Termòmetre IR sense contacte: 8 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:11

El meu Departament de Salut local es va posar en contacte amb mi perquè necessitaven una manera de rastrejar la temperatura corporal de la salut dels seus empleats diàriament durant la crisi del Covid-19 del 2020. Normalment, els termòmetres IR fora de la plataforma començaven a ser escassos en subministrament, de manera que em van preguntar si podia produir un disseny per a una versió de bricolatge.

Aquest disseny es basa en gran mesura en la feina feta per Aswinth Raj en aquesta publicació:

Volia fer alguns canvis de disseny d’algunes maneres significatives: volia fer que el recinte fos el més ràpid de fabricar possible, optant per un disseny de paquet pla de tall làser sobre impressió 3D. Tenint en compte que actualment les línies de subministrament estan reduïdes, volia reduir la resta de la llista de materials a la manera més sostenible i econòmica possible. He canviat el genuí Arduino Micro pel genèric Arduino Nano. Normalment defensaria un maquinari Arduino autèntic, però aquí és més barat un omnipresent sentit. Parlem del sensor MLX90614, especialment de la seva designació específica. La versió BAA extremadament comuna té un camp de visió de 90 graus que és completament inadequat per a aquest projecte. Aquesta documentació utilitza la designació BCH, que utilitza un FOV de 12 graus i informa de lectures de temperatura més fiables. A partir d’aquest escrit, les existències han estat curtes en aquesta versió, però continueu consultant Digikey i Mouser per obtenir subministraments.

Subministraments

1x MLX 90614-BCH sensor tèrmic IR

1 versió Arduino Nano CH340:

1x pantalla OLED i2c de 128x64

1x díode làser

1x condensador.1uF

Connector de bateria 1x 9v

1x polsador temporal

Cable de connexió

Bateria de 9v

Fusta contraxapada de bedoll bàltic de 3 mm

Pas 1: pas 1: tall amb làser el recinte

D'acord, realment podeu fer aquesta part en qualsevol moment abans dels passos finals, però si no voleu estar esperant que s'assequi la cola, feu-ho primer mentre munteu l'electrònica. Tot hauria de cabre en una sola peça de bedoll bàltic de 6x8 polzades amb un gruix de 3 mm. Podeu trobar un enllaç al fitxer SVG en aquesta pàgina. Poseu-vos en contacte amb mi si ajudeu directament els professionals mèdics i no teniu accés a un làser. Podem resoldre alguna cosa.

Pas 2: Pas 2: munteu el recinte

Vaig muntar el recinte amb cola de fusta, però també podeu utilitzar CA, segons les vostres preferències.

Primer voleu enganxar les dues peces d'obertura juntes. Assegureu-vos que estiguin perfectament alineats i elimineu qualsevol filtració de cola als forats abans que s’assequin completament. És possible que també hagueu d’arxivar les ranures dels dos panells laterals per assegurar-vos que encaixin correctament. (Imatges 1 i 2)

Et facilitarà la vida molt més si extreus un bassal de cola de fusta sobre una mica de plàstic o una bossa de plàstic i, a continuació, ho apliques amb un escuradents o un raspall. No necessiteu gaire cosa, de manera que no voleu que arribi per tot arreu. A continuació, introduïu l’obertura frontal en un dels panells laterals, encolant les superfícies d’aparellament. A continuació, col·loqueu-lo al tauler inferior assegurant-vos que la portella estigui orientada cap a la part posterior i, finalment, encaixi al tauler posterior, assegurant-vos que el costat entallat estigui cap amunt. (Imatges 3, 4 i 5)

Només queden dos panells més: la placa posterior del mànec i després la base del mànec. Primer feu el panell posterior del mànec, amb el forat cap a la part superior de la unitat i, finalment, la base del mànec. Finalment, apliqueu cola a totes les superfícies superiors i col·loqueu l’altra placa lateral sobre totes les pestanyes. Agafeu-lo i deixeu que la cola es quedi com a mínim durant una hora. (Imatges 6, 7 i 8)

Pas 3: Pas 3: Munteu els vostres materials

Aquest circuit té moltes coses en marxa i la soldadura és bastant ajustada, de manera que val la pena dedicar-se un moment a la taula de control per assegurar-se que funcioni abans de començar a fer canvis que no es poden tornar a fer. La primera imatge és el diagrama general del circuit. Estem fent un ús intensiu dels pins A4 i A5 d’Arduino Nano per a la funcionalitat i2c, els pins de 5v i 3,3v i alguns altres. (Imatge 1)

En primer lloc, soldeu el sensor IR. Si el sensor no està connectat a un PCB, haureu de soldar les vostres pròpies connexions als conductors. El full de dades no és bo per identificar si busqueu la part frontal o posterior del sensor, així que utilitzeu la foto comentada com a guia mitjançant la pestanya de referència. Per motius de coherència, faré servir cables de color groc per a les connexions SCL i Blau per a SDA per a les connexions i2c. Soldeu-ho tot per conductors d'alguns cables flexibles i, a continuació, utilitzeu la contracció de calor per aïllar els connectors. Retalleu els cables a aproximadament 3 polzades. (Imatges 2 i 3) A continuació volem connectar cables a la pantalla OLED. Si els vostres venien amb pins de capçalera preinstal·lats, dessoldeu-los i deslligueu-los; voldrem connexions soldades permanentment. Una vegada més, utilitzeu cables de color groc per a SCL i blaus per a SDA. (Imatges 4 i 5) Si el vostre Arduino Nano no venia amb capçaleres adjuntes, ara és un bon moment per adjuntar-ne algunes. Utilitzeu una tauleta per ajudar-los a mantenir-se alineats mentre els soldeu al lloc. (Imatges 6, 7 i 8)

Pas 4: Pas 4: carregueu i proveu el vostre codi

Si el vostre sensor MLX90614 no venia amb una placa de connexió connectada, necessiteu un condensador.1uF per connectar les connexions de terra i 3.3v. Assegureu-vos que estigui al seu lloc a la vostra taula abans d’engegar el circuit.

Si el vostre Arduino Nano té el chipset CH340, (imatge 1) és possible que hàgiu d’instal·lar controladors específics abans de poder programar la placa. Cerqueu el xip a la part inferior del tauler. Podeu trobar el controlador i les instruccions per instal·lar-lo aquí:

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

Depenent de la versió del tauler, és possible que hagueu de canviar entre les versions actuals d'ATmega328P i ATmega328P (carregador d'arrencada antic). (Imatge 2) Si el vostre codi s'ha carregat correctament, hauríeu de veure la temperatura indicada a la pantalla OLED. (Imatge 3)

Podeu trobar el codi a la part inferior d’aquesta pàgina. Hi ha dues versions diferents, una per a Fahrenheit i una altra per a centígrads.

Pas 5: pas 5: soldadura permanent

D’acord, comencem a construir un circuit durador. Comenceu mesurant el vostre perfboard. Estic fent servir un tauler sense rastre preconnectat. és més treball fer totes les vostres connexions, però us proporciona una mica més de flexibilitat en el disseny. Comenceu col·locant el Nano al perfboard i fent algunes mesures abans de retallar-lo. Voldreu com a mínim tres files de pins al costat analògic del tauler. Vaig pensar que hauria de mantenir una fila oberta a l’altre costat, però resulta que no, així que finalment la vaig retallar per estalviar espai. Soldeu tots els passadors al perfboard. A continuació, feu les connexions de soldadura permanents del sensor IR, inclosos el condensador i la connexió a terra. El sensor hauria d’alimentar-se des del pin de 3,3 V. (Imatges 1-5) A continuació, connecteu el sensor OLED. Pot alimentar-se des del pin de 5v. A continuació, afegiu el díode làser, directament cablejat de 5v a terra. Finalment, connecteu el connector de la bateria de 9v. El vermell està connectat al pin Vin i es connecta de terra a terra. Podeu connectar la bateria per verificar que tot funcioni correctament. (Imatges 6, 7 i 8)

Pas 6: Pas 6a: Assemblea final (ish)

Ara que ja teniu el circuit complet soldat i funcionant i el vostre recinte construït, és hora de muntar aquesta cosa. Primer de tot: introduïu el díode làser a la part inferior, al forat més petit de la peça d'obertura frontal. Això ja hauria de ser ajustat, però no fa mal assegurar-lo amb una mica de cola calenta. Abans d’arribar massa, deixeu caure el connector de la bateria de 9 V, amb una mica de fil conductor decent, pel forat i cap al mànec. (Imatges 1-4) A continuació, introduïu el sensor IR al forat més gran, assegurant-lo també amb una mica de cola calenta. Esteneu una mica de cola calenta a la placa posterior del recinte i utilitzeu-la per fixar la pantalla. Podeu utilitzar una mica de cola al voltant dels forats de muntatge si no se sent prou segur. Finalment, utilitzeu uns quants gots de cola calenta per ajudar a fixar l’arduino i el perfboard al cos de l’home del recinte. (Imatges 6-8)

Pas 7: Pas 6b: Assemblea final_final

Ara que tot està junt a la part superior del recinte, és hora de centrar-se a la part inferior.

Talleu el cable de terra del connector de la bateria de 9 v i retireu els cables. Soldeu-los als connectors del polsador. Feu-lo passar pel forat del mànec de manera que el botó estigui orientat cap endavant i, a continuació, fixeu-lo amb el rentaplats i la rosca. (Imatges 1-4) Finalment, fixeu la bateria i introduïu-la a la bretxa del mànec. Podeu assegurar-lo amb una mica de cinta si voleu evitar que caigui. (Imatge 5)

Pas 8: Ús i bones pràctiques

Probablement, però és totalment necessària una exempció de responsabilitat: AQUEST NO ÉS EQUIPAMENT MÈDIC I NO SÓC FABRICANT D'EQUIPAMENT MÈDIC.

Estic bastant content de la precisió i la consistència d’aquest dispositiu, però si el feu servir per comprovar les temperatures de les persones, sobretot ara durant la pandèmia Covid-19 del 2020, preneu-vos el temps per familiaritzar-vos amb les temperatures reportades pel dispositiu. i estableixi les seves pròpies línies de base. En el millor dels casos, aquest dispositiu no s’ha d’utilitzar per substituir un termòmetre mèdic. S’ha d’utilitzar per determinar si s’ha de sotmetre a una persona a un examen mèdic més profund i fiable.

A més, hauríeu d’aconseguir el dispositiu tan a prop del tema com sigui possible, idealment a 2-4 polzades. He inclòs un làser per a la precisió, però el feix IR encara té una amplada de 12 graus i voleu que el subjecte ompli aquest feix tant com sigui possible. Espero que això us ajudi. Si us plau, envieu-me comentaris si l’utilitzeu a la pràctica per poder actualitzar el projecte. Mantingueu-vos segur, protegiu la vostra família, doneu suport a la vostra comunitat i seguiu creant.