol hardvér chránený pred bludnými prúdmi, nárazmi a kvapalinami. Nakoniec Raspberry Pi neodpájajte USB, pretože by to mohlo poškodiť zariadenie. Namiesto toho použite príkaz „Vypnúť teraz“.

Krok 2: Zhromaždite všetky potrebné súčasti a nástroje

Uistite sa, že máte všetky nasledujúce súčasti:

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

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

-Pi T-Cobbler+ a 40-pinový plochý kábel (https://www.adafruit.com/product/2028)

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

-4 prepojovacie vodiče samice/samice

-Karta a adaptér microSD (https://www.amazon.com/Samsung-MicroSD-Adapter-MB…)

Uistite sa tiež, že máte všetky nasledujúce nástroje na montáž a formátovanie:

-počítač s prístupom na internet

-mini USB kábel

-Klávesnica

-Myš

Krok 3: Pripojte PiTFT k Cobbleru

Použite 40 -pinový plochý kábel na pripojenie 40 -kolíkového držiaka PiTFT k 40 -kolíkovému držiaku Cobbler. Poznámka: biely drôt na 40 -pinovej stuhe by mal byť umiestnený podľa fotografie.

Krok 4: Pripojte displej PiTFT k Raspberry Pi

Pripojte displej PiTFT priamo k Raspberry Pi tak, že vyrovnáte 40 -kolíkový zásuvkový konektor na PiTFT s mužským úchytom na Raspberry Pi.

Krok 5: Pripojte snímač termálnej kamery 8x8 k ševci

Pomocou štyroch prepojovacích káblov samica/samica pripevnite snímač termokamery 8x8 k ševci.

Vin sa pripája na 5V na Cobbleri a zvyšok pinov sa zhoduje s rovnakými štítkami medzi každým kolíkom na termokamere a na Cobbleri. Kolíky „3Vo“a „INT“na termokamere zostanú nepripojené.

Hotový obvod je zobrazený vyššie.

Krok 6: Stiahnite si formátovač pamäťovej karty SD

Otvorte stránku https://www.sdcard.org/downloads/formatter_4/index.html a stiahnite si formátovač karty SD pomocou príslušného súboru pre váš počítač.

Krok 7: Naformátujte kartu SD

Otvorte na počítači program SD Card Downloader, vyberte kartu, zvoľte „Prepísať formát“a spustite program. Tým sa karta SD rozdelí na niečo, čo sa nazýva Fat32, čo je potrebné na umiestnenie operačného systému na kartu.

Krok 8: Stiahnite si Noobs

Prejdite na https://www.raspberrypi.org/downloads/noobs/ a stiahnite si súbor zip pre softvér Noobs.

Otvorte priečinok zip zo sťahovaných súborov a kliknite na extrahovať. Pridajte názov „Noobs“na koniec cieľového názvu a vytvorte nový priečinok obsahujúci extrahované súbory.

Krok 9: Získanie operačného systému na Raspberry Pi

Skopírujte extrahované súbory z priečinka Noobs na formátovanú kartu SD. Vysuňte SD kartu a vložte ju do Raspberry Pi. Pripojte Pi k monitoru prostredníctvom HDMI a potom napájajte Pi zapojením do počítača cez USB. Budete ho tiež chcieť pripojiť k myši a klávesnici. Postupujte podľa pokynov pri zavádzaní a nainštalujte „Raspbian OS“Uistite sa, že ste vybrali jazyk klávesnice „americká angličtina“. Tým sa OS presunie na Raspberry Pi a otvorí sa obrazovka pracovnej plochy.

Krok 10: Nastavte PiTFT

Otvorte internetové pripojenie a zaistite, aby mal Pi prístup na internet.

Otvorte tlačidlo Terminál na hornom paneli pracovnej plochy a zadajte nasledujúci kód:

CD ~

wget

chmod +x adafruit-pitft.sh

sudo./adafruit-pitft.sh

Potom, keď sa program spustí, zadajte, čo chcete, 1, zadajte prvý dotaz, 1 a zadajte druhý.

Tip na riešenie problémov: Ak sa zobrazí chyba, že chýbajú súbory, pokračujte ďalším krokom a vráťte sa k tomuto. Začnite znova textom „sudo./adafruit-pitft.sh“

Keď sa vás spýta, či chcete, aby sa konzola zobrazovala na ploche pitftu, zadajte „y“a potom stlačte kláves Enter.

Keď sa zobrazí výzva na reštartovanie počítača, zadajte „y“.

Krok 11: Ak sa vám pri nastavovaní programu PiTFT zobrazuje chyba …

V systéme NOOBS pravdepodobne chýba niekoľko systémových súborov, ktoré sú potrebné na spustenie softvéru pitft. Ak sa v poslednom kroku v niektorom bode vyskytne chyba, postupujte podľa týchto pokynov. Problém je v tom, že v konkrétnom úložisku musia byť ďalšie súbory. Otvorte ho zadaním nasledujúceho príkazu:

sudo nano /etc/apt/sources.list

Otvorí sa editor terminálu pre toto úložisko a budete sem môcť pridávať súbory vložením ďalších riadkov. Ďalšie riadky vám v skutočnosti poskytuje chybové hlásenie vrátane zdroja súborov. Toto bol riadok, ktorý som musel zadať, aby som dostal chýbajúce súbory:

deb https://mirrordirector.raspbian.org/raspbian stretch main contrib non-free rip firmware

Na uloženie tejto zmeny je kľúčový príkaz ctrl+O pre „Vypísať“, potom ctrl+T, potom zadajte súbor a potom prepíšte pôvodný súbor do správneho priečinka. „Správny súbor“je názov súboru, ktorý ste otvorili, aka „/etc/apt/sources.list“Uistite sa, že nevyberiete verziu.d súboru. Potom okno uložte.

Vráťte sa k predchádzajúcemu kroku a dokončite proces zakladania jamy.

Krok 12: Aktualizujte Pi a získajte potrebný softvér

V tomto mieste bude PiTFT vašou konzolou.

Tip na riešenie problémov: Ak máte problémy s používaním iba pomocou konzoly PiTFT, môžete zadaním príkazu startx znova otvoriť celú pracovnú plochu.

Ak chcete aktualizovať Pi, zadajte tento príkaz:

sudo apt-get aktualizácia

Potom, čo je Pi aktualizovaný, nainštalujeme softvér na používanie AMG8833. Zadajte nasledujúce príkazy:

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

git klon

cd Adafruit_Python_GPIO

sudo python setup.py install

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

sudo pip install color Adafruit_AMG88xx

Krok 13: Povolením zbernice I2C povolte komunikáciu s AMG8833

Aby sme povolili zbernicu I2C, musíme zmeniť konfiguráciu Pi.

Typ:

sudo raspi-config

Potom pomocou klávesov so šípkami prejdite nadol na piatu možnosť s názvom „Možnosť rozhrania“a stlačte kláves Enter.

Prejdite nadol na P5 "I2C" a stlačte kláves Enter.

Povoľte I2C stlačením klávesu Enter na možnosti „Áno“v povoľovacom dotaze.

Stlačením klávesu Enter sa zobrazí správa, že je povolená.

Pomocou klávesov so šípkou doprava a doľava prejdite na položku „Dokončiť“a potom stlačením klávesu Enter ukončite konfiguráciu. okno.

Krok 14: Overte, či je snímač pripojený a detegovaný I2C

Ak to chcete overiť, než budete pokračovať, zadajte príkaz:

sudo i2cdetect -y 1

Ak sa pole zobrazuje iba s pomlčkami okrem 69 v dolnom riadku 9. stĺpca, váš systém funguje správne.

Krok 15: Používajte fotoaparát

Fotoaparát spustíte zadaním príkazov:

Tip na riešenie problémov: V tomto kroku Pi používa anglickú klávesnicu, ktorá na zadanie „~“používa Shift+ (lomka je kláves medzi klávesom Backspace a Enter na klávesnici)

cd ~/

klon git

cd Adafruit_AMG88xx_python/príklady

sudo python thermal_cam.py

Tým sa otvorí okno fotoaparátu. Teraz máte funkčnú termokameru, pokojne to na veci ukážte.

Pretože Pitting používame iba ako displej, budete musieť fyzicky odpojiť napájanie AMG8833, aby ste sa vrátili do okna príkazového terminálu. Vráťte sa do príkazového okna a ak chcete Pi vypnúť, zadajte:

teraz vypnúť

Bezpečnostný tip: Neodpájajte Pi od napájania skôr, ako dokončí proces vypínania, mohlo by to poškodiť kartu SD.

Krok 16: Ďalší nápad: Úprava kódu na zmenu rozsahu zobrazovaných teplôt

Ak chcete upraviť rozsah, ktorý pôvodne mal vzorový kód, odpojte napájanie tepelného senzora a zadajte tento príkaz:

sudo nano thermal_cam.py

Tým sa otvorí editor kódu. Prejdite nadol na teplotný rozsah a upravte podľa potreby. Všimnite si, že sú v stupňoch Celzia.

Napíšte upravený kód a uložte ho ako nový súbor alebo prepíšte pôvodný príklad.

Ďalší (pravdepodobne jednoduchší spôsob), ako to urobiť, je jednoducho pripojiť Pi späť k monitoru pomocou HDMI a zadať príkaz:

startx

Tým sa spustí domovská stránka a potom stačí ísť do súborov a otvoriť súbor term_cam.py v editore pythonu a zmeniť ho a uložiť ho tam.