Költséghatékony hőkamera: 10 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:39

• Kidolgoztam egy olyan eszközt, amely drónhoz csatlakoztatható, és élőben közvetítheti a termográfiai képből készült kevert keretet, amely a hősugárzást és a rendszeres fotózást mutatja látható fényben.
• A platform egy kisméretű, egy fedélzeti számítógépről, egy hőkamera érzékelőből és egy hagyományos kamera modulból áll.
• Ennek a projektnek a célja, hogy megvizsgálja egy olcsó termikus képalkotó platform lehetőségeit a napelemben bekövetkező sérülések kimutatására, amelyet hőjelzések jellemeznek.

Kellékek

• Raspberry Pi 3B+
• Panasonic AMG8833 rácsos szem
• Pi kamera V2
• Laptop VNC nézővel

1. lépés: PCB fejlesztés

• A Panasonic rács-szem érzékelő NYÁK lapja az Auto-desk EAGLE segítségével tervezhető.
• A.brd fájlt az Adafruit AMG8833 modulhoz hasonlóan fejlesztették ki, kis módosításokkal
• Ezután a NYÁK nyomtatható NYÁK -gyártókkal, én pedig a pcbway.com oldalt használtam, ahol az első rendelésem teljesen ingyenes volt.
• Azt tapasztaltam, hogy a NYÁK -forrasztás teljesen különbözik az általam ismert forrasztástól, mivel felületre szerelt eszközöket tartalmaz, ezért elmentem egy másik NYÁK -gyártóhoz, és forrasztottam a NYÁK -t az érzékelővel.

2. lépés: Szoftverfejlesztés

• A kód Thonny, egy python integrált fejlesztői környezetben van írva.
• A projekt mögött a pi kamera csatlakoztatása és a kapcsolódó szoftverek telepítése volt.
• A következő lépés az volt, hogy a hőérzékelőt a GPIO tűkhöz kell csatlakoztatni, és telepíteni kell az Adafruit könyvtárat az érzékelő használatához.
• Az Adafruit könyvtár szkriptet tartalmazott az érzékelő olvasásához és a hőmérséklet színekhez való hozzárendeléséhez, azonban az általa létrehozott mozgó képeket nem lehetett megvalósítani
• Ezért a kódot átírták egy képfeldolgozást támogató formátumra, főleg két képkocka összeolvasztására.

3. lépés: Az érzékelők olvasása

• Az adatok összegyűjtéséhez a hőkamerából ADAFRUIT könyvtárat használtunk, amely lehetővé teszi az érzékelők olvasási képponttal () történő egyszerű kiengedését, és egy tömböt hoz létre, amely Celsius fokos hőmérsékletet tartalmaz az érzékelők különálló elemeiből mérve.
• A Pi kamera esetében a picamera.capture () függvényparancs meghatározott kimeneti fájlformátumú képet hoz létre
• A gyors feldolgozás érdekében az alacsonyabb felbontást 500 x 500 képpontra állították be

4. lépés: A hőérzékelő beállítása

• Először telepítenünk kell az Adafruit Library és a python csomagokat
• Nyissa meg a parancssort, és futtassa: sudo apt-get update, amely frissíti a Pi-t
• Ezután adja ki a parancsot: sudo apt-get install -y build-essential python-pip python-dev python-smbus git
• Ezután futtassa: git clone https://github.com/adafruit/Adafruit_Python_GPIO…. Amely letölti az Adafruit csomagot a Raspberry Pi -re
• Lépjen a könyvtárba: cd Adafruit_Python_GPIO
• És telepítse a telepítést a következő parancs futtatásával: sudo python setup.py install
• Most telepítse a scipy-t és a pygame-et: sudo apt-get install -y python-scipy python-pygame
• Végül telepítse a színkönyvtárat a következő parancs kiadásával: sudo pip install color Adafruit_AMG88xx

5. lépés: Az I2C interfész engedélyezése

• Adja ki a parancsot: sudo raspi-config
• Kattintson a Speciális beállításokra, válassza az I2C lehetőséget, majd engedélyezze, majd válassza a Befejezés lehetőséget
• Indítsa újra a Pi -t az I2C sikeres engedélyezéséhez
• Győződjön meg arról, hogy engedélyezte a kamera és a VNC interfészeket is

6. lépés: Az érzékelő és a kamera bekötése

• Csak 4 AMG8833 -as csatlakozót kell csatlakoztatnia a Pi -hez, és el kell hagynia az IR -tűt.
• Az 5V -os táp és a föld csatlakoztatható a GPIO 1 és 6 csapjaihoz
• Az SDA és az SCL a Pi 4. és 5. érintkezőjéhez van kötve.
• Jelentkezzen be a málnába az ssh -val
• futtassa: sudo i2cdetect -y 1
• Látnia kell a "69" -et a 9. oszlopban, ha nem, valami probléma van az érzékelő Pi -vel történő bekötésében.
• Végül csatlakoztassa a pi kamera v2 -t a málna pi kamerájának nyílásához

7. lépés: Hőtérkép

• Adja ki a parancsot: git clone
• Lépjen az Adafruit_AMG88xx_python/example könyvtárba
• adja ki a parancsot: sudo python thermal_cam.py
• Az alábbiakban csatoltam az AMG8833 hőleképezési kódot.

8. lépés: Képfeldolgozás

• Hőmérséklet -leképezés

  1. A termikus adatok megjelenítése érdekében a hőmérsékletértékeket színgradiensben ábrázolják, a kéktől a pirosig terjedő tartományban, az összes többi szín között
  2. Az érzékelő indításakor a legalacsonyabb hőmérséklet 0 (kék), a legmagasabb hőmérséklet 1023 (piros) lesz.
  3. Az összes többi hőmérséklet között korrelált értékeket rendelnek az intervallumon belül
  4. Az érzékelő kimenete 1 x 64 tömb, amely mátrixra van méretezve.

• Interpoláció

  1. A hőérzékelő felbontása meglehetősen alacsony, 8 x 8 pixel, ezért köbös interpolációt használnak a felbontás 32 x 32 -re történő növelésére, ami 16 -szor nagyobb mátrixot eredményez
  2. Az interpoláció úgy működik, hogy új adatpontokat hoz létre az ismert pontok halmaza között, azonban a pontosság csökken.

• Számok a képekhez

  1. A 32 x 32 mátrixban a 0 és 1023 közötti számokat az RGB színmodellben tizedes kódokká alakítják át.
  2. A tizedes kódból könnyen létrehozható a kép a SciPy könyvtár függvényével

• Átméretezés anti-aliasing segítségével

  1. A 32 x 32 kép 500 x 500 -ra történő átméretezéséhez, hogy megfeleljen a Pi kamera felbontásának, PIL (Python Image Library) használható.
  2. Anti-aliasing szűrővel rendelkezik, amely nagyításkor kisimítja a pixelek közötti széleket

• Átlátszó képfedés

  1. A digitális kép és a hőkép ezután egy végső képbe keveredik, és egyenként 50% -os átlátszósággal egészíti ki őket.
  2. Ha két, párhuzamos távolságú érzékelő képeit összeolvasztják, azok nem fedik egymást teljesen
  3. Végül az AMG8833 minimális és maximális hőmérsékleti mutatói jelennek meg, átfedő szöveggel a kijelzőn

9. lépés: Kód- és NYÁK -fájlok

Az alábbiakban csatoltam a projekt tesztelési és végső kódját

10. lépés: Következtetés

• Így egy hőkamerát építettek a Raspberry Pi és az AMG8833 segítségével.
• Az utolsó videó beágyazódott ebbe a bejegyzésbe
• Megfigyelhető, hogy a hőmérséklet azonnal megváltozik, amikor az öngyújtót a beállításhoz közelítem, és az öngyújtó lángját pontosan érzékelte az érzékelő.
• Ezért ez a projekt továbbfejleszthető a helyiségbe belépő emberek lázérzékelésére, ami nagyon hasznos lesz ebben a COVID19 válságban.