กล้องความร้อน IR: 16 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:07

คุณเคยดูหนังไซไฟหรือหนังแอ็คชั่นที่ตัวละครย้ายเข้ามาในห้องที่มืดมิดและเปิด "วิสัยทัศน์ความร้อน" หรือไม่? หรือคุณเคยเล่น Metroid Prime และจำหน้ากากระบายความร้อนที่ตัวละครหลักได้รับหรือไม่?

ฉันได้ทำทั้งสองอย่างแล้วและคิดว่ามันค่อนข้างเรียบร้อย แสงที่มองเห็นได้เป็นวิธีที่ยอดเยี่ยมสำหรับเราในการใช้ดวงตาเพื่อมองโลกรอบตัวเรา แต่มีข้อบกพร่องบางประการในการทำซ้ำวิวัฒนาการของลูกตาเลนส์ในปัจจุบัน กล่าวคือ จะไม่ทำงานหากไม่มีการนำแสงที่มองเห็นเข้าสู่ระบบของเรา. นอกจากนี้ยังสามารถสะท้อนภาพแปลก ๆ และบิดเบือนภาพที่ถ่ายได้

กล้องถ่ายภาพความร้อนไม่มีปัญหาเหล่านี้ แต่จะตรวจจับความยาวคลื่นอินฟราเรดของแสงที่ปล่อยออกมาตามธรรมชาติจากร่างกายที่อบอุ่น ซึ่งหมายความว่าพวกมันทำงานในที่มืด และไม่สะท้อนแสงพื้นผิวมากเท่ากับความยาวคลื่นแสงที่มองเห็นได้ ซึ่งทำให้สะดวกต่อการใช้งานในกรณีที่ไม่มีแหล่งกำเนิดแสงที่มองเห็นได้เพื่อตรวจจับวัตถุที่อบอุ่น และยังสามารถใช้ติดตามจลนศาสตร์ของวัตถุอุ่นขณะเคลื่อนที่ได้แม่นยำกว่ากล้องทั่วไป

เราตัดสินใจสร้างกล้องถ่ายภาพความร้อนเพราะคิดว่าจะเป็นการขยายที่เรียบร้อยในการเปลี่ยนอินพุต IR ให้กลายเป็นภาพแทน เราใช้เซ็นเซอร์ IR ขนาดเล็กที่เรียกว่า Grid Eye AMG8833 และคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กที่เรียกว่า Raspberry Pi ซึ่งสามารถขยายอินพุต 8x8 ของ AMG8833 ให้เป็นเอาต์พุต 32x32 ซึ่งให้ความละเอียดที่เหมาะสมกับภาพ หน้าจอผลิต

นี่คือคำแนะนำของเราในการสร้างกล้องความร้อนขนาดเล็ก ใช้เพื่อสร้างความประทับใจให้เพื่อนของคุณหรือครองเกมในร่มบางประเภทที่เล่นในที่มืด แม้ว่าคุณจะต้องหาแหล่งจ่ายไฟแบบพกพาที่เพียงพอสำหรับใช้งาน Pi

ขั้นตอนที่ 1: การเตรียมการและความปลอดภัย

ก่อนที่คุณจะเริ่ม คุณควรรู้ว่า:

การแผ่รังสีอินฟราเรดหรือ IR เป็นแสงประเภทหนึ่งที่แผ่ออกมาจากวัตถุเนื่องจากพลังงานความร้อน IR Sensor สามารถตรวจจับการแผ่รังสีนี้ จากนั้นต้องใช้โปรแกรมเพื่อประมวลผลสัญญาณและแสดงภาพ

เว็บไซต์นี้มีซอฟต์แวร์สำหรับฟอร์แมตการ์ด SD:

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

เว็บไซต์นี้มี NOOBS OS เพื่อเรียกใช้ Raspberry Pi:

www.raspberrypi.org/downloads/noobs/

ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับเซ็นเซอร์ AMG8833 IR สามารถพบได้ที่นี่:

learn.adafruit.com/adafruit-amg8833-8x8-thermal-camera-sensor

ความปลอดภัย: ขอแนะนำให้คุณเชื่อมต่อวงจรก่อนเสียบ Raspberry Pi เรายังแนะนำให้คุณเก็บชุดประกอบไว้ในกล่องห่อหุ้มเพื่อป้องกันฮาร์ดแวร์จากกระแสไฟที่เล็ดลอด การกระแทก และของเหลว สุดท้าย อย่าถอดปลั๊ก USB เพื่อปิด Raspberry Pi เนื่องจากอาจทำให้อุปกรณ์เสียหายได้ ให้ใช้คำสั่ง "shutdown now" แทน

ขั้นตอนที่ 2: รวบรวมส่วนประกอบและเครื่องมือที่จำเป็นทั้งหมด

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณมีส่วนประกอบต่อไปนี้ทั้งหมด:

-2.8 หน้าจอสัมผัส PiTFT (https://www.adafruit.com/product/1983)

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

-Pi T-Cobbler+ และสายแพ 40 พิน (https://www.adafruit.com/product/2028)

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

-4 สายจัมเปอร์หญิง/หญิง

-การ์ด MicroSD และอแดปเตอร์ (https://www.amazon.com/Samsung-MicroSD-Adapter-MB…)

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณมีเครื่องมือทั้งหมดต่อไปนี้สำหรับการประกอบและการจัดรูปแบบ:

- คอมพิวเตอร์พร้อมอินเทอร์เน็ต

- สาย USB มินิ

-คีย์บอร์ด

-หนู

ขั้นตอนที่ 3: แนบ PiTFT กับ Cobbler

ใช้สายแพขนาด 40 พินเพื่อเชื่อมต่อขายึด PiTFT ตัวผู้ 40 พินกับขายึด Cobbler 40 หมายเหตุ: ลวดสีขาวบนริบบิ้น 40 พินควรอยู่ในตำแหน่งตามรูปภาพ

ขั้นตอนที่ 4: แนบจอแสดงผล PiTFT กับ Raspberry Pi

แนบจอแสดงผล PiTFT เข้ากับ Raspberry Pi โดยตรงโดยต่อขั้วต่อตัวเมีย 40 พินบน PiTFT โดยติดตั้งตัวผู้บน Raspberry Pi

ขั้นตอนที่ 5: ติดเซ็นเซอร์กล้องความร้อน 8x8 เข้ากับ Cobbler

ใช้สายจัมเปอร์ตัวเมีย/ตัวเมียสี่เส้นเพื่อต่อเซ็นเซอร์กล้องความร้อน 8x8 เข้ากับ Cobbler

Vin เชื่อมต่อกับ 5V บน Cobbler และหมุดที่เหลือจะจับคู่กับป้ายกำกับเดียวกันระหว่างแต่ละพินบนกล้องถ่ายภาพความร้อนและบน Cobbler หมุด "3Vo" และ "INT" บนกล้องถ่ายภาพความร้อนไม่ได้ติดไว้

วงจรสำเร็จรูปแสดงไว้ด้านบน

ขั้นตอนที่ 6: ดาวน์โหลดตัวจัดรูปแบบการ์ดหน่วยความจำ SD

เปิดเว็บไซต์ https://www.sdcard.org/downloads/formatter_4/index.html และดาวน์โหลด SD Card Formatter โดยใช้ไฟล์ที่เหมาะสมสำหรับคอมพิวเตอร์ของคุณ

ขั้นตอนที่ 7: ฟอร์แมตการ์ด SD

เปิดโปรแกรม SD Card Downloader บนคอมพิวเตอร์ของคุณแล้วเลือกการ์ด จากนั้นเลือก "เขียนทับรูปแบบ" และเรียกใช้โปรแกรม การดำเนินการนี้จะแบ่งพาร์ติชันการ์ด SD เป็นสิ่งที่เรียกว่า Fat32 ซึ่งเป็นสิ่งที่จำเป็นสำหรับการวางระบบปฏิบัติการบนการ์ด

ขั้นตอนที่ 8: ดาวน์โหลด Noobs

ไปที่ https://www.raspberrypi.org/downloads/noobs/ และดาวน์โหลดไฟล์ zip สำหรับซอฟต์แวร์ Noobs

เปิดโฟลเดอร์ zip จากการดาวน์โหลดของคุณและคลิกแตกไฟล์ เพิ่มชื่อ "Noobs" ต่อท้ายชื่อปลายทางเพื่อสร้างโฟลเดอร์ใหม่ที่มีไฟล์ที่แยกออกมา

ขั้นตอนที่ 9: นำระบบปฏิบัติการเข้าสู่ Raspberry Pi

คัดลอกไฟล์ที่แยกจากโฟลเดอร์ Noobs ไปยังการ์ด SD ที่ฟอร์แมตแล้ว นำการ์ด SD ออกแล้วใส่ลงใน Raspberry Pi เสียบ Pi เข้ากับจอภาพผ่าน HDMI จากนั้นจ่ายไฟ Pi โดยเสียบเข้ากับคอมพิวเตอร์ผ่าน USB คุณจะต้องเชื่อมต่อกับเมาส์และคีย์บอร์ดด้วย ทำตามคำแนะนำในการบู๊ตและติดตั้ง "Raspbian OS" อย่าลืมเลือกภาษาของแป้นพิมพ์ "American English" สิ่งนี้จะทำให้ระบบปฏิบัติการเข้าสู่ Raspberry Pi และเปิดหน้าจอเดสก์ท็อป

ขั้นตอนที่ 10: ตั้งค่า PiTFT

เปิดการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตและตรวจสอบให้แน่ใจว่า Pi สามารถเข้าถึงอินเทอร์เน็ตได้

เปิดปุ่ม Terminal ที่แถบด้านบนของเดสก์ท็อปและพิมพ์รหัสต่อไปนี้:

ซีดี ~

wget

chmod +x adafruit-pitft.sh

sudo./adafruit-pitft.sh

จากนั้นเมื่อโปรแกรมทำงานสำหรับสิ่งที่เราต้องการพิมพ์ 1 จากนั้นป้อนแบบสอบถามแรก 1 และป้อนอีกครั้งสำหรับครั้งที่สอง

เคล็ดลับการแก้ไขปัญหา: หากคุณได้รับข้อผิดพลาดโดยแจ้งว่ามีไฟล์หายไป ให้ดูขั้นตอนถัดไปแล้วกลับมาที่ขั้นตอนนี้ โดยเริ่มใหม่ด้วย "sudo./adafruit-pitft.sh"

เมื่อถูกถามว่าคุณต้องการให้คอนโซลปรากฏบนจอแสดงผล pitft หรือไม่ ให้พิมพ์ "y" แล้วกด Enter

จากนั้นพิมพ์ "y" เมื่อถูกขอให้รีบูตทันที

ขั้นตอนที่ 11: หากคุณได้รับข้อผิดพลาดในการตั้งค่า PiTFT…

NOOBS มีแนวโน้มว่าจะไม่มีไฟล์ระบบบางไฟล์ที่จำเป็นสำหรับการเรียกใช้ซอฟต์แวร์ pitft หากคุณได้รับข้อผิดพลาดในขั้นตอนสุดท้าย นี่คือคำแนะนำในการแก้ไขข้อผิดพลาด ปัญหาคือจำเป็นต้องมีไฟล์เพิ่มเติมในที่เก็บเฉพาะ เปิดที่เก็บโดยพิมพ์คำสั่งต่อไปนี้:

sudo nano /etc/apt/sources.list

ซึ่งจะเป็นการเปิดตัวแก้ไขเทอร์มินัลสำหรับที่เก็บนี้ และคุณสามารถเพิ่มไฟล์ที่นี่ได้โดยการแทรกบรรทัดเพิ่มเติม ข้อความแสดงข้อผิดพลาดรวมถึงแหล่งที่มาของไฟล์มีบรรทัดเพิ่มเติมให้คุณ นี่คือบรรทัดที่ฉันต้องพิมพ์เพื่อรับไฟล์ที่หายไป:

deb https://mirrordirector.raspbian.org/raspbian stretch main contrib ไม่ฟรี rip เฟิร์มแวร์

หากต้องการบันทึกการเปลี่ยนแปลงนี้ คำสั่งคีย์คือ ctrl+O สำหรับ "เขียนออก" จากนั้นกด ctrl+T จากนั้นป้อนเพื่อค้นหาไฟล์ จากนั้นเขียนทับไฟล์ต้นฉบับในโฟลเดอร์ที่เหมาะสม โปรดทราบว่า "ไฟล์ที่เหมาะสม" คือชื่อไฟล์ที่คุณเปิด หรือที่รู้จักในชื่อ "/etc/apt/sources.list" อย่าลืมเลือกเวอร์ชัน.d ของไฟล์ จากนั้นปิดหน้าต่างเมื่อบันทึกแล้ว

กลับไปที่ขั้นตอนก่อนหน้าเพื่อสิ้นสุดขั้นตอนการตั้งค่าหลุม

ขั้นตอนที่ 12: อัปเดต Pi และรับซอฟต์แวร์ที่จำเป็น

ณ จุดนี้ PiTFT จะเป็นคอนโซลของคุณ

เคล็ดลับการแก้ไขปัญหา: หากคุณประสบปัญหาในการใช้งานเพียงใช้คอนโซล PiTFT คุณสามารถพิมพ์คำสั่ง startx เพื่อเปิดเดสก์ท็อปแบบเต็มอีกครั้ง

หากต้องการอัปเดต Pi ให้พิมพ์คำสั่งนี้:

sudo apt-get update

จากนั้นเมื่อ Pi ได้รับการอัปเดต เราจะติดตั้งซอฟต์แวร์สำหรับใช้งาน AMG8833 พิมพ์คำสั่งต่อไปนี้:

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

โคลน git

cd Adafruit_Python_GPIO

sudo python setup.py ติดตั้ง

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

sudo pip ติดตั้งสี Adafruit_AMG88xx

ขั้นตอนที่ 13: เปิดใช้งานบัส I2C เพื่ออนุญาตให้สื่อสารกับ AMG8833

ในการเปิดใช้งานบัส I2C เราจำเป็นต้องเปลี่ยนการกำหนดค่าของ Pi

พิมพ์:

sudo raspi-config

จากนั้นใช้ปุ่มลูกศรเพื่อเลื่อนลงไปยังตัวเลือกที่ 5 ซึ่งอ่านว่า "ตัวเลือกการเชื่อมต่อ" แล้วกด Enter

ไปที่ P5 "I2C" แล้วกด Enter

เปิดใช้งาน I2C โดยกดปุ่ม Enter ที่ตัวเลือก "ใช่" ของแบบสอบถามที่เปิดใช้งาน

กด Enter เมื่อมีข้อความว่าเปิดใช้งานแล้ว

ใช้ปุ่มลูกศรขวาและซ้ายเพื่อไปยัง "เสร็จสิ้น" จากนั้นกด Enter เพื่อออกจากการกำหนดค่า หน้าต่าง.

ขั้นตอนที่ 14: ตรวจสอบว่า I2C. ติดและตรวจพบเซ็นเซอร์

หากต้องการตรวจสอบก่อนดำเนินการต่อ ให้ป้อนคำสั่ง:

sudo i2cdetect -y 1

หากอาร์เรย์ปรากฏขึ้นโดยมีขีดกลางเท่านั้น ยกเว้น 69 ในแถวล่างสุดของคอลัมน์ที่ 9 แสดงว่าระบบของคุณทำงานอย่างถูกต้อง

ขั้นตอนที่ 15: ใช้กล้อง

ในการเริ่มกล้อง ให้ป้อนคำสั่ง:

เคล็ดลับการแก้ไขปัญหา: สำหรับขั้นตอนนี้ Pi ใช้แป้นพิมพ์ภาษาอังกฤษที่ใช้ Shift+\ เพื่อพิมพ์ "~" (ฟอร์เวิร์ดสแลชเป็นแป้นระหว่างแบ็คสเปซและแป้น Enter บนแป้นพิมพ์)

ซีดี ~/

โคลน git

cd Adafruit_AMG88xx_python/examples

sudo python thermal_cam.py

นี้จะเปิดหน้าต่างกล้อง ตอนนี้คุณมีกล้องถ่ายภาพความร้อนที่ใช้งานได้แล้ว อย่าลังเลที่จะชี้ไปที่สิ่งต่างๆ

นอกจากนี้ เนื่องจากเราใช้เฉพาะ pitft เป็นจอแสดงผล คุณจะต้องถอดสายไฟออกจาก AMG8833 เพื่อกลับไปยังหน้าต่างเทอร์มินัลคำสั่ง เมื่อกลับไปที่หน้าต่างคำสั่ง หากคุณต้องการปิด Pi ให้พิมพ์:

ปิดเดี๋ยวนี้

เคล็ดลับเพื่อความปลอดภัย: อย่าถอด Pi จากแหล่งจ่ายไฟก่อนที่กระบวนการปิดเครื่องจะเสร็จสิ้น เพราะอาจทำให้การ์ด SD เสียหายได้

ขั้นตอนที่ 16: แนวคิดเพิ่มเติม: การแก้ไขรหัสเพื่อเปลี่ยนช่วงอุณหภูมิที่แสดง

หากคุณต้องการปรับช่วงที่มีโค้ดตัวอย่างเดิม ให้ถอดสายไฟออกจากเซ็นเซอร์อุณหภูมิและพิมพ์คำสั่งนี้:

sudo nano thermal_cam.py

ซึ่งจะเป็นการเปิดตัวแก้ไขโค้ด เลื่อนลงไปที่ช่วงอุณหภูมิและปรับตามต้องการ โปรดทราบว่าพวกเขาอยู่ในเซลเซียส

เขียนโค้ดที่แก้ไขแล้วบันทึกเป็นไฟล์ใหม่หรือเขียนทับตัวอย่างเดิม

อีกวิธีหนึ่ง (อาจง่ายกว่า) ในการทำเช่นนี้ก็คือเสียบ Pi กลับเข้าไปในจอภาพด้วย HDMI และคำสั่ง:

startx

การดำเนินการนี้จะบูตหน้าแรก จากนั้นคุณสามารถเข้าไปที่ไฟล์และเปิด thermal_cam.py ในตัวแก้ไข python แล้วเปลี่ยนและบันทึกที่นั่น