Koste-effektiewe termiese kamera: 10 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:23

• Ek het 'n toestel ontwikkel wat aan 'n hommeltuig gekoppel kan word en 'n gemengde raam van 'n termografiese beeld, wat termiese straling en gereelde fotografie met sigbare lig toon, kan stroom.
• Die platform bestaan uit 'n klein enkelboord-rekenaar, 'n termiese kamerasensor en 'n gewone kameramodule.
• Hierdie projek het ten doel om die moontlikhede van 'n goedkoop termiese beeldvormingsplatform te ondersoek om skade aan sonpanele op te spoor wat gekenmerk word deur hitte-handtekeninge.

Voorrade

• Framboos Pi 3B+
• Panasonic AMG8833 roosteroog
• Pi kamera V2
• Skootrekenaar met VNC -kyker

Stap 1: PCB -ontwikkeling

• Die printplaat vir Panasonic rooster-oogsensor kan ontwerp word met behulp van Auto-desk EAGLE.
• Die.brd -lêer is ontwikkel, soortgelyk aan die Adafruit AMG8833 -module, met geringe wysigings
• Dan kan die PCB gedruk word by PCB -vervaardigers en ek gebruik pcbway.com, waar my eerste bestelling heeltemal gratis was.
• Ek het agtergekom dat PCB -soldering heeltemal anders is as die soldeer wat ek ken, aangesien dit toestelle op die oppervlak gemonteer het, en ek het na 'n ander PCB -vervaardiger gegaan en my PCB met die sensor gesoldeer.

Stap 2: Ontwikkeling van sagteware

• Die kode is geskryf in Thonny, 'n python Integrated Development Environment.
• Die prosedure agter die projek was om die pi -kamera aan te sluit en gepaardgaande sagteware te installeer.
• Die volgende stap was om die termiese sensor aan te sluit op die korrekte GPIO -penne en die Adafruit -biblioteek te installeer om die sensor te gebruik.
• Die Adafruit -biblioteek bevat 'n skrif om die sensor te lees en die temperature in kleure in kaart te bring, maar bewegende beelde wat dit gemaak het, kon nie geïmplementeer word nie
• Daarom is kode herskryf na 'n formaat wat beeldverwerking ondersteun, hoofsaaklik om twee rame saam te smelt.

Stap 3: Lees die sensors

• ADAFRUIT -biblioteek is gebruik om data uit die termiese kamera te versamel, waardeur die sensors maklik met kommando -readpixels () gehuur kan word, wat 'n skikking bevat wat temperatuurverhoudings in graad Celsius bevat, gemeet aan sensors van aparte elemente.
• Vir die Pi -kamera genereer die funksieopdrag picamera.capture () 'n beeld met 'n gespesifiseerde uitvoer lêerformaat
• Vir 'n vinnige verwerking is 'n laer resolusie op 500 x 500 pixels gestel

Stap 4: Opstelling van termiese sensor

• Eerstens moet ons die Adafruit -biblioteek en python -pakkette installeer
• Open die opdragprompt en voer uit: sudo apt-get update wat u Pi sal bywerk
• Gee dan die opdrag: sudo apt-get install -y build-essential python-pip python-dev python-smbus git
• Begin dan: git clone https://github.com/adafruit/Adafruit_Python_GPIO…. Wat die Adafruit -pakket na u Raspberry Pi sal aflaai
• Beweeg in die gids: cd Adafruit_Python_GPIO
• En installeer die opstelling deur die opdrag uit te voer: sudo python setup.py install
• Installeer nou scipy en pygame: sudo apt-get install -y python-scipy python-pygame
• Laastens, installeer die kleurbiblioteek deur die opdrag uit te voer: sudo pip install color Adafruit_AMG88xx

Stap 5: Aktiveer I2C -koppelvlak

• Gee die opdrag uit: sudo raspi-config
• Klik op die Gevorderde opsies en kies I2C, aktiveer dit en kies Voltooi
• Herlaai die Pi om I2C suksesvol te aktiveer
• Maak seker dat u ook die kamera- en VNC -koppelvlakke aangeskakel het

Stap 6: Bedrading van die sensor en kamera

• U moet slegs 4 penne AMG8833 aan Pi koppel en die IR -pen verlaat.
• 5V -toevoer en grond kan aan GPIO -penne 1 en 6 gekoppel word
• SDA en SCL is bedraad met pen 4 en 5 van die Pi.
• Meld aan by framboos met ssh
• hardloop: sudo i2cdetect -y 1
• U moet '69' in die 9de kolom sien, indien nie, is daar 'n probleem met die bedrading van die sensor met Pi.
• Koppel laastens die pi kamera v2 aan die kamerasleuf in die framboos pi

Stap 7: Hitte kartering

• Gee die opdrag uit: git -kloon
• Gaan na die gids Adafruit_AMG88xx_python/voorbeelde
• gee die opdrag uit: sudo python thermal_cam.py
• Ek het die kode vir die kartering van AMG8833 hieronder aangeheg.

Stap 8: Beeldverwerking

• Temperatuur kartering

  1. Om die termiese data te visualiseer, word die temperatuurwaardes in 'n kleurgradiënt gekies, wat wissel van blou tot rooi met alle ander kleure tussenin
  2. As die sensor begin word, word die laagste temperatuur na 0 (blou) en die hoogste temperatuur na 1023 (rooi) gekarteer
  3. Alle ander temperature tussenin word binne die interval gekorreleerde waardes toegeken
  4. Die sensoruitset is 1 x 64 skikking wat in 'n matriks verander word.

• Interpolasie

  1. Die resolusie van die termiese sensor is redelik laag, 8 x 8 pixels, dus word kubieke interpolasie gebruik om die resolusie tot 32 x 32 te verhoog, wat tot 16 keer groter matriks lei
  2. Interpolasie werk deur nuwe datapunte tussen 'n stel bekende punte te bou, maar die akkuraatheid neem af.

• Getalle by beelde

  1. Getalle wat wissel van 0 tot 1023 in die 32 x 32 matriks word in die RGB -kleurmodel omgeskakel na desimale kode.
  2. Uit die desimale kode is dit maklik om die beeld te genereer met 'n funksie uit die SciPy -biblioteek

• Die grootte verander met anti-aliasing

  1. Om die grootte van 32 x 32 na 500 x 500 te verander om by die resolusie van die Pi -kamera te pas, word PIL (Python Image Library) gebruik.
  2. Dit het 'n anti-alias-filter wat die rande tussen die pixels glad sal maak as dit vergroot word

• Deursigtige beeldbedekking

  1. Die digitale beeld en hittebeeld word dan saamgevoeg tot een finale beeld, en dit word met 50% deursigtigheid elk bygevoeg.
  2. As beelde van twee sensors met 'n parallelle afstand tussen hulle versmelt, oorvleuel dit nie heeltemal nie
  3. Laastens word die minimum- en maksimumtemperatuurmaatreëls deur AMG8833 vertoon met 'n oorleggende teks wat vertoon word

Stap 9: Kode- en PCB -lêers

Ek het die toets- en finale kode vir die projek hieronder aangeheg

Stap 10: Gevolgtrekking

• 'N Termiese kamera is dus gebou met Raspberry Pi en AMG8833.
• Die laaste video is in hierdie plasing ingebed
• Daar kan opgemerk word dat die temperatuur onmiddellik verander namate ek die aansteker naby die opstelling kry en die vuur van die aansteker akkuraat deur die sensor opgespoor word.
• Daarom kan hierdie projek verder ontwikkel word vir die opsporing van koors by mense wat 'n kamer binnekom, wat baie nuttig sal wees in hierdie COVID19 -krisis.