Rentabla termokamera: 10 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:51

• Esmu izstrādājis ierīci, ko var piestiprināt dronam un var tiešraidē straumēt jauktu rāmi, kas izgatavots no termogrāfiskā attēla, kurā redzams termiskais starojums un regulāra fotografēšana ar redzamu gaismu.
• Platforma sastāv no neliela viena borta datora, termokameras sensora un parasta kameras moduļa.
• Šī projekta mērķis ir izpētīt zemas izmaksas termiskās attēlveidošanas platformas iespējas, lai noteiktu bojājumus saules paneļos, kuriem raksturīgi siltuma paraksti.

Piegādes

• Raspberry Pi 3B+
• Panasonic AMG8833 režģa acs
• Pi kamera V2
• Klēpjdators ar VNC skatītāju

1. solis: PCB izstrāde

• Panasonic režģa acu sensora PCB plāksni var izveidot, izmantojot Auto-desk EAGLE.
• . Brd fails ir izstrādāts līdzīgi modulim Adafruit AMG8833 ar nelielām izmaiņām
• Tad PCB var izdrukāt ar PCB ražotājiem, un es izmantoju pcbway.com, kur mans pirmais pasūtījums bija pilnīgi bez maksas.
• Es atklāju, ka PCB lodēšana bija pilnīgi atšķirīga no lodēšanas, ko es zināju, jo tā ietvēra uz virsmas uzstādītas ierīces, tāpēc es devos pie cita PCB ražotāja un ieguvu savu PCB lodēt ar sensoru.

2. solis: programmatūras izvēršana

• Kods ir rakstīts Thonny, Pitona integrētajā attīstības vidē.
• Projekta pamatā bija pi kameras pievienošana un saistītās programmatūras instalēšana.
• Nākamais solis bija savienot termisko sensoru ar labām GPIO tapām un instalēt Adafruit bibliotēku sensora izmantošanai.
• Adafruit bibliotēkā bija skripts sensora nolasīšanai un temperatūras saistīšanai ar krāsām, tomēr tās izveidotos kustīgos attēlus nevarēja ieviest
• Tāpēc kods tika pārrakstīts formātā, kas atbalsta attēlu apstrādi, galvenokārt divu kadru savienošanai.

3. darbība: sensoru lasīšana

• Lai savāktu datus no termokameras, tika izmantota ADAFRUIT bibliotēka, kas ļauj viegli atbrīvot sensorus ar komandu readpixels (), ģenerējot masīvu, kas satur temperatūru pēc Celsija grādiem, mērot no sensoru atsevišķiem elementiem.
• Pi kamerai funkciju komanda picamera.capture () ģenerē attēlu ar noteiktu izvades faila formātu
• Lai nodrošinātu ātru apstrādi, zemāka izšķirtspēja tika iestatīta uz 500 x 500 pikseļiem

4. solis: termiskā sensora iestatīšana

• Pirmkārt, mums ir jāinstalē Adafruit bibliotēka un python paketes
• Atveriet komandu uzvedni un palaidiet: sudo apt-get update, kas atjauninās jūs Pi
• Pēc tam izdodiet komandu: sudo apt-get install -y build-essential python-pip python-dev python-smbus git
• Pēc tam palaidiet: git clone https://github.com/adafruit/Adafruit_Python_GPIO…. Kas lejupielādēs Adafruit pakotni jūsu Raspberry Pi
• Pārvietojieties direktorijā: cd Adafruit_Python_GPIO
• Un instalējiet uzstādīšanu, palaižot komandu: sudo python setup.py install
• Tagad instalējiet scipy un pygame: sudo apt-get install -y python-scipy python-pygame
• Visbeidzot, instalējiet krāsu bibliotēku, izdodot komandu: sudo pip install color Adafruit_AMG88xx

5. darbība: I2C saskarnes iespējošana

• Izdod komandu: sudo raspi-config
• Noklikšķiniet uz Papildu opcijas un atlasiet I2C, pēc tam iespējojiet to un izvēlieties Pabeigt
• Pārstartējiet Pi, lai veiksmīgi iespējotu I2C
• Pārliecinieties, vai esat iespējojis arī kameras un VNC saskarnes

6. darbība: sensora un kameras savienošana

• Jums vajadzētu savienot tikai 4 AMG8833 tapas ar Pi un atstāt IR tapu.
• 5V barošanu un zemējumu var pievienot GPIO 1. un 6. tapai
• SDA un SCL ir savienoti ar Pi 4. un 5. tapu.
• Piesakieties avenēs, izmantojot ssh
• palaist: sudo i2cdetect -y 1
• Jums vajadzētu redzēt "69" 9. slejā, ja nē, ir problēmas ar sensora savienošanu ar Pi.
• Visbeidzot pievienojiet pi kameru v2 kameras slotā aveņu pi

7. darbība. Siltuma kartēšana

• Izdod komandu: git clone
• Pārvietojieties uz direktoriju Adafruit_AMG88xx_python/example
• izdod komandu: sudo python thermal_cam.py
• Tālāk esmu pievienojis kodu siltuma kartēšanai AMG8833.

8. darbība: attēlu apstrāde

• Temperatūras kartēšana
  1. Lai vizualizētu termiskos datus, temperatūras vērtības tiek kartētas krāsu gradientā, sākot no zila līdz sarkanai, un visas pārējās krāsas ir starp tām
  2. Ieslēdzot sensoru, zemākā temperatūra tiek kartēta uz 0 (zila), bet augstākā - līdz 1023 (sarkana)
  3. Visām pārējām temperatūrām intervālā tiek piešķirtas korelētas vērtības
  4. Sensora izeja ir 1 x 64 masīvs, kas tiek mainīts uz matricu.
• Interpolācija
  1. Termiskā sensora izšķirtspēja ir diezgan zema, 8 x 8 pikseļi, tāpēc kubiskā interpolācija tiek izmantota, lai palielinātu izšķirtspēju līdz 32 x 32, kā rezultātā matrica ir 16 reizes lielāka
  2. Interpolācija darbojas, veidojot jaunus datu punktus starp zināmu punktu kopu, tomēr precizitāte samazinās.

• Skaitļi attēliem

  1. Skaitļi no 0 līdz 1023 32 x 32 matricā tiek pārveidoti par decimālo kodu RGB krāsu modelī.
  2. No decimālā koda ir viegli izveidot attēlu, izmantojot funkciju no SciPy bibliotēkas

• Izmēru maiņa, izmantojot pretslāpēšanu

  1. Lai mainītu 32 x 32 attēla izmērus līdz 500 x 500, lai tie atbilstu Pi kameras izšķirtspējai, tiek izmantota PIL (Python Image Library).
  2. Tam ir pretpalīdzības filtrs, kas, palielinot, izlīdzinās malas starp pikseļiem

• Caurspīdīgs attēla pārklājums

  1. Pēc tam digitālais attēls un siltuma attēls tiek apvienoti vienā galīgajā attēlā, pievienojot tos ar 50% caurspīdīgumu.
  2. Ja attēli no diviem sensoriem ar paralēlu attālumu starp tiem ir sapludināti, tie pilnībā nepārklāsies
  3. Visbeidzot, tiek parādīti AMG8833 minimālās un maksimālās temperatūras mērījumi ar displeja tekstu

9. darbība: koda un PCB faili

Tālāk esmu pievienojis projekta testēšanas un galīgo kodu

10. solis: Secinājums

• Tādējādi ir izveidota termokamera ar Raspberry Pi un AMG8833.
• Pēdējais video ir ievietots šajā ziņojumā
• Var novērot, ka temperatūra mainās acumirklī, tuvojoties uzstādīšanas vietai, un sensors ir precīzi noteikusi šķiltavas liesmu.
• Tādējādi šo projektu var tālāk attīstīt drudža noteikšanai cilvēkiem, kas ienāk telpā, un tas būs ļoti noderīgi šajā COVID19 krīzē.