Termocamera IR: 16 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:04

Hai mai visto un film di fantascienza o d'azione, in cui i personaggi si spostano in una stanza buia e accendono la loro "visione termica"? O hai mai giocato a Metroid Prime e ricordi la visiera termica che ha ottenuto il personaggio principale?

Bene, ho fatto entrambe le cose e penso che sia piuttosto carino. La luce visibile è un modo eccellente per utilizzare i nostri occhi per vedere il mondo intorno a noi, ma ci sono alcune carenze della nostra attuale iterazione evolutiva di un bulbo oculare dell'obiettivo, vale a dire che non funziona senza che la luce visibile sia stata introdotta nel nostro sistema. Può anche riflettere in modo strano e distorcere l'immagine catturata da esso.

Le termocamere non hanno questi problemi, rilevano le lunghezze d'onda infrarosse della luce che vengono emesse naturalmente da qualsiasi corpo caldo. Ciò significa che funzionano al buio e non riflettono davvero sulle superfici tanto quanto le lunghezze d'onda della luce visibile. Ciò li rende pratici da utilizzare in assenza di una sorgente di luce visibile per rilevare corpi caldi, oltre a essere utilizzati per tracciare in modo più accurato la cinematica di un corpo caldo in movimento in modo più accurato rispetto a una telecamera convenzionale.

Abbiamo deciso di realizzare una termocamera perché pensavamo che sarebbe stata una bella espansione nel trasformare l'input IR in una rappresentazione visiva. Abbiamo finito per utilizzare una piccola serie di sensori IR chiamati Grid Eye AMG8833 e un piccolo computer chiamato Raspberry Pi che è in grado di espandere l'unico ingresso 8x8 dell'AMG8833 a un'uscita di 32x32, che fornisce una risoluzione decente all'immagine schermo produce.

Questa è la nostra istruzione per realizzare una piccola termocamera, usala per impressionare i tuoi amici o per dominare in qualche tipo di gioco al coperto giocato al buio, anche se dovrai trovare un alimentatore portatile sufficiente per far funzionare il Pi.

Passaggio 1: preparazione e sicurezza

Prima di iniziare, dovresti sapere:

La radiazione infrarossa, o IR, è un tipo di luce che si irradia da un oggetto a causa della sua energia termica. Il sensore IR può rilevare questa radiazione e quindi ha bisogno di programmi per elaborare il segnale e visualizzare l'immagine.

Questo sito Web fornisce il software per formattare una scheda SD:

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

Questo sito Web fornisce il sistema operativo NOOBS per eseguire il Raspberry Pi:

www.raspberrypi.org/downloads/noobs/

Ulteriori informazioni sul sensore IR AMG8833 sono disponibili qui:

learn.adafruit.com/adafruit-amg8833-8x8-termocamera-sensore

Sicurezza: si consiglia di collegare i circuiti prima di collegare il Raspberry Pi. Consigliamo inoltre di tenere il gruppo racchiuso in un involucro per proteggere l'hardware da correnti vaganti, urti e liquidi. Infine, non scollegare l'USB per spegnere il Raspberry Pi, poiché ciò potrebbe danneggiare il dispositivo. Invece, usa il comando "spegni ora".

Passaggio 2: raccogliere tutti i componenti e gli strumenti necessari

Assicurati di avere tutti i seguenti componenti:

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

-Adafruit AMG8833 Sensore per termocamera 8x8 (https://www.adafruit.com/product/3538)

-Pi T-Cobbler+ e cavo a nastro a 40 pin (https://www.adafruit.com/product/2028)

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

-4 ponticelli femmina/femmina

-Scheda e adattatore MicroSD (https://www.amazon.com/Samsung-MicroSD-Adapter-MB…)

Assicurati inoltre di disporre di tutti i seguenti strumenti per l'assemblaggio e la formattazione:

-Computer con accesso a Internet

-Mini cavo USB

-Tastiera del computer

-Topo

Passaggio 3: collega PiTFT a Cobbler

Utilizzare il cavo a nastro a 40 pin per collegare il supporto a 40 pin maschio PiTFT al supporto a 40 pin Cobbler. Nota: il filo bianco sul nastro a 40 pin deve essere posizionato secondo la foto.

Passaggio 4: collegare il display PiTFT a Raspberry Pi

Collega il display PiTFT direttamente al Raspberry Pi allineando il connettore femmina a 40 pin sul PiTFT con il supporto maschio sul Raspberry Pi.

Passaggio 5: collegare il sensore della fotocamera termica 8x8 al Cobbler

Utilizzare i quattro cavi jumper femmina/femmina per collegare il sensore della termocamera 8x8 al Cobbler.

Vin si collega a 5V su Cobbler e il resto dei pin corrisponde alle stesse etichette tra ciascun pin sulla termocamera e sul Cobbler. I pin "3Vo" e "INT" sulla termocamera rimangono scollegati.

Il circuito finito è mostrato sopra.

Passaggio 6: scarica il formattatore della scheda di memoria SD

Apri il sito https://www.sdcard.org/downloads/formatter_4/index.html e scarica SD Card Formatter utilizzando il file appropriato per il tuo computer.

Passaggio 7: formattare la scheda SD

Apri il programma SD Card Downloader sul tuo computer e seleziona la scheda, quindi seleziona "Sovrascrivi formato" ed esegui il programma. Questo partirà la scheda SD in qualcosa chiamato Fat32, che è ciò che è necessario per posizionare un sistema operativo sulla scheda.

Passaggio 8: scarica Noobs

Vai su https://www.raspberrypi.org/downloads/noobs/ e scarica il file zip per il software Noobs.

Apri la cartella zip dai tuoi download e fai clic su Estrai. Aggiungi il nome "Noobs" alla fine del nome della destinazione per creare una nuova cartella contenente i file estratti.

Passaggio 9: ottenere il sistema operativo sul Raspberry Pi

Copia i file estratti dalla cartella Noobs sulla scheda SD formattata. Espellere la scheda SD e inserirla nel Raspberry Pi. Collega il Pi a un monitor tramite HDMI, quindi alimenta il Pi collegandolo al computer tramite USB. Dovrai collegarlo anche a un mouse e una tastiera. Segui le istruzioni di avvio e installa "Raspbian OS". Assicurati di selezionare la lingua della tastiera "Inglese americano". Questo metterà il sistema operativo sul Raspberry Pi e aprirà lo schermo del desktop.

Passaggio 10: configurare il PiTFT

Apri le connessioni Internet e assicurati che il Pi abbia accesso a Internet.

Apri il pulsante Terminale nella barra in alto del desktop e digita il seguente codice:

cd ~

wget

chmod +x adafruit-pitft.sh

sudo./adafruit-pitft.sh

Quindi, quando il programma viene eseguito, per quello che vogliamo digitare 1 quindi immettere per la prima query, 1 e immettere di nuovo per la seconda.

Suggerimento per la risoluzione dei problemi: se ricevi un errore che dice che mancano dei file, vedi il passaggio successivo e poi torna a questo, ricominciando da capo con "sudo./adafruit-pitft.sh"

Quando ti viene chiesto se vuoi che la console appaia sul display di pitft, digita "y" e poi premi invio.

Quindi digita "y" quando ti viene chiesto di riavviare ora.

Passaggio 11: se si verifica un errore durante la configurazione di PiTFT…

A NOOBS mancano probabilmente alcuni file di sistema necessari per eseguire il software pitft, se si è verificato un errore durante l'ultimo passaggio, queste sono le istruzioni per correggere l'errore. Il problema è che ci devono essere file aggiuntivi in un particolare repository, apri il repository digitando il seguente comando:

sudo nano /etc/apt/sources.list

Questo aprirà un editor di terminale per questo repository e sarai in grado di aggiungere file qui inserendo righe aggiuntive. Le righe aggiuntive ti vengono effettivamente fornite dal messaggio di errore che include l'origine dei file, questa era la riga che dovevo digitare per ottenere i miei file mancanti:

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

Per salvare questa modifica, il comando chiave è ctrl+O per "Scrivi", quindi ctrl+T quindi invio per trovare il file, quindi sovrascrivere il file originale nella cartella corretta. Nota, il "file corretto" è il nome del file che hai aperto, noto anche come "/etc/apt/sources.list" Assicurati di non selezionare la versione.d del file. Quindi chiudi la finestra una volta salvata.

Torna al passaggio precedente per completare il processo di configurazione del pitft.

Passaggio 12: aggiorna Pi e ottieni il software necessario

A questo punto, il PiTFT sarà la tua console.

Suggerimento per la risoluzione dei problemi: se hai problemi a utilizzare solo la console PiTFT, puoi digitare il comando startx per aprire nuovamente il desktop completo.

Per aggiornare il Pi, digita questo comando:

sudo apt-get update

Quindi, una volta aggiornato il Pi, installeremo il software per l'utilizzo dell'AMG8833. Digita i seguenti comandi:

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

git clone

cd Adafruit_Python_GPIO

sudo python setup.py install

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

sudo pip install color Adafruit_AMG88xx

Passaggio 13: abilitare il bus I2C per consentire la comunicazione con l'AMG8833

Per abilitare il bus I2C, dobbiamo modificare la configurazione del Pi.

Tipo:

sudo raspi-config

Quindi usa i tasti freccia per navigare verso il basso fino alla quinta opzione che legge "Opzione interfaccia" e premi invio.

Scorri fino a P5 "I2C" e premi invio.

Abilita I2C premendo invio sull'opzione "Sì" della query di abilitazione.

Premi invio quando dice che è stato abilitato.

Usa i tasti freccia destra e sinistra per navigare fino a "finire", quindi premi invio per uscire dalla configurazione. finestra.

Passaggio 14: verificare che il sensore sia collegato e rilevato dall'I2C

Per verificarlo prima di procedere ulteriormente, inserisci il comando:

sudo i2cdetect -y 1

Se viene visualizzato un array con solo trattini ad eccezione di un 69 nella riga inferiore della nona colonna, il sistema funziona correttamente.

Passaggio 15: utilizzare la fotocamera

Per avviare la fotocamera, inserisci i comandi:

Suggerimento per la risoluzione dei problemi: per questo passaggio, il Pi utilizza una tastiera inglese che utilizza Maiusc+\ per digitare "~" (la barra laterale è il tasto tra backspace e invio sulla tastiera)

cd~/

git clone

cd Adafruit_AMG88xx_python/esempi

sudo python termica_cam.py

Questo aprirà la finestra della fotocamera. Ora hai una termocamera funzionante, sentiti libero di puntarla verso le cose.

Inoltre, poiché stiamo usando solo il pitft come display, dovrai scollegare fisicamente l'alimentazione all'AMG8833 per tornare alla finestra del terminale di comando. Una volta tornato alla finestra di comando, se desideri spegnere il Pi, digita:

spegnilo ora

Suggerimento per la sicurezza: non scollegare il Pi dall'alimentazione prima che abbia completato il processo di spegnimento, ciò può danneggiare la scheda SD.

Passaggio 16: ulteriore idea: modifica del codice per modificare l'intervallo di temperature visualizzato

Se si desidera regolare il range che aveva originariamente il codice di esempio, scollegare l'alimentazione al sensore termico e digitare questo comando:

sudo nano termica_cam.py

Questo aprirà l'editor del codice. Scorri verso il basso fino all'intervallo di temperatura e regola come desiderato. Nota che sono in gradi Celsius.

Scrivi il codice modificato e salva come nuovo file o sovrascrivi l'esempio originale.

Un altro modo (probabilmente più semplice) per farlo sarebbe semplicemente ricollegare il Pi a un monitor con un HDMI e comandare:

startx

Questo avvierà la homepage, quindi puoi semplicemente andare nei file e aprire termica_cam.py nell'editor python e cambiarlo e salvarlo lì.