Икономична термокамера: 10 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:50

• Разработих устройство, което може да бъде прикрепено към дрон и да може да предава на живо смесена рамка, направена от термографско изображение, показващо топлинна радиация и редовна фотография с видима светлина.
• Платформата се състои от малък едноплатен компютър, сензор за термокамера и обикновен модул за камера.
• Този проект има за цел да проучи възможностите на евтина термовизионна платформа за откриване на повреди в слънчевия панел, който се характеризира с топлинни сигнатури.

Консумативи

• Малина Pi 3B+
• Panasonic AMG8833 grid-eye
• Pi Camera V2
• Лаптоп с VNC viewer

Стъпка 1: Разработване на печатни платки

• Печатната платка за Panasonic сензор за окото на мрежата може да бъде проектирана с помощта на Auto-desk EAGLE.
• . Brd файлът е разработен подобно на модула Adafruit AMG8833 с леки модификации
• След това печатната платка може да бъде отпечатана от производителите на печатни платки и използвах pcbway.com, където първата ми поръчка беше напълно безплатна.
• Открих, че запояването на печатни платки е напълно различно от запояването, което познавах, тъй като включваше устройства, монтирани на повърхността, затова отидох при друг производител на печатни платки и моята печатна платка беше запоена със сензора.

Стъпка 2: Разработване на софтуер

• Кодът е написан на Thonny, интегрирана среда за разработка на python.
• Процедурата зад проекта беше да свържете pi камерата и да инсталирате свързан софтуер.
• Следващата стъпка беше да свържете термичния сензор, за да коригирате GPIO щифтовете и да инсталирате библиотеката Adafruit за използване на сензора.
• Библиотеката на Adafruit съдържа скрипт за четене на сензора и картографиране на температурите към цветове, но създадените движещи се изображения не могат да бъдат приложени
• Следователно кодът беше пренаписан във формат, поддържащ обработка на изображения, главно за сливане на два кадъра заедно.

Стъпка 3: Четене на сензорите

• За събиране на данни от термокамерата беше използвана библиотеката ADAFRUIT, която позволява да се анализира отново сензорите с команда readpixels (), генерирайки масив, съдържащ температурни температури в градуси по Целзий, измерен от отделни елементи на сензорите.
• За камерата Pi функционната команда picamera.capture () генерира изображение с определен формат на изходния файл
• За да отговаря на бързата обработка, беше зададена по -ниска разделителна способност на 500 x 500 пиксела

Стъпка 4: Настройка на термичния сензор

• Първо, трябва да инсталираме пакетите Adafruit Library и python
• Отворете командния ред и стартирайте: sudo apt-get update, който ще ви актуализира Pi
• След това издайте командата: sudo apt-get install -y build-bistven python-pip python-dev python-smbus git
• След това стартирайте: git clone https://github.com/adafruit/Adafruit_Python_GPIO…. Което ще изтегли пакета Adafruit на вашия Raspberry Pi
• Преместете се в директорията: cd Adafruit_Python_GPIO
• И инсталирайте инсталацията, като изпълните командата: sudo python setup.py install
• Сега инсталирайте scipy и pygame: sudo apt-get install -y python-scipy python-pygame
• Накрая инсталирайте библиотеката с цветове, като издадете командата: sudo pip install color Adafruit_AMG88xx

Стъпка 5: Активиране на I2C интерфейс

• Издайте командата: sudo raspi-config
• Кликнете върху Разширени опции и изберете I2C, след което го активирайте и изберете Край
• Рестартирайте Pi, за да активирате успешно I2C
• Уверете се, че сте активирали и интерфейси за камера и VNC

Стъпка 6: Окабеляване на сензора и камерата

• Трябва да свържете само 4 пина на AMG8833 към Pi и да оставите IR пина.
• 5V захранване и заземяване могат да бъдат свързани към GPIO пинове 1 и 6
• SDA и SCL са свързани към щифт 4 и 5 на Pi.
• Влезте в малинка с ssh
• изпълнете: sudo i2cdetect -y 1
• Трябва да видите "69" в 9 -та колона, ако не, има някакъв проблем при свързването на сензора с Pi.
• Накрая свържете pi камерата v2 към слота за камера в малиновото pi

Стъпка 7: Топлинно картографиране

• Издайте командата: git clone
• Преместете се в директорията Adafruit_AMG88xx_python/examples
• издайте командата: sudo python thermo_cam.py
• Прикачих кода за картографиране на топлина AMG8833 по -долу.

Стъпка 8: Обработка на изображения

• Картографиране на температурата

  1. За да се визуализират топлинните данни, температурните стойности се нанасят в цветен градиент, вариращ от синьо до червено с всички останали цветове между тях
  2. Когато сензорът се задейства, най -ниската температура се картографира на 0 (синьо), а най -високата температура до 1023 (червено)
  3. На всички останали температури между тях се задават корелирани стойности в интервала
  4. Изходът на сензора е 1 x 64 масив, който е преоразмерен до матрица.

• Интерполация

  1. Разделителната способност на термичния сензор е доста ниска, 8 x 8 пиксела, така че кубичната интерполация се използва за увеличаване на разделителната способност до 32 x 32, което води до 16 пъти по -голяма матрица
  2. Интерполацията работи чрез конструиране на нови точки от данни между набор от известни точки, но точността намалява.

• Номера към изображенията

  1. Числа, вариращи от 0 до 1023 в матрица 32 x 32, се преобразуват в десетичен код в цветовия модел RGB.
  2. От десетичния код е лесно да се генерира изображението с функция от библиотеката SciPy

• Преоразмеряване с анти-псевдоним

  1. За да преоразмерите изображението 32 x 32 до 500 x 500, за да съответства на разделителната способност на Pi камерата, се използва PIL (библиотека с изображения на Python).
  2. Той има филтър против подглаждане, който ще изглади ръбовете между пикселите при уголемяване

• Наслагване на прозрачно изображение

  1. След това цифровото изображение и топлинното изображение се смесват в едно окончателно изображение, като се добавят с 50% прозрачност всеки.
  2. Когато изображенията от два сензора с паралелно разстояние между тях се слеят, те няма да се припокрият напълно
  3. И накрая, показанията за минимална и максимална температура от AMG8833 се показват с текст с наслагване на дисплея

Стъпка 9: Кодови и PCB файлове

По -долу съм приложил тестовия и окончателен код за проекта

Стъпка 10: Заключение

• По този начин е изградена термична камера с Raspberry Pi и AMG8833.
• Последният видеоклип е вграден в тази публикация
• Може да се забележи, че температурата се променя мигновено, когато приближа запалката близо до настройката и пламъкът на запалката е точно открит от сензора.
• Следователно този проект може да бъде доразвит за откриване на треска при хора, влизащи в стая, което ще бъде много полезно в тази криза на COVID19.