Cámara termográfica IR: 16 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:43

¿Alguna vez has visto una película de ciencia ficción o acción, donde los personajes se mueven a una habitación completamente oscura y encienden su “visión térmica”? ¿O alguna vez jugaste a Metroid Prime y recuerdas la visera térmica que consiguió el personaje principal?

Bueno, he hecho ambas cosas y creo que está bastante bien. La luz visible es una forma excelente de utilizar nuestros ojos para ver el mundo que nos rodea, pero hay algunas deficiencias en nuestra iteración evolutiva actual de un globo ocular con lente, a saber, que no funciona sin que se haya introducido luz visible en nuestro sistema.. También puede reflejar imágenes extrañas y distorsionadas.

Las cámaras térmicas no tienen estos problemas, detectan las longitudes de onda de luz infrarroja que emite naturalmente cualquier cuerpo caliente. Esto significa que funcionan en la oscuridad y en realidad no se reflejan tanto en las superficies como lo hacen las longitudes de onda de la luz visible. Esto los hace prácticos de usar en ausencia de una fuente de luz visible para detectar cuerpos calientes, así como también se pueden usar para rastrear con mayor precisión la cinemática de un cuerpo caliente en movimiento con mayor precisión que una cámara convencional.

Decidimos hacer una cámara térmica porque pensamos que sería una buena expansión para convertir la entrada de infrarrojos en una representación visual. Terminamos utilizando una pequeña serie de sensores IR llamados Grid Eye AMG8833 y una pequeña computadora llamada Raspberry Pi que es capaz de expandir la única entrada 8x8 del AMG8833 a una salida de 32x32, lo que proporciona una resolución decente a la imagen. produce la pantalla.

Este es nuestro instructivo para hacer una pequeña cámara térmica, úsela para impresionar a sus amigos o dominar en algún tipo de juego de interior jugado en la oscuridad, aunque tendrá que encontrar una fuente de alimentación portátil suficiente para hacer funcionar el Pi.

Paso 1: preparación y seguridad

Antes de comenzar, debe saber:

La radiación infrarroja, o IR, es un tipo de luz que irradia un objeto debido a su energía térmica. El sensor de infrarrojos puede detectar esta radiación y luego necesita programas para procesar la señal y mostrar la imagen.

Este sitio web proporciona el software para formatear una tarjeta SD:

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

Este sitio web proporciona el sistema operativo NOOBS para ejecutar Raspberry Pi:

www.raspberrypi.org/downloads/noobs/

Puede encontrar más información sobre el sensor de infrarrojos AMG8833 aquí:

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

Seguridad: se recomienda que conecte los circuitos antes de enchufar la Raspberry Pi. También le recomendamos que mantenga el conjunto encerrado en una cubierta para proteger el hardware de corrientes parásitas, impactos y líquidos. Por último, no desenchufe el USB para apagar la Raspberry Pi, ya que esto podría dañar el dispositivo. En su lugar, utilice el comando "apagar ahora".

Paso 2: Reúna todos los componentes y herramientas necesarios

Asegúrese de tener todos los siguientes componentes:

Pantalla táctil PiTFT de -2,8 (https://www.adafruit.com/product/1983)

-Sensor de cámara térmica Adafruit AMG8833 8x8 (https://www.adafruit.com/product/3538)

-Pi T-Cobbler + y cable plano de 40 pines (https://www.adafruit.com/product/2028)

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

-4 cables de puente hembra / hembra

-Tarjeta MicroSD y adaptador (https://www.amazon.com/Samsung-MicroSD-Adapter-MB…)

También asegúrese de tener todas las siguientes herramientas para ensamblar y formatear:

-Computadora con acceso a internet

-Mini cable USB

-Teclado

-Ratón

Paso 3: adjunte PiTFT a Cobbler

Utilice el cable plano de 40 pines para conectar el montaje PiTFT macho de 40 pines al montaje Cobbler de 40 pines. Nota: el cable blanco de la cinta de 40 pines debe colocarse de acuerdo con la foto.

Paso 4: conecte la pantalla PiTFT a Raspberry Pi

Conecte la pantalla PiTFT directamente a la Raspberry Pi alineando el conector hembra de 40 pines en la PiTFT con el soporte macho en la Raspberry Pi.

Paso 5: Conecte el sensor de cámara térmica 8x8 al Cobbler

Utilice los cuatro cables de puente hembra / hembra para conectar el sensor de cámara térmica 8x8 al Cobbler.

Vin se conecta a 5V en Cobbler, y el resto de los pines coinciden con las mismas etiquetas entre cada pin en la cámara térmica y en el Cobbler. Los pines "3Vo" e "INT" de la cámara térmica se dejan sueltos.

El circuito terminado se muestra arriba.

Paso 6: descargue el formateador de tarjetas de memoria SD

Abra el sitio https://www.sdcard.org/downloads/formatter_4/index.html y descargue el formateador de tarjetas SD usando el archivo apropiado para su computadora.

Paso 7: formatee la tarjeta SD

Abra el programa SD Card Downloader en su computadora y seleccione la tarjeta, luego seleccione "Sobrescribir formato" y ejecute el programa. Esto dividirá la tarjeta SD en algo llamado Fat32, que es lo que se necesita para colocar un sistema operativo en la tarjeta.

Paso 8: Descarga Noobs

Vaya a https://www.raspberrypi.org/downloads/noobs/ y descargue el archivo zip del software Noobs.

Abra la carpeta zip de sus descargas y haga clic en extraer. Agrega el nombre "Noobs" al final del nombre de destino para crear una nueva carpeta que contenga los archivos extraídos.

Paso 9: Poner el sistema operativo en Raspberry Pi

Copie los archivos extraídos de la carpeta Noobs a la tarjeta SD formateada. Expulsa la tarjeta SD e insértala en la Raspberry Pi. Conecte el Pi a un monitor a través de HDMI y luego encienda el Pi conectándolo a la computadora a través de USB. También querrá conectarlo a un mouse y teclado. Siga las instrucciones de arranque e instale "Raspbian OS" Asegúrese de seleccionar el idioma del teclado "Inglés americano". Esto colocará el sistema operativo en la Raspberry Pi y abrirá la pantalla del escritorio.

Paso 10: Configure PiTFT

Abra las conexiones a Internet y asegúrese de que el Pi tenga acceso a Internet.

Abra el botón Terminal en la barra superior del escritorio y escriba el siguiente código:

cd ~

wget

chmod + x adafruit-pitft.sh

sudo./adafruit-pitft.sh

Luego, cuando el programa se ejecute, para lo que queremos teclee 1 luego ingrese para la primera consulta, 1 y nuevamente ingrese para la segunda.

Sugerencia para la resolución de problemas: si recibe un error que indica que faltan archivos, consulte el siguiente paso y luego vuelva a este, comenzando de nuevo con "sudo./adafruit-pitft.sh"

Cuando se le pregunte si desea que la consola aparezca en la pantalla de pitft, escriba "y" y luego presione enter.

Luego, escriba "y" cuando se le solicite reiniciar ahora.

Paso 11: Si recibe un error al configurar PiTFT …

Es probable que a NOOBS le falten algunos archivos del sistema que son necesarios para ejecutar el software pitft, si obtuvo un error en algún momento durante el último paso, estas son las instrucciones para corregir el error. El problema es que debe haber archivos adicionales en un repositorio en particular, abra el repositorio escribiendo el siguiente comando:

sudo nano /etc/apt/sources.list

Esto abrirá un editor de terminal para este repositorio y podrá agregar archivos aquí insertando líneas adicionales. En realidad, las líneas adicionales se las proporciona el mensaje de error que incluye el origen de los archivos, esta fue la línea que tuve que escribir para obtener mis archivos faltantes:

deb https://mirrordirector.raspbian.org/raspbian stretch main contrib firmware de extracción no libre

Para guardar este cambio, el comando de teclado es ctrl + O para "Escribir", luego ctrl + T luego ingrese para encontrar el archivo, luego sobrescriba el archivo original en la carpeta adecuada. Tenga en cuenta que el "archivo adecuado" es el nombre del archivo que abrió, también conocido como "/etc/apt/sources.list". Asegúrese de no seleccionar la versión.d del archivo. Luego cierre la ventana una vez que esté guardada.

Regrese al paso anterior para finalizar el proceso de configuración del pozo.

Paso 12: actualice Pi y obtenga el software necesario

En este punto, PiTFT será su consola.

Sugerencia para la resolución de problemas: si tiene problemas para operar con solo usar la consola PiTFT, puede escribir el comando startx para abrir el escritorio completo nuevamente.

Para actualizar la Pi, escriba este comando:

sudo apt-get update

Luego, una vez que se actualice el Pi, instalaremos el software para usar el AMG8833. Escriba los siguientes comandos:

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

clon de git

cd Adafruit_Python_GPIO

instalación de sudo python setup.py

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

sudo pip instalar color Adafruit_AMG88xx

Paso 13: Habilite el bus I2C para permitir la comunicación con el AMG8833

Para habilitar el bus I2C, necesitamos cambiar la configuración de Pi.

Escribe:

sudo raspi-config

Luego use las teclas de flecha para navegar hasta la quinta opción que dice "Opción de interfaz" y presione enter.

Navegue hasta P5 "I2C" y presione enter.

Habilite el I2C presionando enter en la opción "Sí" de la consulta de habilitación.

Presiona enter cuando dice que se ha habilitado.

Use las teclas de flecha derecha e izquierda para navegar hasta "finalizar" y luego presione enter para salir de la configuración. ventana.

Paso 14: Verifique que el sensor esté conectado y detectado por el I2C

Para verificar esto antes de continuar, ingrese el comando:

sudo i2cdetect -y 1

Si aparece una matriz con solo guiones a excepción de un 69 en la fila inferior de la novena columna, entonces su sistema está funcionando correctamente.

Paso 15: usa la cámara

Para iniciar la cámara, ingrese los comandos:

Sugerencia para la resolución de problemas: para este paso, el Pi está usando un teclado en inglés que usa Shift + / para escribir "~" (la barra hacia adelante es la tecla entre la tecla de retroceso y la tecla Enter en el teclado)

cd ~ /

clon de git

cd Adafruit_AMG88xx_python / ejemplos

sudo python Thermal_cam.py

Esto abrirá la ventana de la cámara. Ahora tiene una cámara térmica funcional, no dude en apuntar con ella.

Además, dado que solo estamos usando el pitft como pantalla, deberá desconectar físicamente la alimentación del AMG8833 para volver a la ventana del terminal de comando. Una vez de regreso a la ventana de comandos, si desea apagar el Pi, escriba:

apaga ahora

Consejo de seguridad: no desconecte el Pi de la alimentación antes de que complete su proceso de apagado, esto puede dañar la tarjeta SD.

Paso 16: Idea adicional: edición del código para cambiar el rango de temperaturas que se muestran

Si desea ajustar el rango que tenía originalmente el código de ejemplo, desconecte la alimentación del sensor térmico y escriba este comando:

sudo nano Thermal_cam.py

Esto abrirá el editor de código. Desplácese hacia abajo hasta el rango de temperatura y ajuste como desee. Tenga en cuenta que están en grados Celsius.

Escriba el código editado y guárdelo como un archivo nuevo o sobrescriba el ejemplo original.

Otra (posiblemente una forma más fácil) de hacer esto sería simplemente conectar el Pi a un monitor con un HDMI y el comando:

startx

Esto iniciará la página de inicio, y luego puede ir a los archivos y abrir Thermal_cam.py en el editor de Python y cambiarlo y guardarlo allí.