Càmera tèrmica IR: 16 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

Heu vist alguna vegada una pel·lícula de ciència ficció o d’acció, on els personatges es traslladen a una habitació negra i activen la seva “visió tèrmica”? O has jugat mai a Metroid Prime i recordes la visera tèrmica que tenia el personatge principal?

Bé, he fet aquestes dues coses i crec que és bastant ordenat. La llum visible és una manera excel·lent d’utilitzar els nostres ulls per veure el món que ens envolta, però hi ha algunes deficiències de la nostra iteració evolutiva actual d’un globus ocular de l’objectiu, és a dir, que no funciona sense que s’hagi introduït llum visible al nostre sistema.. També pot reflectir estranyes i distorsionar la imatge capturada per ella.

Les càmeres tèrmiques no tenen aquests problemes, detecten les longituds d’ona infraroges de la llum que emeten naturalment qualsevol cos càlid. Això significa que treballen a les fosques i que no es reflecteixen realment en les superfícies, com ho fan les longituds d'ona de llum visible. Això els fa útils si no hi ha una font de llum visible per detectar cossos càlids, així com també es pot fer un seguiment amb més precisió de la cinemàtica d’un cos calent en moviment amb més precisió que una càmera convencional.

Vam decidir fer una càmera tèrmica perquè pensàvem que seria una bona expansió en convertir l'entrada IR en una representació visual. Vam acabar utilitzant una petita gamma de sensors IR anomenats Grid Eye AMG8833 i un petit equip anomenat Raspberry Pi que és capaç d’ampliar l’única entrada de 8x8 de l’AMG8833 a una sortida de 32x32, que proporciona una resolució decent a la imatge pantalla produeix.

Aquesta és la nostra instrucció per fer una mica de càmera tèrmica, utilitzar-la per impressionar els teus amics o dominar en algun tipus de joc d’interior que es juga a les fosques, tot i que hauràs de trobar una font d’alimentació portàtil suficient per fer funcionar el Pi.

Pas 1: Preparació i seguretat

Abans de començar, heu de saber:

La radiació infraroja, o IR, és un tipus de llum que s’irradia d’un objecte a causa de la seva energia tèrmica. El sensor IR pot detectar aquesta radiació i, a continuació, necessita programes per processar el senyal i mostrar la imatge.

Aquest lloc web proporciona el programari per formatar una targeta SD:

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

Aquest lloc web proporciona el sistema operatiu NOOBS per executar Raspberry Pi:

www.raspberrypi.org/downloads/noobs/

Podeu trobar més informació sobre el sensor IR AMG8833 aquí:

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

Seguretat: es recomana connectar els circuits abans d’endollar el Raspberry Pi. També us aconsellem que mantingueu el conjunt tancat en un recinte per protegir el maquinari de corrents perdudes, impactes i líquids. Finalment, no desconnecteu l’USB per apagar el Raspberry Pi, ja que això podria danyar el dispositiu. En el seu lloc, utilitzeu l'ordre "shutdown now".

Pas 2: reuniu tots els components i eines necessaris

Assegureu-vos que teniu tots els components següents:

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

-Adafruit AMG8833 8x8 sensor de càmera tèrmica (https://www.adafruit.com/product/3538)

-Pi T-Cobbler + i cable de cinta de 40 pins (https://www.adafruit.com/product/2028)

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

-4 cables de pont femení / femení

-Adaptador i targeta MicroSD (https://www.amazon.com/Samsung-MicroSD-Adapter-MB…)

Assegureu-vos també de tenir totes les eines següents per al muntatge i el format:

-Ordenador amb accés a Internet

-Mini cable USB

-Teclat

-Ratolí

Pas 3: connecteu PiTFT a Cobbler

Utilitzeu el cable de cinta de 40 pins per connectar el suport de 40 pins macho PiTFT al suport de 40 pins de Cobbler. Nota: el cable blanc de la cinta de 40 pins s’ha de col·locar segons la foto.

Pas 4: connecteu la pantalla PiTFT a Raspberry Pi

Connecteu la pantalla PiTFT directament al Raspberry Pi alineant el connector femella de 40 pins del PiTFT amb el suport masculí del Raspberry Pi.

Pas 5: connecteu el sensor de càmera tèrmica 8x8 al cobbler

Utilitzeu els quatre cables de pont femení / femení per connectar el sensor de càmera tèrmica 8x8 al cobbler.

Vin es connecta a 5V a Cobbler i la resta de pins coincideixen amb les mateixes etiquetes entre cada pin de la càmera tèrmica i el Cobbler. Els pins "3Vo" i "INT" de la càmera tèrmica es deixen sense connectar.

El circuit final es mostra a la part superior.

Pas 6: descarregueu el formatador de la targeta de memòria SD

Obriu el lloc https://www.sdcard.org/downloads/formatter_4/index.html i descarregueu el formatador de targeta SD mitjançant el fitxer adequat per al vostre ordinador.

Pas 7: formatar la targeta SD

Obriu el programa SD Card Downloader a l'ordinador i seleccioneu la targeta i, a continuació, seleccioneu "Sobrescriu el format" i executeu el programa. Això dividirà la targeta SD en una cosa anomenada Fat32, que és el que es necessita per col·locar un sistema operatiu a la targeta.

Pas 8: descarregueu Noobs

Aneu a https://www.raspberrypi.org/downloads/noobs/ i descarregueu el fitxer zip del programari Noobs.

Obriu la carpeta zip de les baixades i feu clic a Extreu. Afegiu el nom "Noobs" al final del nom de destinació per crear una carpeta nova que contingui els fitxers extrets.

Pas 9: Obtenir el sistema operatiu al Raspberry Pi

Copieu els fitxers extrets de la carpeta Noobs a la targeta SD formatada. Expulseu la targeta SD i introduïu-la al Raspberry Pi. Connecteu el Pi a un monitor mitjançant HDMI i, a continuació, alimenteu el Pi connectant-lo a l'ordinador mitjançant USB. També voldreu connectar-lo al ratolí i al teclat. Seguiu les instruccions d'arrencada i instal·leu "Raspbian OS" Assegureu-vos de seleccionar l'idioma del teclat "Anglès americà". Això posarà el sistema operatiu al Raspberry Pi i obrirà la pantalla de l’escriptori.

Pas 10: configureu el PiTFT

Obriu les connexions a Internet i assegureu-vos que el Pi tingui accés a Internet.

Obriu el botó Terminal a la barra superior de l'escriptori i escriviu el codi següent:

cd ~

wget

chmod + x adafruit-pitft.sh

sudo./adafruit-pitft.sh

A continuació, quan s'executa el programa, introduïu el que voleu escriure 1 i introduïu la primera consulta, 1 i torneu a introduir la segona.

Consell de resolució de problemes: si apareix un error en dir que falten fitxers, consulteu el pas següent i torneu a aquest, començant de nou amb "sudo./adafruit-pitft.sh"

Quan se us demani si voleu que la consola aparegui a la pantalla pitft, escriviu "y" i, a continuació, premeu Intro.

A continuació, escriviu "y" quan se us demani que reinicieu ara.

Pas 11: si teniu un error en configurar el PiTFT …

A NOOBS probablement falten alguns fitxers del sistema que són necessaris per executar el programari de pitft; si es va produir un error en algun moment de l’últim pas, aquestes són les instruccions per corregir l’error. El problema és que cal que hi hagi fitxers addicionals en un dipòsit concret, obriu el dipòsit escrivint l'ordre següent:

sudo nano /etc/apt/sources.list

Això obrirà un editor de terminal per a aquest dipòsit i podreu afegir fitxers aquí inserint línies addicionals. Les línies addicionals us les proporciona el missatge d'error, inclosa la font dels fitxers, aquesta era la línia que havia d'escriure per obtenir els fitxers que falten:

deb https://mirrordirector.raspbian.org/raspbian stretch main contrib no free rip firmware

Per desar aquest canvi, l'ordre clau és ctrl + O per a "Escriu", després ctrl + T després introduïu per trobar el fitxer i, a continuació, sobreescriviu el fitxer original a la carpeta adequada. Tingueu en compte que el "fitxer adequat" és el nom del fitxer que heu obert, també conegut com "/etc/apt/sources.list". Assegureu-vos de no seleccionar la versió.d del fitxer. A continuació, tanqueu la finestra un cop s'hagi desat.

Torneu al pas anterior per acabar el procés de configuració del pitft.

Pas 12: actualitzeu Pi i obteniu el programari necessari

En aquest moment, el PiTFT serà la vostra consola.

Consell de resolució de problemes: si teniu problemes per operar només amb la consola PiTFT, podeu escriure l'ordre startx per tornar a obrir l'escriptori complet.

Per actualitzar el Pi, escriviu aquesta ordre:

sudo apt-get update

Després, un cop actualitzat el Pi, instal·larem el programari per utilitzar l’AMG8833. Escriviu les ordres següents:

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

git clon

cd Adafruit_Python_GPIO

sudo python setup.py install

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

sudo pip instal·lar el color Adafruit_AMG88xx

Pas 13: activeu el bus I2C per permetre la comunicació amb l'AMG8833

Per habilitar el bus I2C, hem de canviar la configuració del Pi.

Tipus:

sudo raspi-config

A continuació, utilitzeu les tecles de fletxa per desplaçar-vos fins a la cinquena opció que llegeix "Opció d'interfície" i premeu Retorn.

Navegueu cap avall fins a P5 "I2C" i premeu Intro.

Activeu l'I2C prement Enter a l'opció "Sí" de la consulta d'activació.

Feu clic a Intro quan es digui que s'ha activat.

Utilitzeu les tecles de fletxa dreta i esquerra per navegar fins a "acabar" i premeu Intro per sortir de la configuració. finestra.

Pas 14: comproveu que l'I2C connecta i detecta el sensor

Per verificar-ho abans de continuar, introduïu l'ordre:

sudo i2cdetect -y 1

Si apareix una matriu amb només guions excepte un 69 a la fila inferior de la 9a columna, el sistema funcionarà correctament.

Pas 15: utilitzeu la càmera

Per iniciar la càmera, introduïu les ordres següents:

Consell de resolució de problemes: per a aquest pas, el Pi utilitza un teclat anglès que utilitza Maj + / per escriure "~" (la barra frontal és la tecla entre la tecla de retrocés i la tecla d'entrada).

cd ~ /

git clone

cd Adafruit_AMG88xx_python / exemples

sudo python thermal_cam.py

Això obrirà la finestra de la càmera. Ara teniu una càmera tèrmica funcional, no dubteu a assenyalar-la.

A més, ja que només utilitzem el pitft com a pantalla, haureu de desconnectar físicament l’alimentació de l’AMG8833 per tornar a la finestra del terminal d’ordres. Un cop torneu a la finestra d'ordres, si voleu tancar el Pi, escriviu:

apagat ara

Consell de seguretat: no desconnecteu el Pi de l’alimentació abans que finalitzi el procés d’aturada, ja que pot danyar la targeta SD.

Pas 16: Idea addicional: Edició del codi per canviar l'interval de temperatures que es mostra

Si voleu ajustar l'interval que tenia originalment el codi d'exemple, desconnecteu l'alimentació del sensor tèrmic i escriviu aquesta ordre:

sudo nano thermal_cam.py

Això obrirà l'editor de codi. Desplaceu-vos cap avall fins al rang de temperatura i ajusteu-lo com vulgueu. Tingueu en compte que són en centígrads.

Escriviu el codi editat i deseu-lo com a fitxer nou o sobreescriviu l'exemple original.

Una altra manera (sens dubte més senzilla) de fer-ho seria simplement tornar a connectar el Pi a un monitor amb un HDMI i una ordre:

startx

Això arrencarà la pàgina d'inici i, tot seguit, podeu entrar als fitxers i obrir thermal_cam.py a l'editor de python i canviar-la i desar-la.