מצלמה תרמית IR: 16 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:16

האם צפית פעם בסרט מדע בדיוני או באקשן, שבו הדמויות עוברות לחדר אפל ומפעילות את "הראייה התרמית" שלהן? או ששיחקת פעם ב- Metroid Prime וזוכר את המגן התרמי שהדמות הראשית קיבלה?

ובכן עשיתי את שני הדברים האלה וחושב שזה די מסודר. אור גלוי היא דרך מצוינת עבורנו לנצל את העיניים שלנו כדי לראות את העולם סביבנו, אך ישנם כמה חסרונות באיטרציה האבולוציונית הנוכחית שלנו של גלגל העין, כלומר שהיא לא פועלת מבלי שהאור הראה לעין המערכת שלנו.. זה יכול גם לשקף מוזר ולעוות את התמונה שצולמה על ידי זה.

למצלמות תרמיות אין בעיות אלה, הן מזהות את אורכי הגל האינפרא אדום של האור הנפלטים באופן טבעי על ידי כל גוף חם. המשמעות היא שהם עובדים בחושך, והם לא באמת משתקפים מהמשטחים כמו אורכי גל האור הנראה. זה הופך אותם נוחים לשימוש בהיעדר מקור אור גלוי לאיתור גופים חמים, כמו גם בעזרתו ניתן לעקוב בצורה מדויקת יותר אחר הקינמטיקה של גוף חם בתנועה בצורה מדויקת יותר מאשר מצלמה רגילה.

החלטנו ליצור מצלמה תרמית מכיוון שחשבנו שתהיה הרחבה מסודרת בהפיכת קלט IR לייצוג חזותי. בסופו של דבר השתמשנו במערך קטן של חיישני IR הנקרא Grid Eye AMG8833 ומחשב קטן בשם Raspberry Pi המסוגל להרחיב את הקלט 8x8 היחיד של AMG8833 לפלט של 32x32, המספק רזולוציה הגונה לתמונה המסך מייצר.

זו ההנחיה שלנו להכין מצלמה תרמית קטנה, להשתמש בה כדי להרשים את החברים שלך או לשלוט במשחק מקורה כלשהו שמשוחק בחושך, אם כי תצטרך למצוא ספק כוח נייד המספיק להפעלת ה- Pi.

שלב 1: הכנה ובטיחות

לפני שתתחיל, עליך לדעת:

קרינת אינפרא אדום, או IR, היא סוג של אור הקורן מאובייקט בשל האנרגיה התרמית שלו. חיישן ה- IR יכול לזהות קרינה זו, ואז זקוק לתוכניות לעיבוד האות ולהצגת התמונה.

אתר זה מספק את התוכנה לעיצוב כרטיס SD:

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

אתר זה מספק את מערכת ההפעלה NOOBS להפעלת ה- Raspberry Pi:

www.raspberrypi.org/downloads/noobs/

מידע נוסף אודות חיישן ה- IR AMG8833 ניתן למצוא כאן:

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

בטיחות: מומלץ לחבר את המעגל לפני חיבור ה- Raspberry Pi. כמו כן, אנו ממליצים לשמור את המכלול המצורף במעטפת כדי להגן על החומרה מפני זרמים תועים, פגיעות ונוזלים. לבסוף, אל תנתק את ה- USB כדי לכבות את ה- Raspberry Pi, מכיוון שזה עלול לגרום נזק למכשיר. במקום זאת, השתמש בפקודה "כיבוי עכשיו".

שלב 2: אסוף את כל הרכיבים והכלים הדרושים

וודא שיש ברשותך את כל המרכיבים הבאים:

-2.8 אינץ 'תצוגת מסך מגע של PiTFT (https://www.adafruit.com/product/1983)

חיישן מצלמה תרמית 8x8 של Adafruit AMG8833 (https://www.adafruit.com/product/3538)

-Pi T-Cobbler+ וכבל סרט 40 פינים (https://www.adafruit.com/product/2028)

-פטל פי 3 B+ (https://www.adafruit.com/product/3775)

-4 חוטי מגשר נקבה/נקבה

-כרטיס ומתאם MicroSD (https://www.amazon.com/Samsung-MicroSD-Adapter-MB…)

ודא שיש ברשותך את כל הכלים הבאים להרכבה ועיצוב:

-מחשב עם גישה לאינטרנט

-כבל USB מיני

-מקלדת

-עכבר

שלב 3: חבר את PiTFT לסנדלר

השתמש בכבל סרט 40 פינים כדי לחבר את הר 40 פינים של זכר PiTFT למתקן 40 הפינים של סנדלר. הערה: החוט הלבן על סרט 40 פינים צריך להיות ממוקם לפי התמונה.

שלב 4: חבר את תצוגת PiTFT ל- Raspberry Pi

חבר את תצוגת PiTFT ישירות ל- Raspberry Pi על -ידי קישור המחבר הנקבי של 40 פינים ב- PiTFT עם התקן הזכר ב- Raspberry Pi.

שלב 5: חבר את חיישן המצלמה התרמית 8x8 לסנדלר

השתמש בארבעת חוטי המגשר נקבה/נקבה כדי לחבר את חיישן המצלמה התרמית 8x8 לסנדלר.

וין מתחבר ל- 5V ב- Cobbler, ושאר הסיכות מתאימות לאותן התוויות בין כל סיכה במצלמה התרמית ובסנדלר. סיכות "3Vo" ו- "INT" במצלמה התרמית אינן מחוברות.

המעגל המוגמר מוצג למעלה.

שלב 6: הורדת פורמט כרטיס זיכרון SD

פתח את האתר https://www.sdcard.org/downloads/formatter_4/index.html והורד את פורמט כרטיס SD באמצעות הקובץ המתאים למחשב שלך.

שלב 7: עיצב את כרטיס ה- SD

פתח את התוכנית להורדת כרטיסי SD במחשב שלך ובחר את הכרטיס, בחר "החלף פורמט" והפעל את התוכנית. זה יחלק את כרטיס ה- SD למשהו שנקרא Fat32, וזה מה שצריך כדי להציב מערכת הפעלה על הכרטיס.

שלב 8: הורדת Noobs

עבור אל https://www.raspberrypi.org/downloads/noobs/ והורד את קובץ ה- zip של תוכנת Noobs.

פתח את תיקיית ה- zip מההורדות שלך ולחץ על לחלץ. הוסף את השם "Noobs" לסוף שם היעד כדי ליצור תיקייה חדשה המכילה את הקבצים שחולצו.

שלב 9: הכנסת מערכת ההפעלה ל- Raspberry Pi

העתק את הקבצים שחולצו מהתיקייה Noobs לכרטיס ה- SD המעוצב. הוצא כרטיס SD והכנס ל- Raspberry Pi. חבר את ה- Pi למסך באמצעות HDMI ולאחר מכן הפעל את ה- Pi על ידי חיבורו למחשב באמצעות USB. תרצה לחבר אותו גם לעכבר ולמקלדת. עקוב אחר הוראות האתחול והתקן את "מערכת ההפעלה Raspbian" הקפד לבחור בשפת המקלדת "אנגלית אמריקאית". זה יכניס את מערכת ההפעלה ל- Raspberry Pi ויפתח את מסך שולחן העבודה.

שלב 10: הגדר את ה- PiTFT

פתח את חיבורי האינטרנט וודא שיש ל- Pi גישה לאינטרנט.

פתח את כפתור הטרמינל בסרגל העליון של שולחן העבודה והקלד את הקוד הבא:

תקליטור ~

wget

chmod +x adafruit-pitft.sh

sudo./adafruit-pitft.sh

ואז כשהתוכנית פועלת, עבור מה שאנחנו רוצים הקלד 1 ואז הזן עבור השאילתה הראשונה, 1 והזן שוב עבור השנייה.

טיפ לפתרון בעיות: אם אתה מקבל שגיאה שאומר שקבצים חסרים, עיין בשלב הבא וחזור לקובץ זה, והתחל מחדש עם "sudo./adafruit-pitft.sh"

כשנשאל אם ברצונך שהמסוף יופיע בתצוגת ה- pitft, הקלד "y" ולאחר מכן הקש enter.

לאחר מכן הקלד "y" כשנשאל אתחול מחדש כעת.

שלב 11: אם אתה נתקל בשגיאה בהגדרת ה- PiTFT …

סביר להניח ש- NOOBS חסרים כמה קבצי מערכת הדרושים להפעלת תוכנת pitft, אם קיבלת שגיאה בשלב כלשהו במהלך השלב האחרון, אלה ההנחיות לתיקון השגיאה. הבעיה היא שצריכים להיות קבצים נוספים במאגר מסוים, פתח את המאגר על ידי הקלדת הפקודה הבאה:

sudo nano /etc/apt/sources.list

פעולה זו תפתח עורך מסוף עבור מאגר זה ותוכל להוסיף כאן קבצים על ידי הוספת שורות נוספות. השורות הנוספות ניתנות לך למעשה על ידי הודעת השגיאה כולל מקור הקבצים, זו הייתה השורה שהייתי צריך להקליד כדי לקבל את הקבצים החסרים שלי:

deb https://mirrordirector.raspbian.org/raspbian מתיחה העיקרית של קושחת RIP שאינה חופשית

כדי לשמור את השינוי הזה, פקודת המפתח היא ctrl+O עבור "כתוב החוצה", ולאחר מכן ctrl+T ואז הזן כדי למצוא את הקובץ ולאחר מכן תחליף את הקובץ המקורי בתיקייה המתאימה. שים לב, "הקובץ הנכון" הוא שם הקובץ שפתחת, aka "/etc/apt/sources.list" הקפד לא לבחור את גירסת ה-.d של הקובץ. לאחר מכן סגור את החלון לאחר שהוא נשמר.

חזור לשלב הקודם כדי לסיים את תהליך הגדרת הפיטפט.

שלב 12: עדכן את Pi וקבל תוכנה נחוצה

בשלב זה, ה- PiTFT תהיה הקונסולה שלך.

טיפ לפתרון בעיות: אם אתה מתקשה לפעול רק באמצעות מסוף PiTFT, תוכל להקליד את הפקודה startx כדי לפתוח שוב את שולחן העבודה המלא.

כדי לעדכן את ה- Pi, הקלד פקודה זו:

עדכון sudo apt-get

לאחר שעדכוני ה- Pi נתקין את התוכנה לשימוש ב- AMG8833. הקלד את הפקודות הבאות:

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

שיבוט git

cd Adafruit_Python_GPIO

sudo python setup.py התקנה

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

sudo pip התקן את צבע Adafruit_AMG88xx

שלב 13: אפשר לאוטובוס I2C לאפשר תקשורת עם AMG8833

כדי לאפשר את אוטובוס I2C, עלינו לשנות את תצורת ה- Pi.

סוּג:

sudo raspi-config

לאחר מכן השתמש במקשי החצים כדי לנווט מטה לאפשרות החמישית הקוראת "אפשרות ממשק" ולחץ על enter.

נווט מטה ל- P5 "I2C" והקש enter.

אפשר את I2C על ידי לחיצה על enter באפשרות "כן" של שאילתת ההפעלה.

הקש enter כאשר כתוב שהוא הופעל.

השתמש במקשי החצים ימינה ושמאלה כדי לנווט אל "סיום" ולאחר מכן הקש enter כדי לצאת מהתצורה. חַלוֹן.

שלב 14: ודא שהחיישן מחובר ומזוהה על ידי ה- I2C

כדי לאמת זאת לפני שתמשיך הלאה, הזן את הפקודה:

sudo i2cdetect -y 1

אם מערך מופיע עם מקפים בלבד למעט 69 בשורה התחתונה בעמודה ה -9, המערכת שלך פועלת כראוי.

שלב 15: השתמש במצלמה

כדי להפעיל את המצלמה, הזן את הפקודות:

טיפ לפתרון בעיות: בשלב זה, ה- Pi משתמש במקלדת אנגלית שמשתמשת ב- Shift+\ כדי להקליד "~" (קדימה קדימה היא המפתח בין backspace והזן במקלדת)

תקליטור ~/

שיבוט git

cd Adafruit_AMG88xx_python/דוגמאות

sudo python therm_cam.py

פעולה זו תפתח את חלון המצלמה. כעת יש לך מצלמה תרמית פונקציונלית, אל תהסס להפנות אותה לדברים.

מכיוון שאנו משתמשים רק ב- pitft כתצוגה, יהיה עליך לנתק פיזית את החשמל ל- AMG8833 על מנת לחזור לחלון מסוף הפקודה. חזרה לחלון הפקודה, אם ברצונך לסגור את ה- Pi, הקלד:

כיבוי עכשיו

טיפ בטיחות: אל תנתק את ה- Pi מהחשמל לפני שהוא מסיים את תהליך הכיבוי שלו, הדבר עלול לפגוע בכרטיס ה- SD.

שלב 16: רעיון נוסף: עריכת הקוד לשינוי טווח הטמפרטורות המוצגות

אם ברצונך להתאים את הטווח שהיה במקודו של הקוד לדוגמה, נתק את החשמל לחיישן התרמי והקלד פקודה זו:

sudo nano therm_cam.py

פעולה זו תפתח את עורך הקוד. גלול מטה לטווח הטמפרטורות והתאם כרצונך. שים לב שהם נמצאים ב צלזיוס.

כתוב את הקוד הערוך ושמור כקובץ חדש או החלף את הדוגמה המקורית.

דרך נוספת (אפשר לטעון שהיא קלה יותר) תהיה פשוט לחבר את הפי בחזרה למסך עם HDMI ופקודה:

startx

פעולה זו תפעיל את דף הבית, ואז תוכל להיכנס לקבצים ולפתוח therm_cam.py בעורך הפייתון ולשמור ולשמור אותו שם.