Как собрать бюджетный тепловизор в домашних условиях. Какие компоненты потребуются для самодельного тепловизора. Какие существуют способы изготовления тепловизора своими руками. Какие преимущества и недостатки у самодельного тепловизора.
Принцип работы тепловизора
Тепловизор — это устройство для визуализации температурных полей. Принцип его работы основан на регистрации инфракрасного излучения, которое испускают все нагретые тела. Основные компоненты тепловизора:
- Инфракрасный датчик (болометр) — воспринимает тепловое излучение
- Оптическая система — фокусирует ИК-излучение на датчике
- Электронный блок обработки сигнала
- Дисплей для отображения термограммы
Тепловизор преобразует невидимое глазу инфракрасное излучение в видимое изображение, где разным температурам соответствуют различные цвета. Это позволяет «видеть» распределение температуры на поверхности объектов.
Компоненты для сборки тепловизора своими руками
Для изготовления простейшего тепловизора в домашних условиях потребуются следующие компоненты:

- Тепловизионный сенсор (например, MLX90640 или AMG8833)
- Микроконтроллер Arduino или ESP32
- Дисплей (TFT, OLED)
- Аккумулятор
- Корпус (можно напечатать на 3D-принтере)
- Линза для фокусировки ИК-излучения
- Провода, разъемы, кнопки
Ключевым элементом является тепловизионный сенсор. Наиболее доступны недорогие матричные сенсоры с низким разрешением 32×24 или 64×48 пикселей. Они позволяют получить базовое тепловое изображение.
Пошаговая инструкция по сборке тепловизора
Процесс изготовления самодельного тепловизора включает следующие этапы:
- Подключение тепловизионного сенсора к микроконтроллеру по I2C интерфейсу
- Подключение дисплея к микроконтроллеру
- Программирование микроконтроллера для считывания данных с сенсора
- Обработка данных и формирование теплового изображения
- Вывод изображения на дисплей
- Сборка компонентов в корпусе
- Установка линзы для фокусировки
- Калибровка и настройка тепловизора
Важно обеспечить надежное соединение всех компонентов и корректную работу программного обеспечения для получения качественного теплового изображения.

Способы изготовления тепловизора в домашних условиях
Существует несколько подходов к созданию самодельного тепловизора:
- На базе Arduino и недорогого ИК-сенсора (самый простой вариант)
- Использование готового тепловизионного модуля (например, FLIR Lepton)
- Переделка обычной цифровой камеры путем удаления ИК-фильтра
- Сборка на основе Raspberry Pi и специализированных компонентов
Выбор подхода зависит от желаемых характеристик, доступного бюджета и навыков. Наиболее доступный вариант — использование Arduino и матричного ИК-сенсора начального уровня.
Преимущества и недостатки самодельного тепловизора
Изготовление тепловизора своими руками имеет ряд плюсов и минусов:
Преимущества:
- Значительно ниже стоимость по сравнению с готовыми устройствами
- Возможность кастомизации под свои задачи
- Получение практического опыта работы с тепловизионными технологиями
Недостатки:
- Более низкое разрешение и чувствительность сенсора
- Отсутствие сертификации и калибровки
- Меньшая надежность по сравнению с профессиональными устройствами
Самодельный тепловизор подходит для обучения и экспериментов, но для серьезных измерений лучше использовать профессиональное оборудование.

Области применения самодельного тепловизора
Несмотря на ограниченные характеристики, самодельный тепловизор может применяться для решения ряда задач:
- Обнаружение утечек тепла в помещениях
- Поиск перегретых электрических соединений
- Выявление участков с повышенной температурой на печатных платах
- Обнаружение живых существ в темноте
- Эксперименты с тепловым зрением
Самодельный тепловизор позволяет получить базовое представление о распределении температуры и обнаружить значительные температурные аномалии. Однако для точных измерений необходимо профессиональное оборудование.
Советы по улучшению характеристик самодельного тепловизора
Для повышения качества изображения и функциональности самодельного тепловизора можно предпринять следующие меры:
- Использовать более качественный тепловизионный сенсор с высоким разрешением
- Применить дополнительную цифровую обработку и интерполяцию изображения
- Установить качественную германиевую линзу для улучшения фокусировки
- Добавить функцию записи термограмм на SD-карту
- Реализовать беспроводную передачу изображения на смартфон
Важно помнить, что самодельное устройство всё равно будет уступать по характеристикам профессиональным тепловизорам. Однако для обучения и экспериментов такой прибор может быть очень полезен.

Делаем небюджетный тепловизор своими руками
Кто из посмотревших фильм «Хищник» не мечтал обладать термальным зрением как инопланетный охотник? В наше время это не сложно, но достаточно дорого: не каждый может позволить себе купить тепловизор, хотя в последнее десятилетие, с развитием технологий, они стали гораздо доступнее. Одним из многих проектов на ардуино, которым я был очарован и вовлечен в удивительный мир микроконтроллеров, был как раз тепловизор, если его можно так назвать. Устройство на основе однопиксельного бесконтактного датчика температуры и системы механической развертки хотя меня и сильно впечатлило, но я так и не повторил его, так как, честно сказать, скорость его работы совсем не впечатляла. К слову сказать, датчик MLX90614, использованный в том проекте, достаточно дорогой (по стоимости за пиксель) по сравнению с теми, речь о которых пойдет дальше.
Disclaimer
Топик должен был называться «делаем бюджетный тепловизор», но за то время, пока у меня не доходили до него руки, ситуация изменилась и он стал весьма небюджетным. О текущих ценах на комплектующие в конце статьи.
Тема тепловизоров меня захватила и я всегда с интересом следил за новостями в этой области электроники. Очевидно, чтобы не использовать систему механической развертки нужен датчик большего разрешения, я составил для себя список таких датчиков, но многие из них были недоступны для покупки. Еще недавно на просторах интернета можно было встретить истории, что продавец отказывался отправлять подобные датчики в нашу страну, считая их устройством двойного назначения. Когда же в свободной продаже на aliexpress появился модуль с датчиком AMG8833, а в сети появились проекты с его использованием, я не смог противостоять желанию получить его, хотя стоимость и превышала почти вдвое ежемесячный лимит, отведенный мною на покупки. Датчик был приобретен за 37$ (сейчас его можно купить за 28$).
«селфи» снятое на AMG8833
Вдоволь поэкспериментировав с AMG8833, я отложил его для будущего использования и стал думать о большем. Ведь все на том же aliexpress в продаже появились модули на базе сенсора MLX90640 с разрешением 32*24 и ценой в 60-70$. С таким разрешением возможно использовать его для каких то практических целей, ну и конечно поиграть серьезнее.
Особенности MLX90640:
— Диапазон рабочих температур от -40 до 85 ° C, позволяет использовать в сложных промышленных условиях
— Может измерять температуру объекта от -40 до 300 ° C
— Типичная точность измерения температуры целевого объекта 1 °, точность по всей шкале измерения
— NETD всего 0,1K RMS при частоте обновления 1 Гц
— Не требуется повторная калибровка для конкретных температурных требований, что обеспечивает большее удобство и снижает эксплуатационные расходы
— Два варианта поля зрения (FoV): стандартное (MLX90640BAB) 55 ° x35 ° и широкоугольное (MLX90640BAA) 110 ° x75 ° Матрица с широкоугольным полем зрения обладает меньшим шумом и большей точностью измерения.
— 4-контактный корпус TO39 с необходимой оптикой
— Цифровой интерфейс, совместимый с I²C, упрощающий интеграцию
Отдельно датчик можно было приобрести примерно за 55-60$ в зависимости от версии. Но мне интереснее модули с обвязкой. Есть несколько вариантов таких модулей:
1. Модули, включающие сам сенсор и его обвязку для питания и работы с микроконтроллером по шине I2C.
2. Модули для платформы M5STACK/M5STICK, такие модули содержат необходимую обвязку для питания сенсора и работы с микроконтроллером по шине I2C.
3. Модули с микроконтроллером, реализующим UART интерфейс. Для работы с таким модулем можно обойтись без внешнего микроконтроллера, подключив его к ПК через USB-UART конвертер, я встречал 2 варианта таких модулей. Программное обеспечение для ПК позволяет визуализировать исходное тепловое изображение с сенсора или с программной интерполяцией.
4. Следующим вариантом развития модулей с микроконтроллером являются модули, в которых реализован USB интерфейс и которые можно напрямую подключать к ПК, при этом сохранен UART интерфейс и доступна шина I2C самого сенсора.

5. Наконец последним вариантом является модуль Red Eye Camera, в котором также реализован USB интерфейс, но, насколько я понял, нет возможности получить сырые данные с сенсора по I2C, при этом доступен UART. Судя по картинкам на странице товара для данного модуля есть ПО для Android.
Мне хотелось иметь возможность для взаимодействия с сенсором по I2C, поэтому я выбрал модуль под номером 4, в котором есть эта возможность, а также реализован USB интерфейс. Со всевозможными скидками на распродаже 11.11.2019 г. этот модуль был приобретен за 54,31$.
Такой довольно дорогой модуль поставлялся в упаковке без какой бы то ни было защиты, к счастью не пострадал. Размеры модуля 28*15 мм.
К сожалению, не удалось найти никакой другой информации о данном модуле кроме представленной на странице товара: ни схемы, ни ПО. На модуле указано его название, версия и дата — «mlx_module v3. 1.0 20190608. Но поиск по данному обозначению не дал никаких результатов. У всех продавцов одни и те же фото и описание товара.
Я не терял надежды, что драйвера под Windows найдутся автоматически, но чуда не произошло. При подключении в диспетчере устройств появилось новое неизвестное устройство с com-портом, после поиска драйверов оно было идентифицировано как трекбол, но драйвера не были правильно установлены. При этом в системе еще появляется com-порт. Я попытался использовать ПО от аналогичного модуля без usb, но безрезультатно: видимо протоколы обмена данными через UART у этих модулей отличаются. При последующих подключениях оно вообще не обнаруживалось.
Остался второй вариант использования данного модуля – подключение непосредственно к сенсору по шине I2C. Для этого, согласно информации на странице товара, необходимо замкнуть конденсатор сброса. Осталось найти его на плате среди десятка конденсаторов.
На плате установлены следующие компоненты:
— микроконтроллер STM32F301K6;
— USB-UART конвертер Ch440;
— стабилизатор напряжения;
— кварцевый резонатор;
— резисторы и конденсаторы.
Вид сверху.
Вид снизу.
Чтобы найти нужный конденсатор, пришлось изучить даташит на микроконтроллер STM32F301K6 и прозвонить саму плату. Конденсатор, подключенный к пину reset микроконтроллера STM32, выделен на фотографии красным. Потребовалась довольно тонкая работа, чтобы замкнуть его с помощью кусочка провода МГТФ.
Я проверил несколько примеров работы сенсора с ESP32. Для итоговой реализации я использовал в качестве управляющей платформы TTGO T-Watch, о которой можно узнать из моих обзоров: раз, два. Для подключения сенсора к T-Watch я использовал прото-шилд для Wemos D1 mini и угловые штырьковые гребенки. Получилось довольно компактно, конечно, корпус бы не помешал. Взяв за основу данный проект, я переделал его под TTGO T-Watch, а также добавил интерполяцию и возможность сохранения фотографий на microSD.
Пример сохраненных фото с «тепловизора».
Ещё несколько примеров фотографий
Фотографии сделаны до реализации интерполяции в разрешении 32*24 пикселей. А на видео уже пример работы с интерполяцией, с разрешением 64*48. Частота кадров составляет всего 4 кадра в секунду она зависит от частоты опроса датчика и задается программно, частоту можно увеличить до 32 при этом увеличится погрешность измерений.
Дополнительная информация
Я так же проверил работу сенсора MLX90640 c OpenMVНесмотря на столь небольшое разрешение сенсора MLX90640 его вполне можно использовать для множества целей:
— поиск утечек тепла в доме, при утеплении лоджии проверено на личном опыте;
— поиск греющихся элементов на плате, конечно самые мелкие детали будут неразличимы, но тем не менее такой инструмент может быть полезен;
— контроль присутствия людей, там где нет возможности использовать видеокамеру, человека можно заметить с расстояния порядка 10 м;
— пожарная безопасность;
Функции и улучшения, которые я хотел бы добавить к «тепловизору»:
— переделать проект под большой дисплей с тачскрином;
— добавить поддержку LVGL и сделать красивый дизайн с меню;
— увеличить разрешение сохраняемых изображений;
— добавить возможность потоковой трансляции изображения по Wi-Fi.
Я хочу также реализовать следующие проекты на основе сенсора MLX9040: — Мобильный тепловизор на основе ESP32.
— Мобильный тепловизор для андроид.
— Радиоуправляемый робот с термальным зрением.
— Камера наблюдения с режимом термальной съемки.
— Тепловизор с детектором лиц на базе kendryte k210.
— Шлем виртуальной реальности или очки с термокамерой.
P.S.
Ссылки
Скетч для Arduino IDE
Реализация интерполяции по Гауссу
Пример генерации файла *bmp на ESP32
P.S.S.
В следствие пандемии коронавируса цены на сенсор MLX90640 взлетели в несколько раз. На Aliexpress можно найти модуль примерно за 200$. В конце 2019 г. компания Sipeed обещала выпустить в скором времени модуль термокамеры с разрешением 32*32 на базе сенсора от Heimann за ~ 50$, но опять же из-за пандемии этим обещаниям не суждено было сбыться. Надеюсь в будущем ситуация улучшится.
Тепловизор своими руками
Основная функция тепловизора заключается в наблюдении за изменяющимся распределением температуры на какой-либо поверхности. Вся полученная информация отображается на дисплее, как цветовое поле, где каждый цвет соответствует определенному температурному значению. Современные модели тепловизоров могут быть стационарными и переносными. С помощью стационарных устройств контролируются различные технологические процессы, выполняемые на промышленных предприятиях. Переносные тепловизоры применяются в особых условиях, когда скорость и простота использования приобретают решающее значение.
Принцип работы тепловизора
Для работы тепловизоров годятся любые погодные условия. С их помощью составляются термограммы, проверяется качество утепления помещений, определяются наиболее холодные или теплые места в комнатах, источники сквозняков и места скопления воды из-за перепадов температур. Но, несмотря на все положительные качества, очень немногие могут приобрести его в личное пользование по причине довольно высокой стоимости. Поэтому многие умельцы пытаются изготовить тепловизор своими руками из подручных материалов.
Благодаря способности к идентификации тепловых волн, тепловизоры стали популярны во многих областях жизни и деятельности людей. Все неодушевленные предметы, наряду с живыми существами, производят излучение электромагнитных волн в достаточно широком диапазоне частот, в том числе и в инфракрасном спектре. Инфракрасное излучение часто называется тепловым. Степень его интенсивности находится в зависимости от температуры объекта и практически не изменяется при разной степени освещения.
Данное свойство положено в основу работы тепловизора, не только фиксирующего тепловое излучение, выделяемое объектами, но и преобразующего в форму, доступную для визуального восприятия. С этой целью в приборе устанавливается специальный объектив с оптикой из германия. Данный материал применяется для изготовления линз, беспрепятственно пропускающих тепловое излучение. Обычное стекло нельзя использовать, потому что оно задерживает инфракрасные лучи.
Проходя через систему линз, инфракрасные волны задерживаются на специальной матрице. Она выполнена в виде микросхемы, состоящей из светочувствительных диодов, способных изменять сопротивление в зависимости от интенсивности воздействия на них инфракрасных лучей. Современные технологии позволяют создать матрицу компактной, с низкой энергоемкостью. Для улучшения качества изображения предусмотрено ее охлаждение с помощью программных и аппаратных средств.
Токовые посылки, прошедшие через матрицу, считываются процессором и преобразуются в видеосигнал, который выводится на внешний монитор или дисплей тепловизора. Разница температур объекта и окружающей среды дают вполне четкий контур изображения. Каждая волна в зависимости от температуры, отображается с помощью разных цветов. Для более удобного пользования прибором в некоторых моделях поверх кадра выводится шкала, отображающая соответствие разных точек изображения, значениям абсолютной температуры объекта. Дополнительно могут отображаться минимальные и максимальные значения температур.
Современные приборы обладают точностью вычислений в пределах 0,05 градуса, что дает возможность получить наиболее реалистичную картинку. Чаще всего настройка тепловизора выполняется на тепловые волны длиной 3-5,5 мкм. Это дает возможность снизить до минимума влияние на чувствительность прибора таких природных явлений, как дождь, снег, туман и дым.
Тепловизор своими руками из фотоаппарата
Одним из вариантов является самостоятельное изготовление тепловизора на базе фотоаппарата, в состав которого входит матрица со структурой, как и у настоящего прибора.
Изначально каждый фотоаппарат настраивается таким образом, чтобы человек получал изображения в натуральном виде. С этой целью устанавливается специальный фильтр, отражающий или поглощающий инфракрасные лучи. В результате, кривая чувствительности матрицы становится идентичной кривой человеческого глаза. Для того чтобы фотоаппарат стал выполнять функции тепловизора, из него нужно удалить фильтр инфракрасного излучения. Иногда вместо него устанавливается фильтр видимого спектра, не имеющий большого значения и не влияющий на качество изображения. Таким же образом можно изготовить тепловизор для охоты своими руками.
Готовый тепловизор может применяться в домашних условиях. С его помощью легко обнаружить места проникновения в помещение холодного воздуха, ликвидировать сквозняки и утечку тепла.
Тепловизор своими руками из смартфона
Сам смартфон невозможно превратить в тепловизор без использования дополнительного оборудования. Однако с недавних пор стала выпускаться специальная приставка Seek Thermal, являющаяся по своей сути мобильным миниатюрным тепловизором, с размерами, не более спичечного коробка.
Этот мини-прибор способен работать со многими смартфонами на базе Андроид версии не ниже 4.3. Он выполняет те же функции, что и настоящие фирменные тепловизоры, подключается через стандартные разъемы. Получается довольно легко собрать самодельный тепловизор своими руками. Несмотря на маленькие размеры, объектив камеры оборудован кольцом для фокусирования, а также чувствительным сенсором в виде матрицы на 32 тыс. пикселей, частота съемки у которой составляет 9 Гц. Основным достоинством прибора считается величина рабочего температурного диапазона в пределах от -40 до +330С.
Смартфон для тепловизора является не только экраном, отображающим информацию, но и своеобразной вычислительной машиной. Все действия выполняются с помощью специального приложения Seek Thermal, обладающего широкими возможностями. Данная программа позволяет сделать выбор цветовой палитры, единиц измерения температуры, выполнить настройку изображения и много других операций.
Тепловизор из видеокамеры своими руками
Одним из способов самостоятельного изготовления тепловизора является вариант с использованием видеокамеры. Для этого нужно заранее подготовить все необходимые материалы . Следует запастись обычным инфракрасным термометром, комплектом светодиодов RGB, платой Arduino и самой видеокамерой.
Решение задачи, как сделать тепловизор своими руками достаточно простое, за исключением особенностей программирования платы. В самом начале выполняется подключение инфракрасного термометра к плате Arduino. Данный элемент позволяет определить температуру объекта в какой-либо конкретной точке. Сама плата выполняет промежуточную функцию. К ней подключаются заранее приготовленные светодиоды. Затем всю систему нужно запрограммировать таким образом, чтобы показания термометра совпадали с определенным цветом, который будут производить светодиоды. Если выполнить настройку в соответствии с общепринятыми стандартами, то высокой температуре будет соответствовать красный цвет, а более низким температурным показателям – синий.
Работоспособность всей конструкции проверяется путем направления на стену луча инфракрасного термометра. При этом светодиоды должны загореться установленными цветами. Однако такая проверка будет неполной в связи с отсутствием дисплея. Эта проблема легко решается с помощью обычной видеокамеры, настроенной на замедленную съемку. Снимки производятся через каждые 2-3 секунды, фиксируя освещение, исходящее от светодиодов. На дисплее отображаются соответствующие цветные пятна.
Тепловизор своими руками из веб-камеры
Одним из вариантов такой сборки является использование рабочей веб-камеры и датчика температуры MLX90614, предназначенного для сканирования объекта. Его единственным недостатком считается очень низкая скорость сканирования. Однако на фоне существенной экономии денежных средств, эта проблема не имеет решающего значения.
Дополнительно понадобятся: плата Arduino, два сервопривода с корпусами, штатив, резисторы на 4,7 кОм – 2 шт., лазерная указка. Источником исходного изображения служит веб-камера, она же выполняет функции видоискателя.
С помощью двух сервоприводов осуществляется движение в горизонтальном и вертикальном направлениях. Нижний горизонтальный привод закрепляется на штативе, сюда же устанавливается лазерная указка. На вертикальный сервопривод прикрепляется веб-камера и датчик температуры. Датчики Arduino подключаются по специальной схеме. Далее, когда тепловизор из камеры своими руками полностью собран, вся конструкция помещается в общий корпус и закрепляется на штативе. После этого можно начинать сканирование выбранной области. При этом лазерная указка выполняет функцию целеуказателя во время проведения съемки.
Самодельный сканирующий тепловизор из ик-датчика
Самодельный тепловизор своими руками – Airsoft Power Play
Наверное, каждый страйкболист и не только, в глубине души мечтает о крутом тепловизоре или хотя бы ПНВ. Однако ценник настолько заоблачный, что мечты зачастую остаются лишь мечтами. Однако, соратник по хобби пошел дальше и все-таки собрал тепловизор своими руками. О том, сколько стоит самодельный тепловизор и стоит ли овчинка выделки – в этой статье.
Статья в тему: ПНВ смоими руками.
Грустная история со счастливым (пока) концом. Началось все в далеком прошлом, года два, а то и три назад.. ) Голубая мечта розового детства – тепловизор.
Всячески гуглил разные авиты с ебеями и в один прекрасный день стал обладателем тепловизионной охранной уличной камеры. “Внутре у ней” оказался модуль TAU 2 буржуйской фирмы FLIR, с разрешением 320х240 и частотой 9 Hz с объективом 25 мм.
В первый же день, прибежав на работу, раскрутил гермобокс, извлек модуль и подключил питание и монитор – восторгам не было предела, пока не оторвал провод питания и чуть не уронил монитор – система оказалась не очень мобильна. Из загашника были извлечены видеоочки, купленные недорого на авито “на всякий случай, пусть будут” и пара банок аккумуляторов 18650, скрутил все это армированным скотчем. Полученное чудо можно было с натягом назвать тепловизионным биноклем.
Вдоволь насмотревшись на горячие трубы, теплые светильники на потолке и пробегающих мимо сотрудников, счастливый побежал домой.
Дома достав прибор со словами “жена, глянь какая штука, всяко лучше шубы” щелкаю выключателем на приборе и вижу.. а ничего не вижу – не кажет.. Повырывав лишние волосы в разных местах и с надеждой, что просто где-то провод плохо припаял, утром пошел на работу. Собственно всякой фигней именно на работе и занимаюсь.
Короче, как выяснилось позже, с помощью друга-мегаэлектронщика Никиты – сдох модуль, практически весь. В течении, наверное, года свыкался с мыслью “не жили богато – нех*й начинать” – детальки к модулю теоретически где-то есть и так же теоретически их можно купить, а на практике сначала долго кормили завтраками а потом ответили “а мы не можем в Россию посылать такие высокотехнологические детальки”..
Вопрос решился неожиданно, брат мегаэлектронщика плотно общается с братьями китайцами, и я пересекся с ним случайно, слово за слово, он – “а какие детальки то нужны?” отправляет в китай электрическое письмо, и через две недели приходит полный ремкомплект.
Починили, короче, модуль.
Смотал я опять бинокль из скотча и для теста съездил на игру “колтан”, все было замечательно и просто офигительно, кроме того, что врага видишь, а стрелять не получается.. )
Возникла мысль переделать это все в прицел, и тут моим проэктом заинтересовался еще один друг, Александр, который поел всех собак в округе на тему порисовать в 3D и попилить нарисованное на ЧПУшечке.
Сначала много рисовали, обсуждали, думали, снова рисовали.
В результате склонились к варианту максимально похожему на буржуйский монокуляр фирмы ATN, который можно использовать как прицел. Ну и бонусом прикрутили сверху крепление под коллиматорный “доктер” и рельсу сбоку – пусть будет.
Собственно, после этого Александр выточил детали корпуса из люминия, с небольшим запасом в количестве четырех комплектов.. ) Еще одну детальку, точнее две, горловину с крышечкой батареечного отсека мне выточил просто гениальный, с золотыми руками человек Валерий. (обязательно посмотрите его работы на tehnari.ru нифига не реклама, он в ней не нуждается)
Ну и потихоньку начал собирать все в кучу.
Изготовил всякие нужные мелочи, типа клавиатуры.
Дорисовали и допилили кронштейн.
Рекомендуем купить
Естественно сразу попримерял все это на автоматзамечательно смотрится. Дальше нужен был небольшой крестик в середине экрана – всетаки прицел.. ) Не прошло и полгода как мегаэлектронщик Никита сделал к тепловизору модуль питания и генератор прицельной марки, оно же показывает батарейку и меняет вид перекрестья. В результате – почти сбылась мечта.. )) Осталось дождаться когда Александр выточит пуансон с матрицей для изготовления резинового хлястика на крышечку батареечного отсека, к слову, клавиатура была изготовлена так же, прессованием и вулканизацией, из сырой резины. Материал взят из оригинального топика на желтой.
как выбрать охотничий тепловизор или сделать своими руками
Если вы любитель ночной охоты, вам непременно понадобится такой прибор, как тепловизор. Он поможет решить многие ваши проблемы, связанные с неудобствами во время ночной охоты.
Пользоваться им легко и просто. Прицел с тепловизором нужно держать возле пояса и в поисках добычи водить им параллельно земле. Когда тепловизор обнаружит тепло, на нем будут мигать светодиоды. Таким образом, с помощью тепловизора можно находить живые объекты.
Тепловизор абсолютно безопасен для человека. Что стоит учесть при выборе тепловизора? Он имеет несколько целей применения, обладает множеством функций. Если вы заранее обдумали, с каким функционалом вам нужен тепловизор, вы быстро выберите подходящий для вас вариант.
Назначение
У каждого живого организма есть своя температура. Тепловизор – это прибор, который определяет различие температуры между объектами. Если навести устройство на два объекта одновременно, оно покажет температуру обоих, а не только того, у которого она выше.
Излучения тепловых и обычных волн ночного ведения сравнивать бессмысленно. Тепловые волны рассеиваются вокруг себя и видны везде, но они не просеиваются через объекты. Тепловизоры покажут объект, только если не будет препятствий для тепловых волн.
Когда охота предстоит в трудных погодных условиях – во время дождя, тумана, снега, метели или в ночное время суток, тепловизор словит тепловое излучение от животного.
Тепловизор для охоты легко сможет обнаружить цель в любое время суток и на любом расстоянии. Как выбрать тепловизор и не ошибиться? У него нет никаких ограничений. Разве что под влиянием сильного и густого тумана у прибора немного снижается дистанция наблюдения. Во всем остальном нет никаких ограничений в работе.
Разновидности
Существуют следующие виды тепловизоров для охоты:
- прицелы тепловизоры;
- монокуляры–гляделки;
- тепловизионные очки;
- бинокль с тепловизором;
- мини тепловизионные коллиматоры.
Необходимость на охоте
Благодаря своим функциям и возможностям тепловизор стал незаменимой вещью для охоты.
Его необходимо приобрести по 3-м причинам:
- С помощью тепловизора для охоты вы сможете увидеть животное даже при плохой погоде и ночью. А с простым прибором ночного видения это невозможно даже при хорошей погоде ночью или при плохой днем.
- Цена тепловизора вполне оправдана. С каждым месяцем цены падают и приобретение прибора становится более доступным.
- Тепловизоры становятся все более популярными, поэтому они есть в наличии на прилавках большинства магазинов.
Все тепловизоры делятся всего на два типа: прицелы и монокуляры. Прицелы устанавливают на оружие, а монокуляры предназначены для небольших расстояний.
Чем тепловизор лучше прибора ночного видения?
Есть ряд характеристик, по которым тепловизор превосходит прибор ночного видения, а именно:
- В тепловизоре сконструирована сложная микросхема. Она вычисляет живые организмы, у которых температура не особо отличается от уровня обогрева в среде обитания.
- На тепловизоре для охоты устанавливают германиевые объективы. Они пропускают излучение тепла практически полностью. По сравнению с простыми стеклянными объективами германий не отбивает лучи тепла и не формирует помех.
- Сигналы образовывают картинку в серых тонах. Если поверхность достаточно нагрета, она вырисовывается в светлых тонах. При этом холодная поверхность покажется в темных тонах.
- Есть в продаже и такие тепловизоры, которые показывают цветную картинку. Свойства нагрева обозначены в большей мере теплыми расцветками спектра.
Как правильно использовать
Тепловизор наблюдает за объектами по невидимому для человека инфракрасному излучению. При охоте на зверя тепловое изображение перемещается на экран, который оснащен веществом, чувствительным к свету. Так он предоставляет охотнику полное обладание над жертвой даже в абсолютной темноте.
Еще его удобно использовать, когда животное сидит на таком расстоянии от охотника, что оружие его не достанет. Стоит учитывать, что контурное изображение может загородить ветки деревьев и кустов.
В зависимости от размера животных есть разные виды тепловизоров.
Тепловизионные прицелы предназначены для распознавания зверя на большой дистанции. У них есть специальная сетка, которая предназначена для точного подсчета расстояния до мишени. Прицел распознает цель на расстоянии 1,5 км как днем, так и ночью.
Наблюдательные тепловизоры имеют линзы монокулярного и бинокулярного типа.
- Монокулярный тип – удобный и компактный, хорошо подходит для экспедиций.
- Бинокулярный тип – хорошо подойдет для вычисления объекта на длинной дистанции.
- Комбинированные тепловизоры сочетают в себе несколько функций. Такие приборы могут распознать тепловое излучение, а также достаточно мелкие детали. В них встроен прибор ночного видения. Также у них есть режимы, которые можно переключать.
- Тепловизионные очки подходят тем охотникам, которые хотят иметь свободные руки для охоты. Также очки немного увеличивают обзор и позволяют определить дистанцию до объекта и свободно перемещаться во время охоты.
Критерии выбора
При покупке тепловизора, в первую очередь, нужно ознакомиться со всеми его характеристиками.
Купить такое устройство в Москве несложно, оно продается во всех охотничьих магазинах. Покупая такой прибор, очень важно смотреть на срок гарантии и на наличие талона сервисного обслуживания. Это и есть документы прибора, которые могут понадобиться в случае его поломки.
Тепловизор состоит из таких частей:
- матрица,
- объектив,
- электроника по обработке сигналов,
- дисплей,
- корпус.
Самые тяжелые составляющие — это объектив и матрица.
Из чего состоит тепловизор
Рассмотрим каждую составляющую тепловизора более подробно.
Матрица. Она имеет прямое влияние на качество и точность изображения. Вычисляет зверя на довольно большом расстоянии. Разрешение матрицы должно быть высоким.
Объектив. Оптика идет с германиевым напылением, которое пропускает через себя тепловые волны. Самое главное в оптическом устройстве это размер объектива и его обзор. Если обзор широкий, тепловизор видит цель на расстоянии до 500 метров. Если обзор меньше, то пользоваться им вблизи неудобно. Лучше всего приобрести тепловизионный монокуляр, он достаточно удобный в применении.
Дисплей. Самые распространенные – OLED-дисплеи. Они функционируют в любую погоду. LCD–дисплей замерзает при температуре выше -10С. Чем лучше разрешение дисплея, тем точнее будет изображение на нем.
Частота обновления кадра. Такая частота должна быть не меньше 25 Гц, если необходимо словить быстробегающее животное. Для вычисления ходящих и пасущихся животных подойдет частота кадра 9 Гц.
Защита корпуса. Большинство приборов изготавливается с защитой от удара, пыли и влаги. Она защищает устройство от повреждения в процессе охоты.
Дополнительные функции. К ним относятся: фото- и видеозапись, масштаб изображения, лазерный целеуказатель, GPS-навигатор и другие полезные функции. Но они не являются главными в этих приборах.
Чтобы в устройстве не возникали неисправности, стоит придерживаться следующих правил:
- Закрывать объектив, когда он не нужен. Это не даст пыли и прямым солнечным лучам попасть в него. Протирать его время от времени специальной салфеткой.
- Следить за корпусом прибора. Очень хорошо, если охотник будет хранить и носить тепловизор в специальном футляре, а также избегать угрозы падений.
- При перевозке прибора желательно не трясти им не поддавать вибрации. Это предотвратит не желаемую поломку или сбой в работе с ним.
Хорошая забота о тепловизоре сохранит его на долгое время. Охота с тепловизором позволит насладиться охотой даже в ночное время суток.
Можно ли сделать тепловизор для охоты своими руками
Принцип работы тепловизора непростой. Но несмотря на это, его можно изготовить своими руками. Все нужные для него материалы и детали в наше время доступны в любом интернет-магазине.
Самое сложное – это оптика, которая формирует точную картинку на приемнике. Оптика нужна специальная, которая содержит в составе в основном германий. Именно эту часть тепловизора невозможно сделать своими руками.
Вместо специальной оптики можно взять уже готовую оптическую систему из устройства, содержащего её в своей конструкции (фотоаппарат, web-камера или видеокамера).
Есть несколько вариантов, как сделать тепловизор своими руками. Его можно сконструировать из:
- фотоаппарата,
- web-камеры,
- видеокамеры.
Каждый метод по-своему легкий и тяжелый одновременно, а также имеет свою цену.
Из фотоаппарата
По цене этот метод наиболее дешевый, так как от не требует высоких затрат. В фотоаппарате есть фильтр, который отражает инфракрасные лучи. Этот фильтр нужно заменить на более удобный, который будет отражать обычный свет. Таким образом сконструировать тепловизор из фотоаппарата очень легко.
Из web-камеры
Этот метод довольно трудный и дорогой. Тепловизор, сделанный из web-камеры, сможет замечать только неподвижные объекты с излучением тепла. Механизм заменит тепловизор с целеуказателем, только для него нужно будет закачать и установить программное обеспечение для Arduino с памятью около 7 Мб. Также необходимо будет позаботиться об инструкции с настройками.
Из видеокамеры
По техническому принципу нужно сделать то же самое, что и с фотоаппаратом. Только смастерив тепловизор своими руками из видеокамеры, вы получите удобный корпус и дисплей с высоким качеством. Камера для этого нужна с инфракрасным светом.
Теперь вы знаете как из обычного и знакомого устройства можно сделать тепловизор своими руками. В наше время любые подходящие гаджеты дают возможность перестраивать себя в тепловизор после внесения модификаций и закачки дополнительных программ.
Видео
В нашем видео вы найдете пошаговый мастер-класс по изготовлению тепловизора своими руками.
Автор:
Виктор ПрошевСамодельный тепловизор на базе Arduino – ER-KA.RU
Не секрет что каждый из нас хоть раз но мечтал получить в свои руки настоящий тепловизор. Ведь это уникальный шанс взглянуть на мир вокруг совершенно «другими глазами», увидеть скрытое и возможно даже глубже познать суть некоторых явлений. И единственной преградой к этой мечте служит цена подобных устройств. Не смотря на весь прогресс, она остается непомерно высокой для простого смертного.
Однако подобно лучу света в непроглядном мраке безысходности на свет появилась разработка двух студентов из Германии. Их устройство на базе микроконтроллера Arduino является довольно простым в изготовлении и существует аж с 2010 года.
Создателями данного чуда являются Макс Риттер и Марк Коул из города Миндельхейм, что в Германии. Их проект принес им награду на научно-техническом молодежном форуме в 2010 году, и с тех самых пор в сети имеются исходники с подробным описанием конструкции.
Низкая стоимость устройства достигается благодаря использованию одного-единственного температурного датчика MLX90614, подобного тому, что используются в пирометрах и системы механической развертки изображения, состоящей из двух сервоприводов. Таким образом, датчик по сути обходит будущую картину, точка за точкой сканируя температуру. Само-собой, это выливается в долгое время получения изображения, что и является главным недостатком самодельного тепловизора. Но ведь если вспомнить о том, сколько мы сэкономили на цене, на это глаза сами-собой закрываются.
Итак, из компонентов для создания устройства, понадобится:
- Старая веб-камера, разумеется, рабочая;
- Микроконтроллер Arduino;
- Сервоприводы, 2 штуки;
- Датчик температуры MLX90614-BCI;
- Китайская лазерная указка;
- Корпуса для сервоприводов;
- Любой штатив (оптимально).
- Два резистора на 4.7кОм.
[sociallocker]
Веб-камера
Камера здесь будет являться источником исходной картинки а также своеобразным видоискателем для области сканирования. Подойдет практически любая дешевая вебка. Я нашел у себя в бардаке старую-добрую Logitech. Если же подходить к вопросу практично, чем меньше веб-камера по размерам, тем лучше. Поэтому огромный корпус моей старушки пришлось снять.
Сервоприводы и крепления
К этому моменту тоже можно подступиться с широким размахом. Нам понадобятся 2 сервопривода — один будет отвечать за движение по вертикали, второй по горизонтали соответственно. Учитывая, что на горизонтальном приводе держится и вертикальный и сама веб-камера, стоит взять более мощный. Хотя многие, уже сделавшие устройство спокойно пользуются одинаковыми маломощными.
Крепления для сервоприводов в оригинале называются «поворотно-наклонным механизмом» а у нас «Серво-кронштейном»
В сборе данный элемент конструкции выглядит примерно так:
Нижний привод крепится к штативу или другому корпусу/подставке туда же надо вставить и лазерную указку, к вертикальному сервоприводу приделывается веб-камера и датчик MLX90614 путем хитрых манипуляций с клеем или деталями от конструктора или например запчастями от старых электросчетчиков (как у меня).
Датчик температуры MLX90614-BCI
Самая сложная часть данной конструкции. Сложная в плане добычи. Найти его непросто (по крайней мере на отечественных сайтах) и он является самой дорогой частью конструкции. Сам я ждал его около двух месяцев, везли видимо из Китая. Подсказать где взять не смогу, ибо ту лавочку уже прикрыли. Автор проекта ссылается на Futureelectronics.
При выборе необходимо обратить особое внимание на последние буквы «BCI» в названии, что означает наличие у датчика насадки для обеспечения узкого поля зрения. Выглядит он так:
Сборка тепловизора
1. Для начала необходимо разместить плату Arduino в корпус с батарейным отсеком
2. При помощи суперклея или эпоксидки закрепите серводвигатель в пустом пространстве впереди Arduino.
3. Разместите второй серводвигатель в поворотное устройство и закрепите всю конструкцию на серводвигателе.
4. Теперь, необходимо подключить MLX90614 к Arduino. Для этого подсоедините Ground к GND, Vin к 3.3V, SDA к pin 4 и SCL к pin 5. Также, установите резистор 4.7 кОм от SDA к 3.3V, а второй от SCL к 3.3V. Смотрите схему ниже.
5. Подключите Laser Card или лазерную указку. Лазер нужен для того, чтобы вы могли видеть, где в настоящий момент сканирует тепловизор.
6. После, необходимо установить вебкамеру и сориентировать ее точно с ИК датчиком и лазером, чтобы они были направлены в одну и ту же точку. На этом сборка тепловизора закончена.
Скетч для Arduino и программное обеспечение для работы с тепловизором можно скачать здесь:
Официальная страница проекта
Программное обеспечение (на JAVA)
Скетч для микроконтроллера
Также хочу обратить внимание, что авторы указывают на необходимость дополнительной настройки датчика при помощи специального скетча, что вроде как должно ускорить работу устройства. Однако в моем случае, датчик после конфигурации стал выдавать ложные значения температуры и я сделал откат.
После сборки всей схемы, ее можно поместить в корпус, и закрепить на штативе:
Небольшие пояснения:
В качестве корпуса для микроконтроллера взял пластиковую упаковку из-под автомобильного освежителя (на фото слева), он в свою очередь держится на штативе при помощи крепежа от учебного оптического прицела. В общем, строго выдержан принцип дешевизны и использования того, что было под рукой. Светится на фото фонарик, который был бонусом к лазерной указке и оказался весьма полезным при сканировании темных областей.
Процесс съемки
Зачем здесь нужен китайский лазер и как же происходит процесс сканирования легко понять на примере моего шикарного ковра:Не удивляйтесь, что ПО на русском, просто я уже некоторое время занимаюсь его доработкой под свои нужды, попутно изучая язык Java. К несчастью, пока моих знаний недостаточно для окончательного оформления готового продукта.
Итак, на картинке с веб-камеры есть две желтые точки и точка нашего лазера (снизу по центру). Вся калибровка состоит в том, чтобы выбрать координаты центра и левого нижнего угла будущей термограммы. В этом собственно и поможет лазерная указка:
Сегодняшнее ПО поддерживает всего два типа разрешения будущей картинки, в то время, как прошлая версия была богата на это дело, насчитывая шесть разных разрешений. Особенно было забавно получать сильно «пиксельные» картинки за 15 секунд. Думаю, разработчики осознали ненужность остальных режимов и убрали их, хотя программно они остались и могут быть активированы.
Результаты на десерт
Приведенные термограммы в различном разрешении.
Как греется нетбук:
Кот:
Старый счетчик:
Новый щит:
Окно:Мой друг в темной комнате перед компьютером:
Применение
Из-за большого времени сканирования, данный прибор не подходит для проведения энергетического аудита (по крайней мере, для профессионального применения), этот вопрос рассмотрен в этой Статье (Англ.).
Тем не менее, как мне кажется он мог бы стать отличным подспорьем для проверки на нагрев электрических соединений и силовых сборок. В моей практике (а я подрабатываю электриком) иногда использую этот тепловизор для оценки надежности соединений. Пирометр в данном случае проигрывает в наглядности.
Неудобства в работе связаны с жесткой привязкой прибора к компьютеру и необходимости всегда таскать нетбук. Какое-то время авторы вели разработку второй версии своего тепловизора, которая позиционировалась как обособленное устройство с другим датчиком температуры (который кстати использован в этом проекте) с собственным дисплеем и возможностью записи на карту памяти. Но к сожалению, как признался Макс Риттер, у него нет времени на завершение проекта.
В общем, дальнейшее развитие идеи лежит на плечах любителей и умельцев. Буду рад любым предложениям по доработке/усовершенствованию конструкции.
Спасибо за внимание!
Официальная страница проекта (Англ.)
[/sociallocker]
Тепловизор из мобильного телефона
Тепловизор – прибор отслеживающий положение предметов и живых существ в пространстве благодаря разнице их температуры и температуры окружающей среды – устройство, конечно же, полезное, правда, далеко не каждому по карману. Но разработчики из компании Seek Thermal в Калифорнии решили сделать его более дешевый вариант, создав недорогою тепловую камеру, которая подключается к смартфону или мобильному телефону.
Новая тепловая камера Seek Thermal весит всего 14 г и подключается к телефону через стандартный разъем USB. Внутри расположена чувствительная матрица разрешением 206 × 156 точек с углом обзора 36 °.
Технические возможности новинки хоть и не дотягивают до возможностей профессионального тепловизора, все же не такие уж и посредственные. Разработчики отмечают, что Seek Thermal может работать в инфракрасном диапазоне длин волн от 7,2 до 13 мкм и способна регистрировать предметы с температурой от – 40° С до + 330° С.
Камера совместима со смартфонами на базе операционной системы Android. В телефон предварительно устанавливается специальное приложение, которое позволяет легко переключаться между нормальным режимом работы камеры и режимом «тепловизора». Приложение также позволяет определять температуру исследуемого объекта. Кроме того для удобства пользования можно настраивать цветовую палитру, отображающую ту или иную температуру объекта.
Новая камера может использоваться для обнаружения утечек тепла в доме или квартире в холодное время года, для повышения безопасности при движении в ночное время, и даже для определения достаточного нагрева костра или барбекю при приготовлении пищи в походе.
Компания планирует выпустить Seek Thermal в следующем году. Ее стоимость составит около 200 $. Это намного меньше стоимости профессионального тепловизора.
Источник информации: Seek Thermal (http://www.thermal.com/)
< Предыдущая | Следующая > |
---|
Тепловизор своими руками
Если вы ищете информацию про тепловизор своими руками, то вам стоит ознакомиться с ниже приведенным материалом. Давайте для начала определимся, что собой представляет это устройство.
Тепловизор – это уникальный прибор, который предназначается для эффективного измерения необходимого распределения температуры любых поверхностей. Измерение происходит только визуальным способом. Так получается, что сама карта распределения температуры может отображаться непосредственно на встроенном дисплее, который полностью цветной, и устроенный в тепловизоре. В последующем происходит простая передача данных в компьютер. Причем, такая передача будет показывать только цветное изображение. Красный цвет на картинке передачи будет означать только самые высокотемпературные участки. Что же касается синего или черного цвета, то они могут определять в точности только низкотемпературные участки.
На самом деле обследование тепловизором на сегодняшний день очень востребованная процедура, но доступна не каждому. Все дело в том, что такой прибор стоит дорого, и не все может быть по карману. В последнее время стоимость его зашкалила предел в несколько тысяч долларов.
При помощи прибора можно произвести тест банной печи. Возможно, с точностью определить температуры различных динамических объектов, которые находятся в постоянном движении. Причем измерение будет происходить только в режиме настоящего времени.
Стоит отметить, что данный функционал может быть необходимым фактически не всегда. Если вам нужно значительно сэкономить на таком приборе, то можно прибегнуть к изготовлению самодельного сканирующего тепловизора. Стоимость его не булет превышать 200 долларов.
Итак, теперь о том, как сделать тепловизор своими руками. Устройство, которое вы сделаете при помощи собственных сил и умений, идеально подойдет вам непосредственно для процесса съемки различных статистических объектов. В этом устройстве нужно использовать всего лишь два сервопривода, а также специальный контроллер. Кроме того, вам понадобится лазерная указка, лазерный модуль, поворотное устройство, корпус, и сам ваш модуль.
На самом деле сбор устройствау вас не отнимет много времени. Информация про тепловизор своими руками всегда пригодится для специалистов, а также для любителей, которые захотят иметь у себя в наличии такой прибор.
Лучшие учебные пособия с руководствами по тепловизионным камерам «Сделай сам» — блог инфракрасных камер
Самостоятельное создание тепловизора сегодня не является сложной задачей. Все компоненты, которые вам понадобятся для сборки камеры, широко доступны в Интернете. Результатом ваших усилий может стать инфракрасная камера, которая по всем параметрам от температурной чувствительности до точности измерения превосходит системы от 60 лет, которые стоят сотни тысяч долларов.
Это, конечно, связано с тем, что полностью изменилась компонентная база, от блока дисплея к датчику.
Многие решения уже доступны в Интернете. Я взялся за работу и нахожу самые интересные .
№ 1: diy-thermocam.net с FLIR Lepton
- Веб-сайт : www.diy-thermocam.net
- Датчик : FLIR Lepton2.x ( 80 x 60 ) и FLIR Lepton3.x (160 x 120 )
- Доска : нестандартная
DIY-Thermocam — это недорогой самодельный тепловизор , основанный на популярном матричном длинноволновом инфракрасном датчике FLIR Lepton . Все , от программного обеспечения до оборудования , полностью с открытым исходным кодом в этом проекте. Также доступна научная статья , дающая обзор всего проекта и его возможностей .
DIY-Thermocam работает с датчиками FLIR Lepton2.x ( 80 x 60 ) и FLIR Lepton3.x ( 160 x 120 ) LWIR, включая радиометрические версии .Версия оборудования автоматически определяется микропрограммой при запуске. Для хранения данных используется карта памяти SanDisk 8GB microSD .
Приложив небольшие усилия, можно создать инфракрасную камеру, которая по параметрам будет аналогична коммерческой инфракрасной камере FLIR C5.
No. 2: Тепловизор своими руками на базе Raspberry Pi
Простой тепловизор на основе термодатчика очень низкого разрешения и легкодоступной и доступной платы Raspberry Pi.
Самодельная тепловизионная камера на основе Rasbery PIВсе, что мне нужно было сделать, это вставить плату в порт Raspberry. Плата имеет встроенный преобразователь 5В-3В, поэтому чувствительные выходы Rx и Tx Pi не подвергаются опасности.
No. 3: Простая тепловизионная камера на базе Arduino
Инфракрасный датчик камеры : Adafruit AMG8833 прорыв оснащен ИК-датчиком камеры Panasonic. В нем используется матрица инфракрасных термодатчиков 8 × 8. Датчики тепловизора AMG8833 проще найти и использовать с Arduino с библиотекой Adafruit и демонстрационным кодом.
Маленький 2,4-дюймовый TFT-дисплей, аккумулятор на 500 мАч и Feather HUZZAh42. В этом проекте также использовался демонстрационный код, включенный в библиотеку Adafruit AMG8833 для Arduino.
Простой тепловизор с разрешением 8х8 пикселей.№4: Тепловизионная камера на базе термобатареи
Это очень интересный проект, поскольку он показывает, как создавались тепловизоры в прошлом, то есть в то время, когда датчики FPA еще не существовали.
Эта тепловизионная камера , ИК-пистолет считывает температуру каждого пикселя и отправляет ее в Arduino, затем Arduino отправляет эти данные на ПК, и каждый пиксель заполняется некоторым цветом в соответствии с температурой этого пикселя для рисования. Тепловизионное изображение объекта.ИК-пушка привязана к сервоприводам панорамирования / наклона пластиковыми кабельными стяжками, так что инфракрасная пушка может сканировать «область» с помощью сервоприводов.
Тепловизионная камера на базе термобатареи№ 5: Используйте тепловизор FLIR TAU2 для создания тепловизионной камеры DIY
FLIR TAU2 — это не настоящая тепловизионная камера, это то, что мы называем тепловым ядром. Он не позволяет сохранять отсканированные данные, передавать данные на компьютер, устанавливать параметры измерения (такие как коэффициент излучения или видимая отраженная температура) и т. Д.Но возможно сделать тепловизор из FLIR TAU2 с помощью адаптеров GigE или USB от компании Workswell. Программное обеспечение, совместимое с этими модулями, — это Workswell CorePlayer. Конечно, это неплохое решение, но оно намного дороже любого из вышеперечисленных. С другой стороны, это действительно хорошая тепловизионная камера с высоким разрешением (640 × 512 или 336 × 256 пикселей).
Самая высокая стоимость системы — это, конечно, термоядер FLIR TAU2. Все, что лучше FLIR Lepton, действительно довольно дорого :(.
Как построить собственную тепловизионную камеру всего за 150 долларов
В новом видео, опубликованном на странице «Сделай сам» YouTube, Blitz City DIY предоставляет пошаговые инструкции по созданию тепловизора с использованием компонентов, которые — в всего — будет стоить чуть более 150 долларов США.
Камера основана на трех аппаратных компонентах, начиная с одноплатного компьютера Raspberry Pi 3 Model B с четырехъядерным процессором 1.ЦП BCM2837 2 ГГц, четыре порта USB 2.0, порт камеры CSI для подключения камеры Raspberry Pi, порт дисплея DSI для подключения сенсорного дисплея Raspberry Pi и многое другое. Также использовался дисплей Adafruit HDMI 4 Pi 5 «с сенсорным экраном и мини-драйвером. Он оснащен дисплеем с разрешением 800 x 480 и платой адаптера сенсорного экрана с 40-контактным на 50-контактный разъем с поддержкой USB.
Наконец, Adafruit AMG8833 Для захвата изображений используется разъем инфракрасной тепловизионной камеры . AMG8833 оснащен инфракрасным детектором Panasonic 8 x 8, который при подключении к Raspberry Pi возвращает массив из 64 индивидуальных показаний инфракрасной температуры.Камера будет измерять температуру в диапазоне от 32 ° F до 176 ° F. Кроме того, Лиз из Blitz City DIY использовала блок питания для сотового телефона, который она должна была подключить к камере, а также фоторамку, к которой привязан проект камеры.
«AMG8833 — это продукт Adafruit, и у них есть отличное учебное пособие по нему, показывающее, как использовать его как с Arduino, так и с Raspberry Pi», — объяснила она в своем посте на Hackster. «Я решил использовать Raspberry Pi, потому что в примере кода, предоставленном Adafruit, он использует бикубическую интерполяцию, чтобы изображение выглядело более четким, а не пиксельным.Я хотел настроить AMG8833 с Pi в качестве камеры с экраном на задней панели, которая была портативной, портативной и не привязанной к стене для подачи питания ».
Она также отметила комплектность и удобство использования камеры:« В целом , Я очень взволнован тем, как появился этот проект. Это определенно то, что я собираюсь использовать в будущем, потому что я провожу много тестов и смотрю на такие вещи, как тепловые показания, поэтому для визуального представления я могу получить на камеру представление о том, как себя ведут. очень круто.»
Просмотрите видеоинструкцию на YouTube.
Просмотрите статью Hackster.
Поделитесь своими новостями, связанными с видением, связавшись с Джеймсом Кэрроллом , старшим веб-редактором, Vision Systems Design
Чтобы получать новости поставьте лайк в своем почтовом ящике, нажмите здесь .
Присоединяйтесь к нашей группе в LinkedIn | Ставьте нам отметки на Facebook | Следуйте за нами в Twitter
Создайте термокамеру своими руками | Сделайте:
Фото любезно предоставлено Максом Риттером. Прочтите статьи из журнала прямо здесь, по адресу: Make: .Еще нет подписки? Получите сегодня.Основная идея моего недорогого тепловизора началась с моего урока физики в 2010 году. Наш учитель купил одноточечный инфракрасный термометр, также называемый пирометром, и спросил, не хочет ли кто-нибудь использовать его на научном конкурсе позже в том же году. Мы с другом пришли к идее создать сканер тепловизионных изображений с использованием серводвигателей для перемещения инфракрасного датчика по большой площади.
Наш первый прототип был не чем иным, как подтверждением концепции; мы использовали Lego Mindstorms вместе с интерфейсом данных для датчика на ПК и автоматизированным скриптом для мыши / клавиатуры для Adobe Photoshop для создания тепловых изображений с низким разрешением.Я улучшил нашу конструкцию для конкурса следующего года (рис. A), который назвал «Cheap-Thermocam V1». Он состоял из микроконтроллера Arduino, двух серводвигателей и компьютерного программного обеспечения, написанного на Java; общая стоимость материалов составила всего около 100 долларов.
Рисунок A. Фото Макса РиттераПервые комплекты
Фигуры B1 – B4
В 2011 году я выиграл специальный приз и опубликовал концепции программного и аппаратного обеспечения в Интернете. Отзывы были положительными — многие люди создали свою собственную адаптацию устройства (рисунок B), а другие выразили заинтересованность в его покупке.Это привело меня к второй версии устройства (рис. C) в середине 2013 года, которую я продавал через Интернет людям со всего мира. Мне тогда было 20, так что это был огромный шаг для меня. «Cheap-Thermocam V2» имел небольшой ЖК-дисплей, которым можно было управлять с помощью поворотного энкодера, и имел возможность сохранять данные на SD-карту.
Рисунок CГод спустя я закончил свою работу над «Cheap-Thermocam V3 (Рисунок D)», в котором был интегрирован большой сенсорный экран, тонкий дизайн и гораздо более быстрый микроконтроллер.В версиях с первой по третью использовался оригинальный принцип подвижного одноточечного ИК-датчика, который сканирует область. Несмотря на то, что это было очень дешево, для создания одного полного теплового изображения также потребовалось несколько минут. Для многих приложений, включая движущиеся объекты, этот подход не подходил, поэтому я искал альтернативу.
Рисунок DНовый датчик
Рисунок EВ 2014 году FLIR выпустила датчик лептона (рисунок E), который стал первым недорогим тепловизионным матричным датчиком на рынке.Я включил его в следующую версию своего устройства, которую назвал «DIY-Thermocam V1». Это был большой шаг вперед от принципа сканирования к тепловизионным изображениям с высоким разрешением в реальном времени и отправной точкой для создания серьезной альтернативы имеющимся на рынке решениям от таких крупных компаний, как FLIR или FLUKE.
Версия 2 DIY-Thermocam обеспечивает множество улучшений, включая поддержку датчика Lepton 3.0 с четырехкратным увеличением разрешения, более мощный микропроцессор, улучшенную и быструю визуальную камеру и съемное хранилище.Новый модуль вывода видео предлагает возможность потоковой передачи выходного видеосигнала данных с камеры Thermocam.
Большим преимуществом Thermocam является программное и аппаратное обеспечение с открытым исходным кодом, поэтому вы можете модифицировать его в соответствии со своими потребностями или использовать в качестве отправной точки для ваших собственных разработок в области тепловидения. Встроенное ПО на устройстве можно контролировать с помощью простого в использовании сенсорного меню и предлагает множество функций, таких как различные цветовые схемы, анализ или методы сохранения. Необработанные файлы для анализа тепловизионных изображений и видео на ПК полностью совместимы с мощным приложением под названием ThermoVision, разработанным немецким программистом из Берлина.Существует также приложение Python, которое предлагает потоковую передачу тепловых данных на компьютер в режиме реального времени и имеет некоторые функции анализа.
Извлеченные уроки
На пути было так много проблем. В большинстве случаев мне удавалось их решить, в других я решил попробовать более нестандартные решения. Например, при разработке корпуса я сначала хотел использовать для его изготовления 3D-принтер. Однако оказалось, что даже более дорогие принтеры требуют большой ручной обработки после печати.Это заняло слишком много времени, чтобы быть продуктивным. Литье под давлением также не было реальной альтернативой, поскольку создание пресс-формы было слишком дорогим для изготовления небольшого количества единиц. В конце концов, я решил вырезать корпус лазером — это относительно дешевый метод, не требующий постобработки. Я нашел компанию в Германии, которая вырезала для меня детали из черного акрила.
Одна вещь, которую я усвоил, — это не устанавливать слишком жесткий график выпуска, потому что неизбежно возникнет много неожиданных проблем.Хорошее практическое правило, которое я нашел для себя, — составить расписание, а затем удвоить его. Если вы закончили работу раньше, это часто не проблема, потому что вы всегда найдете что-то, что можно улучшить.
Я узнал все, что мне нужно для этого проекта, из источников в Интернете и из книг. Мне почти никто не помогал. Это был крутой путь, но я многому из него научился! Проект требовал многих шагов: создание прототипа, выбор компонентов и материалов, упрощение сборки устройства, проверка качества, доставка по всему миру, маркетинг и контакты с клиентами — это лишь некоторые из них.Многое из того, что я делал, было методом проб и ошибок, и за эти годы я действительно сделал много ошибок. Тем не менее, все они внесли свой вклад в то сокровище, которое я получил сегодня, поэтому стоило сделать их все. Я бы даже сказал, что работая над проектом Thermocam, я узнал больше, чем за пять лет обучения. На мой взгляд, наибольший прогресс — как в личном, так и в техническом плане — достигается тогда, когда вы действительно работаете над проблемами самостоятельно.
Фото Макса РиттераBuild It!
Если вы получите комплект, сборка будет довольно простой — около 2–4 часов в зависимости от того, как быстро вы сможете паять.Вы можете найти все шаги с изображениями на странице GitHub. Обязательно поделитесь с нами готовым творением!
DIY-Thermocam от DIYCAM-Thermocam | GroupGets
Описание
DIY-Thermocam — это самостоятельная термографическая камера с открытым исходным кодом для всех.
Цель этого проекта — предоставить частным лицам, образовательным учреждениям или небольшим компаниям доступ к портативной и недорогой тепловизионной платформе.
Существуют различные приложения, такие как обнаружение утечек тепла в изоляции зданий, включая окна, анализ электрических или механических компонентов, обнаружение людей или животных и многое другое.
Предлагаемый в виде простого в сборке набора, состоящего почти из ста компонентов, DIY-Thermocam позволяет вам воспользоваться разнообразными возможностями тепловидения!
Можно использовать большую прошивку, написанную на коде C ++, совместимом с Arduino, поскольку она адаптирована к вашим потребностям.
Получите технические характеристики, данные о продукте и дополнительную информацию о FLIR Lepton на странице продукта: https://groupgets.com/manufacturers/flir/products / …
Ссылки DIY-Thermocam Страница GitHub
Make Magazine Интервью Создатель DIY Thermocam — 2017
Сообщение Hackaday
Страница проекта Hackaday
Температурное разрешение: 160 x 120 (поддерживает все ядра Lepton 2.x и 3.x)
Температурная чувствительность: <0.05 ° C (50 мК)
Температурная температура. диапазон: от -20 ° C до 120 ° C
Дисплей: 3,2 дюйма 320×240 Touch
Диапазон температуры точечного датчика: от -70 ° C до 380 ° C
Точность температуры точечного датчика: 0,5 ° C выше широкий диапазон
Режим измерения температуры: в каждой позиции после калибровки
Режимы изображения: ИК-изображение, визуальное изображение, комбинированное
Цветовые режимы: Радуга, Железо, Серый
Режим хранения: фото и видео
Хранение емкость: 2 ГБ внутренней памяти
Время работы: прибл.4-6 часов
Вес: 0,35 кг
Формат файла: стандартный BMP и исходные данные
Важная информация
- Все международные покупатели, заказывающие тепловизионную камеру, должны будут заполнить Заявление о конечном использовании перед отгрузкой. После того, как вы разместите заказ, мы отправим вам документ по электронной почте в течение одного рабочего дня.
- Важная информация для покупателей в России . В связи с недавним законодательством США мы больше не можем доставлять сердечники тепловизоров FLIR в эти страны / территории.Любые заказы, содержащие эти продукты из этих стран, будут отменены и возвращены. Приносим свои извинения за неудобства.
- Мы можем отправить этот продукт с Lepton только в Северную Америку, Австралию и страны Европейского Союза. Любые заказы на этот продукт с Lepton , размещенные в другой стране, будут отменены и возвращены деньги. Приносим свои извинения за неудобства.
Как собрать собственную инфракрасную камеру
Чтобы провести вас через процесс создания собственной ИК-камеры, я воспользуюсь шагами, предпринятыми для модификации Kodak EasyShare CX7330.Это типичный компактный цифровой фотоаппарат, созданный несколько лет назад.
Основные компоненты, с которых мы начали, модифицированный Kodak EasyShare CX7330. Он имеет те же ощущения и функции, что и CX6230. Обратите внимание на корпус объектива с одним подвижным элементом. Это позволит установить фильтр без использования удлинительной трубки.
Что нужно иметь в виду при составлении требований к нашему проекту:
- Нам нужны функциональные возможности базовой ИК-камеры при минимально возможных затратах.·
- Мы сделаем все возможное (чтобы снизить затраты и научиться как можно большему в процессе). ·
- Нам важны не возможности flash-продукта, а функциональность и полезность.
Шаг 1
Приобретите камеру и проверьте ее работу. Такие камеры, как CX7330, можно купить на интернет-аукционах, в подержанных магазинах и т. Д. Было произведено много тысяч таких камер, и очень немногие из них использовались до отказа. Скорее всего, вы сможете подобрать тот, который практически не нашел применения.Скорее всего, он находится в первозданном состоянии, и его лучшие годы еще впереди. Попробуйте приобрести фотоаппарат с картой памяти, зарядным устройством для аккумулятора (если применимо) и некоторым программным обеспечением для загрузки файлов фотографий, включенных в сделку. Если это не так, вам, возможно, придется поискать их в магазине. Кейс для переноски — это хорошо, но не обязательно.
Получив камеру, убедитесь, что она действительно работает. Запустите его и сделайте несколько фотографий. Сделайте это как для крупных планов, так и для удаленных объектов.Снимайте при разных условиях освещения и с разными настройками масштабирования (если включена функция масштабирования). Загрузите файлы в пакет программного обеспечения для обработки фотографий или графики и проверьте качество результатов. Прочтите руководство, прилагаемое к камере (или загрузите такое руководство из Интернета, если оно есть). Чем лучше вы знаете свою камеру и ее функции, тем больше пользы вы получите от нее и тем лучше будете снимать вместе. Обратите внимание (и запомните), как камера «оживает» при ее включении. Также обратите внимание на то, как устанавливаются пользовательские настройки, такие как компенсация экспозиции.
Шаг 2
Создайте подходящее рабочее место. Это не должно быть необычно, но есть несколько требований. Рабочее место должно быть чистым и незагроможденным, что позволит вам демонтировать камеру, упаковать компоненты и выполнить некоторые основные задачи, такие как очистка и установка деталей. Вам также понадобится рабочее место (желательно на некотором расстоянии от места сборки камеры), где вы можете выполнять «грязную работу», например резку и опилку стекла.Проточная вода на этом втором рабочем месте будет неплохо, но это не обязательно. Ваши рабочие места должны быть хорошо освещены (чтобы вы могли легко видеть мелкие детали), а строительная площадка должна быть предпочтительно настроена так, чтобы вы могли оставить проект там на неопределенное время, пока вы ищете, строите или ждете детали.
Шаг 3
Изучите внешнюю часть своей камеры, чтобы выяснить, как была устроена оболочка. Если возможно, посмотрите, сможете ли вы найти веб-сайт, где рассказывается, как разобрать камеру.Большинство цифровых компактных фотоаппаратов заключены в корпус, состоящий из двух частей. Оболочка крепится к себе и к внутренностям с помощью винтов. Винты, скорее всего, будут типа Philips (или модифицированного Philips).
Шаг 4
Соберите инструменты, необходимые для разборки камеры. Скорее всего, для работы вам понадобится набор ювелирных отверток. Это небольшие отвертки самых разных форм и размеров. Наиболее полезными из них, вероятно, будут Philips №00 или №0. См. Фотографии ранее в этой статье для иллюстрации некоторых необходимых инструментов.Скорее всего, вам также понадобятся отвертка с плоской головкой или две, пинцет, липкая лента, клейкая лента и чистящие средства для наушников. Вы не будете использовать стеклорез, напильник и маркер сразу, но можете получить их прямо сейчас.
Шаг 5
Извлеките из камеры батарейки и карту памяти и храните их в надежном месте. Также снимите шнурок (если он есть), так как он может мешать.
Шаг 6
Осторожно удалите все винты, видимые на внешней стороне корпуса.Обратите внимание, что не все винты могут быть одинаковыми по цвету, размеру и форме. Возможно, стоит сделать набросок или сфотографировать камеру и отметить, какие винты и откуда были сняты. Храните винты в месте, где они не будут повреждены или потеряны. Обращайте внимание на винты, которые могут быть скрыты от глаз. Иногда винты можно найти спрятанными под наклейками или внутри батарейного отсека или отсека для карты памяти. См. Фотографии, на которых показаны винты на внешней стороне CX7330.
Шаг 7
Осторожно откройте корпус камеры.Симметрия скорлупы иногда выдает секрет, какую часть следует удалить в первую очередь.
Нижняя часть CX7330. Есть 5 винтов, которые нужно аккуратно открутить. Отвертка Philips №0 отлично подходит для откручивания всех винтов на корпусе CX7330.
У CX7330 задняя часть камеры уступает место. Для CX7330 нет ленточных кабелей или проводов, соединяющих заднюю часть с основным корпусом. См фото.
Правая сторона CX7330.(Как видно со стороны интерфейса оператора.) Есть 2 винта, которые необходимо осторожно открутить.
Имейте в виду, что некоторые детали внутри корпуса могут вылететь по течению после открытия корпуса. В CX7330 есть металлическая пластина серебристого цвета, которая отрывается от области, где карты памяти вставляются в камеру.
Левая сторона CX7330. (Как видно со стороны интерфейса оператора.) Остается только один винт, который нужно удалить.
Попав внутрь, вам нужно изучить устройство камеры.Обратите особое внимание на винты, которые, очевидно, скрепляют вместе основные детали. Старайтесь не прикасаться к электронным компонентам, линзам или каким-либо сложным механизмам, связанным с движущимися частями. Можно брать камеру, прижимая ее к краям печатных плат. Нельзя ударить себя электрическим током, дотронувшись до конденсатора вспышки камеры или его цепи!
CX7330 с открытым корпусом. Обратите внимание на то, как дверцы батарейного отсека и отсека камеры сдвигаются по течению после того, как корпус был разделен.Будьте осторожны, не дотрагивайтесь до электронных цепей основного корпуса.
Шаг 8
Найдите «горячий фильтр». Цель всего упражнения — найти (и при необходимости) заменить «горячий фильтр». «Горячий фильтр» находится между объективом и ПЗС-матрицей. ПЗС-матрица обычно устанавливается на печатной плате камеры — основной или вспомогательной. Шаги, описанные ниже, расскажут вам, как добраться до и удалить «горячий фильтр» на CX7330. Вы можете или не сможете сделать то же самое для других камер.Горячий фильтр CX7330 расположен на вспомогательной плате под ЖК-экраном. Как только вы открываете корпус CX7300, ЖК-дисплей свободно располагается в подставке на задней стороне камеры в сборе. Осторожно поверните ЖК-дисплей в сторону, чтобы открыть подставку. Вместо того, чтобы продолжать работу с ЖК-экраном в этом неудобном положении, мы собираемся его удалить. Экран крепится к камере в сборе с помощью двух ленточных разъемов. (См. Фото.)
ЖК-дисплей повернут и показывает прорези, в которые вставлены кабельные ленты.Оба разъема (значки с желтыми указательными пальцами) оснащены вставными заглушками. Оба конца штекеров (синие заостренные пальцы) необходимо отвести от разъема примерно на миллиметр. (Важно = потяните в направлении, параллельном поверхности печатной платы, а не от платы!) Это открывает разъем и позволяет свободно вытаскивать кабель из разъема.
Оба ленточных кабеля подключаются к плате снизу с помощью вставных разъемов.Осторожно откройте разъемы, потянув за темные фиксирующие заглушки, пока они не уступят место. (Вилки остаются на месте, в нескольких миллиметрах от того места, где они были раньше, просто позволяя вилке высвободить конец ленточного кабеля). Осторожно вытяните оба плоских кабеля из соответствующих разъемов. Теперь удалите три винта, удерживающих подставку. (См. Фото ниже.)
Чтобы снять лоток для ЖК-дисплея, сначала открутите 3 винта, показанные здесь.
Положите винты в надежное место.То же проделайте и с колыбелью. Вспомогательная плата подключается к основной плате с помощью провода и ленточного кабеля. Теперь ленточный кабель можно отсоединить от основной платы. Он вставляется в разъем с фиксатором поворотного типа. Фиксатор открывается как дверь, а не за счет скольжения. Просто поднимите конец фиксатора, чтобы открыть конец кабеля и освободить разъем. Осторожно вытяните ленточный кабель из разъема.
ПЗС-матрица расположена под вспомогательной печатной платой, показанной здесь.Сначала открутите два винта, указанные синими острыми пальцами. Желтым указательным пальцем показано место соединения ленточного кабеля с основной платой внизу. В этом разъеме используется откидной фиксатор, удерживающий ленточный кабель на месте. Важно = обратите внимание на короткую длину черного провода прямо под видоискателем на фотографии. Из-за этого провода мы не сможем полностью снять вспомогательную плату. Будьте осторожны, чтобы не повредить этот провод или его соединения, когда вы откладываете вспомогательную плату.
Вспомогательная плата удерживается двумя винтами. Осторожно удалите их и положите в надежное место. Если вы теперь осторожно поднимете и откроете вспомогательную плату, вы увидите, что ПЗС-матрица установлена под ней, а «горячий фильтр» находится в углублении за линзой, между линзой и ПЗС-матрицей. См фото.
Вспомогательная плата, несущая ПЗС-матрицу, сдвинута с места. Узел линзы показан под старым положением вспомогательной платы.«Горячий фильтр» указывается указательным пальцем. Вокруг и сверху фильтра имеется резиновое уплотнение. Снимите его и сам фильтр осторожно.
На краях «горячего фильтра» будет резиновое уплотнение прямоугольной формы в виде рамки. Осторожно удалите это уплотнение пинцетом и поместите в безопасное место. Используя кусок синей застежки, прикрепленный к концу деревянной спички (или подобного предмета), нажмите на «горячий фильтр» сверху, а затем поднимите «горячий фильтр» из его положения в углублении.Вы можете оставить частично разобранную камеру в ее текущем состоянии именно там, где она находится. Накройте его тканью и убедитесь, что он не потревожен, пока вы приступаете к изготовлению сменного фильтрующего элемента.
Шаг 9
Изготовление замены горячего фильтра. (Прочтите примечание 1 ниже, прежде чем продолжить. Возможно, вам вообще не нужно заменять «горячий фильтр».) CX7330 имеет «горячий фильтр» размером 8 мм x 6,5 мм x 1,1 мм. Если вы раньше этого не делали, теперь вам нужно произвести замену «горячего фильтра» вашей камеры.(Прочтите примечание 2, прежде чем продолжить.) Есть несколько источников стекла, подходящих для изготовления сменных элементов для «горячего фильтра». Сделайте замеры «горячего фильтра». В некоторых случаях, когда «горячий фильтр» плавает на резиновой опоре, точные размеры не так важны. Штангенциркуль можно использовать для измерения «горячего фильтра» (прочтите примечание 3).
Вы можете использовать штангенциркуль для измерения «горячего фильтра».
Фильтры довольно маленькие, их легко потерять; заботиться! Чтобы сменный элемент поместился в нише CX7330, он должен быть по размеру близким к оригиналу.Теперь вы должны отметить размер «горячего фильтра» на подходящем куске стекла. Вы можете использовать маркер, предназначенный для записи на CD и DVD диски. Стекло должно иметь толщину, максимально приближенную к толщине «горячего фильтра». Так получилось, что толщина 1,1 мм была довольно близка к толщине предметного стекла микроскопа. Таким образом, для CX7330 я отметил форму «горячего фильтра» на краю предметного стекла микроскопа. Затем кусок стекла нарезается немного больше размера, а его края подпиливаются, чтобы получить тот же размер, что и у «горячего фильтра».
Отметьте размер горячего фильтра на подходящем куске стекла. Вы можете использовать сам фильтр как шаблон.
Этот процесс также гарантирует, что стороны стекла будут хорошо отшлифованы, а не будут неровными и неровными. (Прочтите Примечание 4 о резке стекла)
Шаг 10
Заменить «горячий фильтр». После изготовления замены «горячего фильтра» его следует тщательно очистить и вернуть на место, где раньше находился «горячий фильтр». Будьте осторожны, чтобы не оставить следов пальцев на заменяемой детали, чтобы грязь не попала в пространство между элементом и ПЗС-матрицей, а также не касайтесь ПЗС-матрицы вообще.
Шаг 11
Соберите в порядке, обратном разборке. Тщательно измените процесс разборки камеры в обратном порядке. Убедитесь, что ленточные кабели правильно подключены и зафиксированы фиксирующими заглушками. Обязательно замените каждый винт на том месте, откуда он взялся.
Шаг 12
Замените батареи и карту памяти. Теперь вы готовы к первому тестированию своей ИК-камеры. Подробнее о процессе преобразования камеры, тестировании и фотосъемке в части 3.Если вы хотите установить сменное кольцо фильтра на камеру, вы можете попробовать модифицированное кольцо фильтра в качестве интерфейса между камерой и сменным кольцом фильтра.
Дешевый УФ-фильтр можно модифицировать, чтобы он служил при установке фильтра. Снимите стеклянный элемент с оригинального фильтра. Затем отпилите наружную резьбу с обратной стороны кольца фильтра. Указанным пальцем показана плоская поверхность, образованная опиливанием ниток. Наконец, отшлифуйте кольцо мелкой наждачной бумагой до сатинировки.
Одно из этих модифицированных колец фильтров было приклеено к передней части объектива CX7330. Подгонка почти идеальна, и это дает аккуратный интерфейс, соответствующий нашим потребностям.
Note 1: Когда я модифицировал Kodak EasyShare CX6230, я обнаружил, что для того, чтобы камера могла делать приличные снимки, не требовалось никаких заменяющих элементов. Могу только предположить, что отсутствие «горячего фильтра» толщиной 0,5 мм не помешало камере успешно применить функцию автофокуса.С Nikon было совсем другое дело. Камера вообще не могла сфокусироваться. После того, как я заменил «горячий фильтр» толщиной 1,8 мм на стеклянный элемент такого же размера, камера сфокусировалась отлично. CX7330 был оснащен стеклянным элементом толщиной 1,2 мм. Это было немного больше, чем требовалось для 1,1 мм. Однако камера работала вполне удовлетворительно.
Слева: фотография, сделанная камерой Nikon Coolpix после снятия «горячего фильтра», но до установки замены. Камера вообще не могла сфокусироваться.В то время перед объективом не устанавливали ИК-фильтр верхних частот. Справа: еще одна фотография, сделанная с той же точки зрения позже в тот же день. Это было после того, как был установлен сменный элемент. Теперь камера могла удовлетворительно сфокусироваться. В то время перед объективом не устанавливался ИК-фильтр верхних частот
Примечание 2: Изготовление стеклянного элемента в качестве замены «горячего фильтра», безусловно, является самой сложной частью процесса конверсии. Если у вас возникнут трудности с этим, возможно, вам придется попросить помощи у местного продавца стекла или стекольщика.Возможно, они не привыкли работать с такими маленькими кусочками стекла, но у них под рукой будут стеклорезы и шлифовальные машины. Это очень поможет с калибровкой и отделкой стеклянного элемента. Что касается источников стекла: стекло толщиной 1,8 мм, которое использовалось для замены элемента для Nikon, было стеклянной панелью небольшой фоторамки за 2 доллара, купленной в местном магазине. Интернет-трейдеры продают защитные чехлы для устройств с маленькими ЖК-экранами. Введите в качестве поискового запроса «протектор для стеклянных линз» и посмотрите, что вы получите.Многие из этих «протекторов» представляют собой листы стекла толщиной 0,5 мм. Эти защитные листы продаются за несколько долларов. Предметные стекла для микроскопов имеют толщину от 1 до 1,2 мм, и их легко найти в Интернете. Их можно купить сотнями за несколько долларов.
Note 3: Было упомянуто, что вы можете использовать штангенциркуль для измерения размера «горячего фильтра». Хотя это может помочь вам определить точные размеры элемента, нет необходимости вкладывать средства в такие штангенциркули, если вы не планируете использовать их для других работ в будущем.Сравнительные измерения нам вполне подойдут. Ищите кусок стекла толщиной с элемент камеры (используя сам элемент как датчик). Затем отметьте контур элемента на стекле, обведя его. После резки стеклу нужно придать форму и довести до нужного размера. Вы можете довольно легко сделать это, поместив две части рядом друг с другом и «на глаз» на предмет соответствия. Когда эти две части соприкасаются друг с другом, ваш глаз легко скажет вам, когда новый кусок стекла будет такого же размера и формы, что и исходный элемент.
Примечание 4: Как резать стекло. Резка стекла — это само по себе искусство. Однако новичок может освоить его, если вы помните следующее:
- Поместите кусок стекла на прочную ровную поверхность. Накройте рабочую поверхность чистой бумагой, чтобы защитить стекло.
- Приклейте кусок стекла к рабочей поверхности липкой лентой. Это особенно полезно для маленьких кусочков стекла. Он защищает стекло и предотвращает его скольжение во время резки.
- Отметьте профиль нужного стекла на одном из существующих углов стекла. Это оставляет вам только два разреза. Надрез всегда должен проходить по всему стеклу, с которым вы работаете.
Стекло, опирающееся на рабочую поверхность. Предполагаемая линия резки продлевается по стеклу.
- Для наших целей нам понадобятся только прямые линии. Используйте линейку, чтобы линия резака оставалась прямой.
- Отрежьте кусок немного больше, чем вы предполагали. Изломы никогда не бывают такими прямыми, как стрелка, и края никогда не должны быть ровными и перпендикулярными поверхности стеклянного элемента. Для этого вам понадобится некоторый излишек.
- Используйте равномерное давление и «слушайте разрез», когда рисуете поверхность стекла. Резак или писец издает характерный звук, когда режет правильно, но в противном случае он работает бесшумно. Разрез должен быть полным и непрерывным, чтобы получился чистый и прямой разрыв.
- После того, как вы сделали надрез (это скорее надрез, чем надрез), снимите кусок с рабочей поверхности и положите его на верхнюю часть линейки. Теперь совместите линию намеченного среза с краем линейки. Незначительное давление на деталь, выступающую за край линейки, приведет к прямому и чистому разрыву вдоль линии. Повторите этот процесс и для следующего разреза.
- Как только вы получите деталь с размерами, близкими к требуемым, подпилите ее по форме и размеру.
Используйте линейку или другой прямой край для направления разреза.Используйте равномерное давление. Лучше оттолкнуть резак от себя, чем тянуть.
- Лучшие напильники изготовлены из металла с алмазной пылью. Они дороже обычных металлических файлов, но подходят для опиловки по стеклу, а металлические — нет. Если у вас нет доступа к такому напильнику, можно использовать точильный камень. При использовании камня лучше всего, чтобы он оставался неподвижным и перемещался по стеклу. ·
- Держите обрабатываемую поверхность влажной (лучше всего из проточной воды) и часто поворачивайте кусок стекла, чтобы угол на краю оставался перпендикулярным поверхности.Если вы не пользуетесь проточной водой, часто окунайте заготовку в воду, полностью погружая ее и хорошо встряхивая каждый раз, когда вы берете ее из воды. ·
- Часто сравнивайте с оригиналом, чтобы убедиться, что размер не меньше. Маленькие кусочки стекла, подобные тем, с которыми мы здесь работаем, лучше держать в руке во время подачи. (См. Фото) Не пытайтесь зажать кусок стекла. ·
Стекло с правильной надрезкой разбивается при минимальном давлении
- Будьте осторожны при резке и формовании стекла.Осколки стекла (даже очень маленькие) опасны и могут привести к некрасивым порезам, раздражению кожи и травмам глаз. Летящие осколки очень опасны, и при резке или формовании стекла всегда следует носить защитные очки. После работы со стеклом тщательно очищайте рабочую зону и утилизируйте неиспользованные осколки стекла.
- Не расстраивайтесь, если ваша первая попытка не удалась. Так и работает со стеклом. Возможно, вам придется сделать несколько попыток, чтобы получить подходящий кусок стекла.·
- Следите за тем, чтобы не поцарапать или иным образом не повредить плоские поверхности сменного элемента. В конце концов, этот элемент предназначен для использования в качестве оптического элемента в вашей камере и даст приемлемые результаты только в том случае, если на нем не будет царапин и других дефектов.
После того, как вы отрезали сменный стеклянный элемент немного завышенного размера, вам нужно отпилить его до нужного размера. Это самая трудоемкая часть всей модификации! Используйте воду, чтобы охладить стекло и смыть мусор.(На этой постановочной фотографии частицам матового стекла дали высохнуть. Постарайтесь избежать этого во время фактического процесса подачи).
Часть 3 — Как создать собственную ИК камеру — Выбор ИК части светового спектра
В третьей части статьи предполагается, что вы выполнили вторую часть и изготовили ИК-камеру. Под этим мы подразумеваем, что теперь ваша камера способна регистрировать свет как в видимом, так и в ближнем инфракрасном спектре. (До и даже более 1000 нм)
Шаг 13
Проверка базового функционала нашей камеры.(В остальной части этой статьи предполагается, что у вас есть готовая камера, у которой был удален «горячий фильтр» и заменен стеклянным элементом, похожим на фильтр, который был удален. Предполагается, что у этой камеры есть автофокус и возможность устанавливать различные уровни или режимы экспозиции.)
Включите камеру и проверьте основные функции. «Оживает» ли оно так, как раньше. (Он может попросить вас установить дату и время. Это неприятно, но вполне нормально для фотоаппаратов, которые какое-то время находились без батарей.) Если камера не «оживает» так, как задумано:
- Возможно, придется заменить батареи.
- Возможно, вам придется проверить и изменить настройки в меню настройки, чтобы оно работало правильно.
- Возможно, вам придется открыть его и убедиться, что все механические и электронные функции по-прежнему в порядке. Правильно ли вы подключили все отсоединенные кабели? Все ли компоненты вернулись на свои места?
- Камера могла быть повреждена или вышла из строя по другой причине.
Если ваша камера не запускается должным образом после преобразования, сделайте все возможное, чтобы проблема была решена. Если вы не можете этого сделать, значит, проект потерпел неудачу для вас. Либо попробуйте еще раз с другой камерой, либо уйдите, зная, что вы, по крайней мере, кое-что узнали и, по крайней мере, попытались.
Шаг 14
Подтверждаю умение делать полезные фото. Теперь попробуйте делать снимки так же, как вы это делали, когда впервые проверили камеру. Сделайте несколько снимков как крупных планов, так и удаленных объектов.Делайте это при разном освещении и при разных настройках масштабирования (если включена функция масштабирования).
Не удивляйтесь, если изображение на ЖК-экране будет некорректным. Мы ожидаем, что это изображение будет иметь красный оттенок. Причина в том, что красный канал в вашей камере теперь перегружен. Если во время модификации все прошло хорошо, камера теперь воспринимает видимый, а также инфракрасный свет на сопоставимых уровнях. (Ранее ИК-составляющая серьезно ограничивалась «горячим фильтром».)
Одна из тестовых фотографий, сделанных с помощью CX7330. Перед объективом еще не было ИК-фильтра верхних частот. Фотография была сделана при ярком солнечном свете в полдень. Выдержка составляет 1/1024 с. Дерево проявляет признаки эффекта Вудса еще до того, как исчезнет свет в видимом спектре. ПЗС-матрица 3 МП уже демонстрирует свое превосходное разрешение. Возможно, из-за этого фотография начала показывать различия в «фокусе» для объекта, размещенного в центре, и объекта, находящегося вне оси.
Загрузите файлы в фоторедактор и проверьте качество результатов. Цвета вполне могут быть нестандартными (красный, розовый или что-то в этом роде), и вы можете обнаружить, что изображения стали немного более нечеткими, чем были раньше. Одна из причин будет заключаться в том, что камера пытается сфокусироваться на большом диапазоне длин волн и не может сделать это успешно. Возможность фокусировки зависит от типа объектива и алгоритма программы автофокусировки. Должно быть ощущение нормальности снимков и хотя бы попытка фокусировки с камеры.(Может быть, не для всех фотографий, но, по крайней мере, для некоторых.) Если камера пройдет этот тест, мы можем перейти к превращению ее в настоящую ИК-камеру.
Возможно, придется исследовать воспринимаемую разницу в резкости внеосевого предметного материала. Может случиться так, что объектив не так хорошо справляется со внеосевыми изображениями. Возможно, неисправен ИК-фильтр или самодельный сменный элемент для «горячего фильтра». Для CX7300 общее качество фотографии все еще было вполне приемлемым.
Шаг 15
Ограничение спектра захватываемого света.
Большинство фотографов предпочитают, чтобы их ИК-фотографии отражали разумное количество отличительных особенностей ИК-света. Мы хотим увидеть эффект леса в листве и увидеть темное небо. Мы хотим, чтобы наши фотографии были резкими, и нам нужны призрачные эффекты, которые можно было бы увидеть на классических ИК-фотографиях. Чтобы добиться этих эффектов, нам нужна возможность сократить количество видимого света, фиксируемого на наших фотографиях.Таким образом, мы должны либо встроить фильтр в камеру (я решил этого не делать), либо разработать способ поддержки фильтра высоких частот перед объективом.
Для Kodak CX6230, использованного в моем проекте, я просто приклеил 27-миллиметровый фильтр с резьбой к передней части объектива. (См. Фото ранее в этой статье.) Эта комбинация фильтра и кольца фильтра оставляет нам фильтр, который не является взаимозаменяемым. Для ознакомительной ИК-фотографии этого вполне достаточно. Вы можете сделать то же самое.Если да, то выбор фильтра остается за вами. Фильтры с более высокими номерами дают больший ИК-эффект, но они могут ограничивать количество света, пропускаемого через линзу (и, таким образом, подталкивают нас к увеличению времени выдержки). Фильтры с меньшим номером пропускают больше света, но могут показывать меньше тех ИК-эффектов, которые нам нужны.
Для Nikon мне пришлось импровизировать другой держатель фильтра. Объектив Nikon состоит из двух частей. Мне не удалось установить 27-миллиметровое кольцо фильтра на меньшую внутреннюю трубку объектива.Однако мне удалось установить его на вторую трубку объектива. Мне пришлось оставить немного места для внутренней трубки. Таким образом, потребовалась короткая алюминиевая трубка, соединяющая кольцо фильтра с передней частью второй трубки (см. Фото Coolpix). Это оставляет нам более длинный выступ, торчащий из камеры. Это также ограничивает мое поле зрения, поскольку вызывает небольшое виньетирование на моих фотографиях при определенных значениях увеличения.
Для CX7330 остановился на сменном фильтре.К линзе снова было приклеено кольцо фильтра, но сам фильтр с этого кольца был снят. Теперь в это кольцо можно ввинтить другие фильтры, что позволит нам менять фильтры. См. Фотографии, на которых показано измененное кольцо фильтра, которое было приклеено к передней части объектива (ближе к передней части этой статьи), и фотографию готовой камеры со сменным фильтром (фото показано ниже).
Укомплектованный CX7300 IR. Обратите внимание на фиксированное кольцо фильтра и сменное кольцо фильтра, прикрепленное к передней части объектива.Планировка по-прежнему очень аккуратная, компактная и практичная.
Шаг 16
Возьмите фотоаппарат на фотосессию.
Если ваша камера поддерживает ручную балансировку белого, вы можете настроить ее перед съемкой фотографий. (Это кратко объясняется далее в статье.) В любом случае, теперь вам нужно вынести камеру вместе с фильтром, прикрепленным к объективу, в дикую природу, чтобы сделать свои первые фотографии.
Выберите солнечный день и посмотрите, сможете ли вы запечатлеть следующее:
- Листва и зелень.Попробуйте деревья, кусты и лужайки.
- Вода и небо
- Каменные и / или кирпичные конструкции
- Сталь или прочие металлы
- Люди и предметы быта
В зависимости от того, был ли отрегулирован баланс белого на камере, ЖК-экран может отображать или не отображать изображение с красным оттенком. Сейчас это не имеет значения. Скомпонуйте кадр и сделайте снимки. Еще раз сделайте несколько снимков как крупных планов, так и удаленных объектов. Делайте это при разном освещении и при разных настройках масштабирования (если включена функция масштабирования.) Вы даже можете попытаться отрегулировать настройку экспозиции на некоторых фотографиях. Если возможно, запишите, какие настройки использовались для каких фотографий. Это поможет вам проанализировать результаты при различных настройках и приблизит ваше понимание камеры и ее возможностей.
Шаг 17
Загрузите фотографии в компьютер.
Не беспокойтесь, если загружаемые ИК-фотографии окрашены в красный, фиолетовый или другой цвет. Имейте в виду, что за пределами видимого спектра нет «цветов».То, что мы передаем в компьютер, — это просто данные об интенсивности света, полученные по трем каналам. Эти каналы окрашены в красный, зеленый и синий цвета, чтобы совпадать с основными цветами, используемыми для фотографии в видимом свете. После того, как вы загрузили эту информацию в свой фоторедактор, вы можете начать манипулировать ею, чтобы создать черно-белую фотографию или фотографию в искусственных цветах по своему вкусу.
Одна из первых фотографий, сделанных на модифицированный CX6230. Пурпурный оттенок — совсем не проблема.Фотография содержит в основном свет с длиной волны более 850 нм. Такой свет не фиолетовый, и ваша последняя ИК-фотография не обязательно должна быть фиолетовой! Вам остается сделать что-нибудь интересное из информации, содержащейся в .JPG-файле.
Шаг 18
Оценивайте, учитесь и применяйте. Если повезет, теперь у вас есть инструменты и знания, чтобы делать собственные ИК-фотографии. Возможно, вам придется обратиться к статьям о манипуляциях с цифровыми изображениями, чтобы получить окончательные результаты, которые вам нужны. Если, однако, вы продолжите и сделаете это успешно, вы можете быть приятно удивлены результатами.Я тоже буду доволен. Вместе мы доказали, что можно делать ИК-фотосъемку с ограниченным бюджетом и что дешевые самодельные ИК-камеры способны давать потрясающие результаты.
В эту статью включены всего несколько фотографий, которые я сделал с помощью своих фотоаппаратов. Они каким-то образом иллюстрируют суть дела. Я предпочитаю работать с оттенками серого, но мои камеры могут создавать необработанные данные изображения для оттенков серого, а также ИК-фотографии с ложными цветами. Вы можете попробовать и то, и другое.
Снимок сделан на CX7330.Установлен фильтр верхних частот 850 нм. Выдержка записана на 1/128.
Помните фотографии, использованные для иллюстрации примечания 1 в части 2 статьи? Фотография, представленная здесь, была сделана с той же точки зрения. Это было сделано на CX7330 после установки фильтра верхних частот 850 нм. Был солнечный день, но были высокие облака. Записанная выдержка была 1/128. Обратите внимание на темное небо. Фотография выглядит немного недоэкспонированной. Другая фотография, сделанная с пропусканием высоких частот 950 нм, показала еще более темное небо и более выраженный эффект Вудса.Для этого фото записанная выдержка упала до 1/64. Детали в обоих случаях были вполне удовлетворительными, и результаты были тем, к чему я стремился.
Снимок сделан на CX7330. Установлен фильтр верхних частот 850 нм. Позднее полуденное солнце. Выдержка записана на 1/256. Внеосевой фокус не слишком хорош. Результаты вполне пригодны.
На момент написания этой статьи у меня не было времени правильно использовать CX7330. Фотография выше была сделана в местном парке под вечерним солнцем. На фото содержится ряд интересных элементов; видны деревья, вода, небо и облака.Я уверен, что после некоторых экспериментов и при правильных условиях эта камера удовлетворит все мои потребности в ИК-фотографии.
Снимок сделан на CX7330. Установлен фильтр верхних частот 850 нм. Прямое вечернее солнце. Выдержка записана на 1/362. Центральный фокус довольно хорош. Художественная ценность этой фотографии очень низкая. Я в восторге от этой фотографии по другой причине — для меня она доказывает, что с помощью этой камеры можно делать довольно хорошие фотографии при правильных обстоятельствах!
Еще одно экспериментальное фото, сделанное с помощью CX7330.На этой фотографии небо выглядело почти черным как смоль, а фокус в середине фотографии был точным. Не могу дождаться, чтобы взять эту камеру на настоящую фотосессию!
Удачи вам в проектах по переоборудованию фотоаппаратов, и пусть вы увидите свет — инфракрасный свет!
Примечания для чтения с частью 3:
Примечание 5: Nikon Coolpix позволяет фотографу установить баланс белого до того, как будет сделан снимок. Это весьма полезно для ИК-фотографа. Обычная камера с ИК-подсветкой может быть не в состоянии правильно установить цветовой баланс самостоятельно.Из-за этой проблемы ИК-модифицированная камера может иногда переэкспонировать один канал (обычно красный) и недоэкспонировать другой канал. Если ваша камера поддерживает ручную балансировку белого, эту проблему можно в значительной степени решить. Процесс очень простой. Вы начинаете с выбора параметра калибровки в меню камеры. Установив желаемый ИК-фильтр перед объективом и в тех же условиях освещения, в которых вы хотите сделать снимок, вы просто наводите камеру на серую поверхность и нажимаете кнопку спуска затвора.Камера распознает и измеряет количество света, зарегистрированного на каждом из каналов, и уравновешивает его. После того, как эта уставка будет рассчитана и установлена на камере, цвет, воспроизводимый на вашей фотографии, будет «нейтральным» (для определенных условий освещения, которые мы сейчас установили). Вы сразу заметите, что даже изображение, отображаемое на ЖК-экране, теперь выглядит более естественным, и во время пост-обработки потребуется совсем немного манипуляций.
Другие извлеченные уроки и полезная информация:
- На момент написания Kodak EasyShare CX7300 IR стоил менее 60 долларов в совокупности.Я получил карту памяти как часть первоначальной покупки, а сменный стеклянный элемент был изготовлен из предметного стекла микроскопа, который мне дал бесплатно парень, которого я знаю по работе!
- Несмотря на то, что GIMP бесплатен, он выполняет некоторые функции лучше, чем модное программное обеспечение, предназначенное для обработки фотографий. Если вы используете GIMP для обработки своих ИК-фотографий, вы обнаружите, что информация EXIF фотографии сохраняется после этого. Информация EXIF важна для ИК-фотографа, поскольку помогает отслеживать некоторые настройки камеры во время съемки.Вы можете прочитать EXIF-информацию файла фотографии, когда он был загружен на свой компьютер. Чтобы увидеть EXIF файла фотографии, щелкните файл правой кнопкой мыши, выберите «Свойства» и откройте вкладку «Сводка».
- В спешке наладить работу камер я забыл правильно установить дату и время. Подобное упущение может преследовать вас позже. Фотографии, хранящиеся в сети, несут это.
- Если вы создадите ИК-камеру с возможностью баланса белого, у вас будет возможность устанавливать баланс белого перед каждой съемкой.Сделайте это непременно.
- Снимки, которые вы получаете с камеры, не будут идеальными. У меня были небольшие проблемы с виньетированием и плохой фокусировкой изображения внеосевых объектов на некоторых моих фотографиях (см. Примеры). Если учесть сложность оптических систем и физику трассировки лучей, этого следовало ожидать. Объективы в камерах, которые мы здесь используем, не предназначены для длинных волн, на которых мы их используем. Эффекты дифракции и тот факт, что мы помешали оптическим элементам на световом пути, работают против нас.Однако инфракрасная фотография — это «захват магии скрытого изображения». Речь идет об искусной композиции и о творческом использовании того, что у нас есть. Если вам нужны действительно красивые ИК-фотографии, вы всегда можете обрезать края, попробовать другой ракурс во время съемки или попробовать еще раз завтра. Не забывайте всегда следить за этими особенными моментами инфракрасной фотографии и нажимайте кнопку спуска затвора столько раз, сколько потребуется!
Благодарности
Я хотел бы поблагодарить двух людей, которые сыграли важную роль в успехе моего проекта и в том, чтобы эта статья была «напечатана»: ·
- Моей жене в прошлом пришлось многое вытерпеть из-за моих проектов.Наш дом вечно загроможден незавершенными проектами, инструментами за каждым углом и необычными деталями (которые не могут быть нарушены!) На каждой рабочей поверхности. Однако она остается моим самым большим сторонником и нуждается в особом упоминании из-за того, что она продолжает сражаться, заботясь обо мне и семье, несмотря на то, что я очень усложняю ей задачу. ·
- Меня также очень поддерживал Питер Холдер. Я знаю его по работе, и иногда мы рассказываем истории о сумасшедших проектах, в которых каждый из нас участвовал.Питер предоставил часть мотивации и некоторые компоненты для этого проекта.
Информация об авторе:
Питер Альбертин — самопровозглашенный «ремесленник» и фотограф-любитель. Он живет в Нейпире, Новая Зеландия. Питер ранее занимался разработкой продукции и системным проектированием. Он любит модифицировать коммунальные продукты, улучшать их характеристики и разрабатывать для них базовые системы материально-технической поддержки. Хотя он работает на рабочем месте, где преобладает английский язык, английский — его второй язык.
Изготовление тепловизора своими руками на базе Raspberry Pi / Habr
Всем привет!
Пришла зима, и мне пришлось проверить теплоизоляцию своей загородной дачи . И как только выяснилось, на известном китайском рынке начали продавать дешевые модули тепловизоров. Поэтому я решил собрать его своими руками и соорудить довольно экзотическую и полезную вещь — тепловой козырек для дома. Почему нет? Тем более, что у меня все равно валялся Raspberry Pi… Результат ниже.
MLX
. Что это?
Это матрица тепловизионной камеры со встроенным микроконтроллером производства неизвестной (мне) компании Melexis. Матрица 32х24 точки, это немного, но после интерполяции достаточно, чтобы заметить общие тенденции.
Датчик поставляется в двух версиях, единственная разница заключается в корпусе и поле обзора камеры. Более приземленная модель A наблюдает за миром под углом 110 градусов по горизонтали и 75 по вертикали. В модели B их 55 и 37.5 градусов соответственно. Корпус имеет четыре выхода — два для питания и два для разговора с контроллером через I2C. Техническое описание можно найти здесь.
Что же такое GY-MCU
?
Наши китайские товарищи также поставляют микросхему MLX
с другим микроконтроллером на борту (STM32F103), вероятно, для облегчения управления матрицей. Вся установка называется GY-MCU
, и в декабре 2018 года она обошлась мне примерно в 5000 рублей (примерно 80 долларов). Выглядит это так:
Как мы видим, есть также две версии этой модели с разными датчиками
Какой из них подойдет лучше всего? К сожалению, я задал себе этот вопрос только после того, как модуль был заказан, отправлен и получен.При выборе не задумывалась.
Версия с более широким углом обзора лучше всего подходит для автономных роботов или систем видеонаблюдения (поскольку ее поле зрения лучше). В таблице данных указано, что он менее шумный и более точный.
Но для визуализации я бы порекомендовал более «зоркую» модель B по одной очень важной причине. Его можно повернуть на месте (вручную или с помощью привода), чтобы сделать комбинированные изображения более детальными, чем его разрешение 32×24. Но у меня его нет, поэтому позже я буду говорить о более широкоугольной модели A.
Подключение к Raspberry Pi
Мы можем управлять тепловизором двумя способами:
- Замкнуть контакты «SET» на плате и использовать протокол I2C для непосредственного управления микроконтроллером MLX
- Оставьте контакты в покое и используйте контроллер STM32F103 через RS-232 или аналогичный интерфейс.
Если вы пишете код на C ++, вам, вероятно, лучше не обращать внимания на дополнительный контроллер, закоротить контакты и использовать API производителя, который можно найти здесь.
Скромные питонисты также могут использовать первый вариант.Кажется, есть несколько библиотек Python (здесь и здесь), но ни одна из них не работает для меня из коробки.
Продвинутые питонисты теоретически могли бы написать собственный драйвер контроллера. В таблице данных объясняется, как извлечь из него фрейм. Но вам придется описывать все процедуры калибровки вручную, что я считаю чрезмерно сложным. Поэтому я использовал вариант 2. Он оказался немного запутанным, но все же управляемым.
Благодаря китайской изобретательности (или удаче) конфигурация вывода на плате оказалась очень удобной:
Все, что мне нужно было сделать, это вставить плату в порт Raspberry.Плата имеет встроенный преобразователь 5В-3В, поэтому чувствительные выходы Rx и Tx Pi не подвергаются опасности.
Я бы также добавил, что вы можете подключить его аналогичным образом при использовании варианта 1, но вам придется быть предельно осторожным и опытным в пайке. Плата должна быть установлена с другой стороны Pi (пример на фото заголовка).
Программное обеспечение
Знаменитый китайский рынок предлагает это великолепное программное обеспечение для доступа к GY-MCU
:
. Очевидно, также должно быть какое-то описание протокола связи, используемого для доступа к микроконтроллеру, и после короткого разговора с продавцом (большой респект его), я сказал протокол в свои руки.В формате PDF и на чистом, дистиллированном китайском языке.
Благодаря Google Translate и хорошей дозе копирования, примерно через 90 минут протокол был декодирован. Я загрузил его на GitHub. Оказалось, что плата понимает 6 основных команд, в том числе одну для запроса текущего кадра через COM-порт.
Каждый пиксель матрицы, по сути, является показателем температуры объекта. Значение температуры в градусах Цельсия, умноженное на 100 (2-байтовое число). Есть даже специальный режим, когда плата автоматически отправляет кадры на Pi 4 раза в секунду.
Полный скрипт для получения тепловизионных изображений: "" "Лицензия MIT
Авторские права (c) 2019
Разрешение предоставляется бесплатно любому лицу, получившему копию.
этого программного обеспечения и связанных файлов документации («Программное обеспечение») для работы с
в Программном обеспечении без ограничений, включая, помимо прочего, права
использовать, копировать, изменять, объединять, публиковать, распространять, сублицензировать и / или продавать
копий Программного обеспечения и разрешить лицам, которым Программное обеспечение
предоставлены для этого при соблюдении следующих условий:
Вышеупомянутое уведомление об авторских правах и это уведомление о разрешении должны быть включены во все
копии или существенные части Программного обеспечения.ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРЕДОСТАВЛЯЕТСЯ «КАК ЕСТЬ», БЕЗ КАКИХ-ЛИБО ГАРАНТИЙ, ЯВНЫХ ИЛИ
ПОДРАЗУМЕВАЕТСЯ, ВКЛЮЧАЯ, НО НЕ ОГРАНИЧИВАЯСЬ, ГАРАНТИИ КОММЕРЧЕСКОЙ ЦЕННОСТИ,
ПРИГОДНОСТЬ ДЛЯ КОНКРЕТНОЙ ЦЕЛИ И ЗАЩИТА ОТ ПРАВ. НИ В КОЕМ СЛУЧАЕ
АВТОРЫ ИЛИ ДЕРЖАТЕЛИ АВТОРСКИХ ПРАВ НЕСУТ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ ЗА ЛЮБЫЕ ПРЕТЕНЗИИ, УБЫТКИ ИЛИ ДРУГИЕ
ОТВЕТСТВЕННОСТЬ, ВОЗНИКАЮЩАЯ ЛИ В РЕЗУЛЬТАТЕ ДОГОВОРА, ИЛИ ИНОСТРАННОМУ ИНОСТРАННОМУ ПОЛОЖЕНИЮ
ВНЕЗАПНО ИЛИ В СВЯЗИ С ПРОГРАММНЫМ ОБЕСПЕЧЕНИЕМ, ИЛИ ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИЛИ ДРУГИМИ ДЕЛАМИ
ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ."""
импортный серийник, время
импортировать дату и время как dt
импортировать numpy как np
импорт cv2
# функция для получения коэффициента излучения от MCU
def get_emisstivity ():
сер.написать (serial.to_bytes ([0xA5,0x55,0x01,0xFB]))
читать = ser.read (4)
вернуться читать [2] / 100
# функция для получения температуры от MCU (градусы Цельсия x 100)
def get_temp_array (d):
# получение температуры окружающей среды
T_a = (int (d [1540]) + int (d [1541]) * 256) / 100
# получение необработанного массива температуры пикселей
raw_data = d [4: 1540]
T_array = np.frombuffer (raw_data, dtype = np.int16)
вернуть T_a, T_array
# функция для преобразования температуры в пиксели на изображении
def td_to_image (f):
norm = np.uint8 ((f / 100 - Tmin) * 255 / (Tmax-Tmin))
норма.shape = (24,32)
норма возврата
########################## Главный цикл #################### ############
# Диапазон цветовой карты
Tmax = 40
Тмин = 20
print ('Настройка последовательного порта')
ser = serial.Serial ('/ dev / serial0')
ser.baudrate = 115200
# установить частоту модуля на 4 Гц
ser.write (serial.to_bytes ([0xA5,0x25,0x01,0xCB]))
time.sleep (0,1)
# Запуск автоматического сбора данных
ser.write (serial.to_bytes ([0xA5,0x35,0x02,0xDC]))
t0 = время. время ()
пытаться:
в то время как True:
# ждем фрейма данных
data = ser.read (1544)
# Данные готовы, давайте разберемся!
Ta, temp_array = get_temp_array (данные)
ta_img = td_to_image (temp_array)
# Обработка изображений
img = cv2.applyColorMap (ta_img, cv2.COLORMAP_JET)
img = cv2.resize (img, (320,240), интерполяция = cv2.INTER_CUBIC)
img = cv2.flip (img, 1)
text = 'Tmin = {: +. 1f} Tmax = {: +. 1f} FPS = {: .2f}'. format (temp_array.min () / 100, temp_array.max () / 100, 1 / (time .time () - t0))
cv2.putText (img, текст, (5, 15), cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 0.45, (0, 0, 0), 1)
cv2.imshow ('Вывод', img)
# если нажата 's' - сохранение картинки
ключ = cv2.waitKey (1) & 0xFF
если ключ == ord ("s"):
fname = 'pic_' + dt.datetime.now (). strftime ('% Y-% m-% d_% H-% M-% S') + '.jpg'
cv2.imwrite (имя файла, img)
print ('Сохранение изображения', имя_файла)
t0 = время. время ()
кроме KeyboardInterrupt:
# завершить цикл
ser.write (serial.to_bytes ([0xA5,0x35,0x01,0xDB]))
ser.close ()
cv2.destroyAllWindows ()
print ('Остановлен')
# так, на всякий случай
ser.close ()
cv2.destroyAllWindows ()
Результаты
Скрипт опрашивает тепловую матрицу и выводит кадры на консоль подключенного монитора 4 раза в секунду, чего достаточно, чтобы не испытывать слишком большого дискомфорта.Для визуализации используется пакет OpenCV. Когда вы нажимаете S, тепловые карты с камеры загружаются в виде файлов JPG в папку сценария.
Для лучшей видимости я также заставил приложение отображать минимальную и максимальную температуру в кадре. Таким образом, глядя на тепловую карту, мы можем оценить температуру самых холодных и самых горячих объектов (в пределах одного градуса, обычно на более высокой стороне) в диапазоне 20-40 градусов. Ctrl + C закрывает скрипт.
Скрипт работает одинаково на Raspberry Pi Zero W и Pi 3 B +.Я установил сервер VNC на свой смартфон, поэтому, имея Pi, подключенный к блоку питания со смартфоном с поддержкой VNC, мы можем получить карманную тепловизионную камеру, которая сохраняет изображения. Может быть, это не слишком удобно, но работает.
После первой загрузки максимальная температура может отображаться некорректно, и в этом случае просто перезагрузка скрипта должна выполнить свою работу.
На сегодня все. Эксперимент можно было считать успешным. Вы определенно можете сделать тепловое сканирование дома с помощью этого устройства.Если кто-то может придумать для этого другие варианты использования, напишите, пожалуйста, в комментариях.
Удачной рабочей недели и до скорых встреч!
UPD: Меня в комментариях просили сделать снимок дома снаружи. Вот. Снимки получились не очень информативными из-за меньшей контрастности температур. Две верхние фотографии представляют собой весь дом с двух сторон. Две нижние фотографии — разные окна.
Единственное изменение, которое я внес в код, это диапазон температур: от +20… + 40 до -10… + 5.
Сделай сам, тепловизор, светодиоды, высокоэффективная вода и многое другое
В вашем доме используется больше электричества и газа, чем вы думаете, и это сводит вас с ума, потому что вы знаете, что это способствует глобальным проблемам И стоит вам с трудом заработанных денег. Итак, где отходы? Здесь я расскажу о некоторых интересных инструментах, которые вы можете использовать дома, чтобы диагностировать проблемы и устранять их.
Тепловидение
Недавно я прошел курс термографии уровня 1 в Инфракрасном учебном центре (ITC) по использованию тепловидения.Я был, пожалуй, единственным в курсе, кто не работал в строительной, электротехнической или коммунальной компании. Мой интерес был сосредоточен на том, чтобы узнать достаточно, чтобы написать эту статью, которая поможет вам экономить энергию дома за счет домашней эффективности. Алекс Крускил из ITC сказал: «Специалисты по строительству сочтут ИК-технологию полезной при выявлении утечек воздуха, дефектов изоляции, систем теплого пола, идентификации влаги / плесени, осмотров крыш и систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха». И я согласен, пройдя курс.
Тепловизор довольно аккуратный — вы можете использовать камеру, чтобы увидеть тепло.Вы не можете видеть сквозь стены (или что-то еще, кроме очень тонкого пластика или специальных материалов), но если что-то на противоположной стороне вызывает разницу в температуре объекта, на который вы смотрите через камеру, это покажет, что . Таким образом, влага, скапливающаяся за стеной (предшественник плесени), или осадок, накапливающийся на дне резервуара для воды, будут видны, так что верхняя часть резервуара будет нагреваться быстрее, чем дно в течение дня, и Будет ясно на изображении.
Видеть тепло удобно для людей, которые хотят решить проблемы до того, как сломаются ремни ГРМ или взорвутся / загорятся транзисторы, и я ценю это! Для остальных из нас некоторые довольно простые тепловизоры могут помочь диагностировать проблемы с эффективностью дома, если у нас есть инструмент и мы знаем, что искать.
Недавно я сделал несколько фотографий с помощью тепловизора Flir для iPhone (около 200 долларов). Имейте в виду, они очень качественные. Курс ITC идет намного глубже, но для большого количества домашних источников энергии вполне достаточно качественной.
Вот водонагреватель, трубы которого нуждаются в изоляции. Вы также можете сказать, что сам бак водонагревателя нуждается в изоляции, так как он явно пропускает тепло (не так много, как трубы, но площадь поверхности намного больше, и, следовательно, необходимость очевидна).
Вот интересный вот тем летом. Поклонники действительно работают для того, чтобы охладить вас, только если вы приходите сюда, чтобы наслаждаться от них холодным ветром. В противном случае они не только используют электричество и зря тратят ваши деньги, но и имеют двигатель, который вырабатывает тепло и фактически нагревает ваш дом.Так что выключите их, если вы не почувствуете ветерок.
Вот фото, которое показывает, что чердак нуждается в большей теплоизоляции.
Вот статья о том, как проверить изоляцию чердака.
Вот окно, через которое тепло попадает в дом с кондиционером.
Для этого вам не нужно заменять окна. Оконные вставки работают очень хорошо, и уплотнение вокруг оконной рамы поможет, когда протечки есть и на раме.
В курсе ITC вы узнаете гораздо больше о том, как использовать камеры и интерпретировать свои выводы. Например, вы узнаете о T-refl, регулировке температуры, необходимой для компенсации отраженного тепла. Тоже довольно изящно. Например, для быстрого ознакомления с этой картинкой.
Обратите внимание, как две чашки сильно различаются по температуре на камере? Однако, чтобы получить точные показания, вы должны учитывать коэффициент излучения и отражение. Кусочки ленты на чашке будут «выделять» тепло с другой скоростью, чем сами блестящие металлические чашки, поэтому, когда вы снимаете реальную (количественную) температуру из чашек, вы получите ложные показания, тогда как часть ленты будет более точным.
Но для повышения эффективности дома в большинстве случаев достаточно просто использовать качественные измерения. Одно важное предостережение заключается в том, что если температура на улице такая же, как внутри, вы многое упустите. Поэтому подождите, пока на улице не станет холоднее или жарче, чем внутри, чтобы провести количественный анализ.
Если вы хотите приобрести камеру, Скотт Сэммонс, инструктор моего курса, сказал, что минимальным стандартом качества является детектор с разрешением 120 x 120 пикселей, который может «достойно работать».Он предложил установить температуру фона (Т-фон) на 2 градуса выше температуры воздуха и назвал это хорошим. Это поможет компенсировать любое тепло, выделяемое вашим телом во время снятия показаний. Он добавил: «Для утечки воздуха установите дверцу воздуходувки. Они показывают общую площадь утечек, а также указывают на то, где именно находятся утечки ». Испытания дверцы воздуходувки стоят недешево, но вы определенно можете начать с относительно дешевой камеры, а если все покажется мрачным, пойти дальше. Саммонс также сказал: «Разница температур не обязательно является дефектом.У большинства стен есть стойки, подоконники и верхняя обшивка. Они появятся [на тепловизионном изображении] ». Так что пока вы помните об этом, другие вещи, которые вы обнаружите, могут указывать на реальные проблемы, в которые вы можете погрузиться глубже.
Другие быстрые победы в домашнем хозяйстве: светодиоды, смесители и душевые кабины
Светодиодные лампытеперь доступны во всех формах, цветах, базовых типах и размерах. Цены упали так же, как стоимость солнечных, ветряных и других экологически чистых технологий значительно снизилась, и когда вы посмотрите на долгосрочную стоимость светодиодов по сравнению с другими типами огней, сравнения просто нет.В течение срока службы светодиода он может сэкономить сотни долларов по сравнению с эквивалентом лампы накаливания. Глупо не переключаться.
Вот инструмент для аудита домашнего светодиодного освещения, который я разработал. Вы можете увидеть, что вам нужно, и даже получить расценки на замену всех ваших ламп.
Старые слабые насадки для душа с низким расходом были модернизированы, и теперь всего за 19 долларов вы можете купить красивую, хромированную, портативную, высокоэффективную насадку для душа высокого давления. Поверьте, они классные.
По словам инженеров Hawaii Energy, они должны сэкономить до 250-300 долларов в год на душе, используемом двумя людьми.Расходы на воду, отопление для этой воды и сточные воды сокращаются, а в доме появляется больше горячей воды, что делает всех счастливыми.
Аэраторы для смесителеймогут сэкономить 50 долларов в год, и вы буквально даже не заметите, что они там есть. Они стоят 6 долларов (купить их можно здесь), а установка высокоэффективного аэратора для раковины в ванной занимает около 30 секунд.