เทอร์โมมิเตอร์ IR แบบไม่สัมผัส 8 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:03

กรมอนามัยในพื้นที่ของฉันติดต่อกับฉันเพราะพวกเขาต้องการวิธีติดตามอุณหภูมิร่างกายของสุขภาพของพนักงานในแต่ละวันในช่วงวิกฤตโควิด-19 ในปี 2020 ปกติแล้ว เทอร์โมมิเตอร์ IR แบบนอกชั้นวางเริ่มมีน้อยในการจัดหา ดังนั้นฉันจึงถูกถามว่าฉันสามารถออกแบบสำหรับรุ่น DIY ได้หรือไม่

การออกแบบนี้อาศัยงานที่ทำโดย Aswinth Raj อย่างมากในโพสต์นี้:

ฉันต้องการเปลี่ยนแปลงการออกแบบด้วยวิธีการที่สำคัญสองสามประการ: ฉันต้องการทำให้กล่องหุ้มนั้นผลิตได้เร็วที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ โดยเลือกใช้การออกแบบแพ็คแบนตัดด้วยเลเซอร์บนการพิมพ์ 3 มิติ เนื่องจากปัจจุบันสายการจัดหามีความตึงเครียด ฉันต้องการลด BOM ที่เหลือให้มีความยั่งยืนและราคาถูกที่สุด ฉันได้เปลี่ยน Arduino Micro ของแท้เป็น Arduino Nano ทั่วไป โดยปกติฉันจะสนับสนุนฮาร์ดแวร์ Arduino ของแท้ แต่ที่นี่ราคาถูกและแพร่หลายมากขึ้น มาพูดถึงเซ็นเซอร์ MLX90614 โดยเฉพาะการกำหนดเฉพาะของมัน เวอร์ชัน BAA ทั่วไปมีมุมมอง 90 องศาซึ่งไม่เพียงพอสำหรับโครงการนี้โดยสิ้นเชิง เอกสารนี้ใช้การกำหนด BCH ซึ่งใช้ FOV 12 องศาและรายงานการอ่านอุณหภูมิที่เชื่อถือได้มากขึ้น ในขณะที่เขียนนี้ สต็อกของรุ่นนี้ขาดตลาด แต่ให้ตรวจสอบ Digikey และ Mouser สำหรับวัสดุสิ้นเปลือง

เสบียง

1x MLX 90614-BCH เซ็นเซอร์ความร้อนอินฟราเรด

1x Arduino Nano CH340 รุ่น:

จอแสดงผล OLED i2c 1x 128x64

1x เลเซอร์ไดโอด

ตัวเก็บประจุ 1x.1uF

ขั้วต่อแบตเตอรี่ 1x 9v

1x ปุ่มกดชั่วคราว

สายเชื่อมต่อ

แบตเตอรี่ 9v

ไม้อัดเบิร์ชบอลติก 3 มม

ขั้นตอนที่ 1: ขั้นตอนที่ 1: เลเซอร์ตัดกล่องหุ้ม

โอเค คุณสามารถทำส่วนนี้ได้ทุกเมื่อก่อนขั้นตอนสุดท้าย แต่ถ้าคุณไม่ต้องการรอให้กาวแห้ง ให้ทำสิ่งนี้ก่อนในขณะที่คุณประกอบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ทุกอย่างควรพอดีกับ Baltic Birch ขนาด 6x8 นิ้วชิ้นเดียวที่มีความหนา 3 มม. คุณสามารถหาลิงก์ไปยังไฟล์ SVG ได้ในหน้านี้ โปรดติดต่อฉันหากคุณกำลังช่วยเหลือผู้เชี่ยวชาญทางการแพทย์โดยตรง และคุณไม่สามารถเข้าถึงเลเซอร์ได้ เราสามารถทำบางสิ่งออกมาได้

ขั้นตอนที่ 2: ขั้นตอนที่ 2: ประกอบสิ่งที่ส่งมาด้วย

ฉันประกอบตู้โดยใช้กาวไม้ แต่คุณยังสามารถใช้ CA ได้ ขึ้นอยู่กับความชอบของคุณ

ก่อนอื่นคุณต้องติดกาวสองส่วนเข้าด้วยกัน ตรวจสอบให้แน่ใจว่าพวกเขาอยู่ในแนวเดียวกันอย่างสมบูรณ์ และขจัดคราบกาวในรูก่อนที่จะแห้งสนิท คุณยังอาจต้องตะไบช่องในแผงด้านข้างทั้งสองข้างเพื่อให้แน่ใจว่าใส่เข้าที่อย่างถูกต้อง (ภาพที่ 1 และ 2)

มันจะทำให้ชีวิตของคุณง่ายขึ้นมากถ้าคุณบีบกาวไม้บนเศษพลาสติกหรือถุงพลาสติกแล้วใช้ไม้จิ้มฟันหรือแปรง คุณไม่ต้องการอะไรมาก ดังนั้นคุณจึงไม่ต้องการให้มันทั่วถึง ถัดไปปรับรูรับแสงด้านหน้าให้เข้ากับแผงด้านข้างด้านใดด้านหนึ่งโดยทากาวพื้นผิวการผสมพันธุ์ จากนั้นใส่ลงในแผงด้านล่าง ตรวจสอบให้แน่ใจว่าฟักหันไปทางด้านหลัง ในที่สุดก็พอดีกับแผงด้านหลัง ตรวจสอบให้แน่ใจว่าด้านที่มีรอยบากหงายขึ้นด้านบน (ภาพที่ 3, 4 และ 5)

เหลืออีกสองแผงให้พอดี - แบ็คเพลนมือจับและฐานแฮนเดิล ขั้นแรกให้ทำแบ็คเพลนของด้ามจับ โดยให้รูหันไปทางด้านบนของตัวเครื่อง และสุดท้ายคือฐานของด้ามจับ สุดท้าย ทากาวบนพื้นผิวด้านบนทั้งหมด จากนั้นติดแผ่นด้านข้างอีกด้านให้ทั่วแถบทั้งหมด หนีบเข้าด้วยกันแล้วปล่อยให้กาวเซ็ตตัวอย่างน้อยหนึ่งชั่วโมง (ภาพที่ 6, 7 และ 8)

ขั้นตอนที่ 3: ขั้นตอนที่ 3: ประกอบวัสดุของคุณ

วงจรนี้มีหลายอย่างเกิดขึ้น และการบัดกรีค่อนข้างแน่น ดังนั้นจึงควรค่าแก่การสละเวลาสักครู่เพื่อทำทุกอย่างเพื่อให้แน่ใจว่าใช้งานได้ก่อนที่คุณจะเริ่มทำการเปลี่ยนแปลงที่คุณไม่สามารถย้อนกลับไปได้ ภาพแรกเป็นแผนภาพวงจรโดยรวม เรากำลังใช้งานพิน A4 และ A5 ของ Arduino Nano อย่างหนักสำหรับฟังก์ชัน i2c, พิน 5v และ 3.3v และอื่นๆ อีกสองสามตัว (ภาพที่ 1)

ขั้นแรก ประสานเซ็นเซอร์ IR หากเซ็นเซอร์ของคุณไม่ได้ต่อเข้ากับ PCB คุณจะต้องประสานการเชื่อมต่อของคุณเองกับตัวนำไฟฟ้า แผ่นข้อมูลไม่สามารถระบุได้ว่าคุณกำลังมองด้านหน้าหรือด้านหลังของเซ็นเซอร์ ดังนั้นให้ใช้รูปภาพที่มีคำอธิบายประกอบเป็นแนวทาง โดยใช้แท็บสำหรับอ้างอิง เพื่อความสม่ำเสมอ ฉันจะใช้สายสีเหลืองสำหรับการเชื่อมต่อ SCL และสีน้ำเงินสำหรับ SDA สำหรับการเชื่อมต่อ i2c ประสานทั้งหมดสำหรับตัวนำกับสายไฟที่มีความยืดหยุ่น จากนั้นใช้การหดตัวด้วยความร้อนเพื่อแยกขั้วต่อ ตัดสายไฟให้เหลือประมาณ 3 นิ้ว (ภาพที่ 2 & 3) ต่อไปเราต้องการเชื่อมต่อสายไฟกับจอแสดงผล OLED หากคุณมาพร้อมกับหมุดส่วนหัวที่ติดตั้งไว้ล่วงหน้า ถอดปลั๊กและถอดออก - เราต้องการการเชื่อมต่อแบบบัดกรีถาวร อีกครั้ง ใช้สายสีเหลืองสำหรับ SCL และสีน้ำเงินสำหรับ SDA (ภาพที่ 4 และ 5) หาก Arduino Nano ของคุณไม่ได้มาพร้อมกับส่วนหัว ตอนนี้เป็นเวลาที่ดีที่จะแนบบางส่วน ใช้เขียงหั่นขนมเพื่อช่วยให้พวกเขาอยู่ในแนวเดียวกันในขณะที่คุณบัดกรีให้เข้าที่ (ภาพที่ 6, 7 และ 8)

ขั้นตอนที่ 4: ขั้นตอนที่ 4: โหลดและทดสอบรหัสของคุณ

หากเซ็นเซอร์ MLX90614 ของคุณไม่ได้มาพร้อมกับบอร์ดฝ่าวงล้อม คุณต้องมีตัวเก็บประจุ.1uF เพื่อเชื่อมการเชื่อมต่อ 3.3v และกราวด์ ตรวจสอบให้แน่ใจว่ามันอยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้องบนเขียงหั่นขนมของคุณก่อนที่จะจ่ายไฟให้กับวงจรของคุณ

หาก Arduino Nano ของคุณมีชิปเซ็ต CH340 (ภาพที่ 1) คุณอาจต้องติดตั้งไดรเวอร์เฉพาะก่อนจึงจะสามารถตั้งโปรแกรมบอร์ดได้ มองหาชิปที่ด้านล่างของกระดาน คุณสามารถค้นหาไดรเวอร์และคำแนะนำในการติดตั้งได้ที่นี่:

learn.sparkfun.com/tutorials/how-to-instal…

คุณอาจต้องสลับระหว่างเวอร์ชันปัจจุบันของ ATmega328P และ ATmega328P (บูตโหลดเดอร์เก่า) ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับรุ่นของบอร์ด (ภาพที่ 2) หากโค้ดของคุณโหลดสำเร็จ คุณควรเห็นอุณหภูมิที่รายงานบนหน้าจอ OLED (ภาพที่ 3)

คุณสามารถหารหัสได้ที่ด้านล่างของหน้านี้ มีสองรุ่นที่แตกต่างกัน รุ่นหนึ่งสำหรับฟาเรนไฮต์และอีกรุ่นสำหรับเซนติเกรด

ขั้นตอนที่ 5: ขั้นตอนที่ 5: การบัดกรีแบบถาวร

โอเค มาเริ่มสร้างวงจรที่ทนทานกันดีกว่า เริ่มต้นด้วยการวัดประสิทธิภาพบอร์ดของคุณ ฉันใช้บอร์ดที่ไม่มีการเชื่อมต่อล่วงหน้า การเชื่อมต่อทั้งหมดของคุณทำงานได้มากกว่า แต่ให้ความยืดหยุ่นมากขึ้นเล็กน้อยในการจัดวางของคุณ เริ่มต้นด้วยการวาง Nano ของคุณลงใน perfboard และทำการวัดเล็กน้อยก่อนที่จะตัดออก คุณจะต้องมีหมุดอย่างน้อยสามแถวที่ด้านอนาล็อกของบอร์ดของคุณ ฉันคิดว่าฉันควรจะเปิดแถวหนึ่งไว้อีกด้านหนึ่ง แต่กลับกลายเป็นว่าฉันไม่ได้ทำ ดังนั้นในที่สุดฉันก็ตัดมันออกเพื่อประหยัดพื้นที่ ประสานหมุดทั้งหมดเข้ากับแผ่นไม้อัด จากนั้นทำการเชื่อมต่อแบบบัดกรีถาวรสำหรับเซ็นเซอร์ IR รวมถึงตัวเก็บประจุและการเชื่อมต่อกราวด์ เซ็นเซอร์ควรจ่ายไฟจากพิน 3.3v (ภาพที่ 1-5) จากนั้นจึงต่อสายเซ็นเซอร์ OLED มันสามารถจ่ายไฟจากพิน 5v จากนั้นเพิ่มเลเซอร์ไดโอดที่ต่อสายตรงจาก 5v ลงกราวด์ สุดท้าย ต่อสายไฟในขั้วต่อแบตเตอรี่ 9v สีแดงเชื่อมต่อกับพิน Vin และกราวด์กับกราวด์ คุณสามารถเชื่อมต่อแบตเตอรี่เพื่อตรวจสอบว่าทุกอย่างทำงานอย่างถูกต้อง (ภาพที่ 6, 7 และ 8)

ขั้นตอนที่ 6: ขั้นตอนที่ 6a: การประกอบขั้นสุดท้าย (ish)

เมื่อคุณได้บัดกรีวงจรและทำงานเสร็จแล้ว และตัวเครื่องของคุณก็ถูกสร้างขึ้น ถึงเวลาประกอบสิ่งนี้ สิ่งแรกก่อน: ใส่เลเซอร์ไดโอดลงไปด้านล่าง รูเล็กกว่าในชิ้นส่วนรูรับแสงด้านหน้า มันควรจะรัดแน่นอยู่แล้ว แต่มันไม่เจ็บถ้าจะติดด้วยกาวร้อนเล็กน้อย ก่อนที่คุณจะไปไกลกว่านี้ ให้วางขั้วต่อแบตเตอรี่ 9v โดยหย่อนสายพอประมาณ ลงไปในรูและเข้าไปในด้ามจับ (รูปภาพ 1-4) ถัดไป ติดเซ็นเซอร์ IR ลงในรูที่ใหญ่ขึ้น ยึดด้วยกาวร้อนเล็กน้อยเช่นกัน เกลี่ยกาวร้อนบนแผ่นหลังของกล่องหุ้มแล้วใช้กาวปิดหน้าจอ คุณสามารถใช้กาวพิเศษรอบๆ รูยึดได้หากรู้สึกว่าไม่ปลอดภัยเพียงพอ สุดท้าย ใช้กาวร้อนอีกสองสามก้อนเพื่อช่วยยึด Arduino และ perfboard ไว้ในตัวคนของกล่องหุ้ม (ภาพที่ 6-8)

ขั้นตอนที่ 7: ขั้นตอนที่ 6b: Final_final Assembly

เมื่อทุกอย่างมารวมกันที่ส่วนบนของตู้แล้ว ถึงเวลาเน้นที่ส่วนล่าง

ตัดสายกราวด์ของขั้วต่อแบตเตอรี่ 9v และดึงสาย ประสานเข้ากับขั้วต่อของปุ่มกด ป้อนผ่านรูในที่จับโดยให้ปุ่มหันไปข้างหน้า จากนั้นยึดให้แน่นโดยใช้แหวนล็อกและน็อต (รูปภาพ 1-4)สุดท้าย ใส่แบตเตอรี่และเสียบเข้าไปในช่องว่างของด้ามจับ คุณสามารถยึดมันไว้ด้วยเทปกาวสักเล็กน้อยได้ ถ้าคุณต้องการไม่ให้มันหล่นลงมา (ภาพที่ 5)

ขั้นตอนที่ 8: การใช้งานและแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุด

ข้อจำกัดความรับผิดชอบอาจชัดเจนแต่ยังคงจำเป็นอย่างยิ่ง: นี่ไม่ใช่อุปกรณ์ทางการแพทย์ และฉันไม่ใช่ผู้ผลิตอุปกรณ์ทางการแพทย์

ฉันค่อนข้างพอใจกับความแม่นยำและความสม่ำเสมอของอุปกรณ์นี้ แต่ถ้าคุณใช้สิ่งนี้เพื่อตรวจสอบอุณหภูมิของผู้คนโดยเฉพาะตอนนี้ในช่วงการระบาดใหญ่ของ Covid-19 ในปี 2020 ให้ใช้เวลาทำความคุ้นเคยกับอุณหภูมิที่อุปกรณ์รายงาน และสร้างพื้นฐานของคุณเอง อย่างดีที่สุด ไม่ควรใช้อุปกรณ์นี้เพื่อเปลี่ยนเทอร์โมมิเตอร์ทางการแพทย์ ควรใช้เพื่อพิจารณาว่าบุคคลควรอยู่ภายใต้การพิจารณาทางการแพทย์ที่ลึกซึ้งและเชื่อถือได้มากขึ้นหรือไม่

นอกจากนี้ คุณควรวางอุปกรณ์ให้ใกล้กับวัตถุมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ โดยควรอยู่ภายใน 2-4 นิ้ว ฉันได้รวมเลเซอร์ไว้เพื่อความแม่นยำ แต่ลำแสงอินฟราเรดยังคงมีความกว้าง 12 องศา และคุณต้องการให้วัตถุของคุณเติมลำแสงนั้นให้มากที่สุด ฉันหวังว่านี่จะช่วยคุณได้ โปรดส่งคำติชมถึงฉันหากคุณใช้งานจริงเพื่อที่ฉันจะได้อัปเดตโครงการ อยู่อย่างปลอดภัย ปกป้องครอบครัวของคุณ สนับสนุนชุมชนของคุณ และทำต่อไป