Termómetro IR sin contacto: 8 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:40

Mi Departamento de Salud local se puso en contacto conmigo porque necesitaban una forma de controlar la temperatura corporal de la salud de sus empleados a diario durante la crisis de Covid-19 de 2020. Normalmente, los termómetros de infrarrojos listos para usar comenzaban a escasear, por lo que me preguntaron si podía producir un diseño para una versión de bricolaje.

Este diseño se basa en gran medida en el trabajo realizado por Aswinth Raj en esta publicación:

Quería hacer algunos cambios de diseño de varias formas significativas: quería que la carcasa fuera lo más rápida posible de fabricar, optando por un diseño de paquete plano cortado con láser en lugar de la impresión 3D. Dado que las líneas de suministro están actualmente sobrecargadas, quería reducir el resto de la lista de materiales a lo más sostenible y barato posible. Cambié el Arduino Micro genuino por el Arduino Nano genérico. Normalmente abogaría por hardware Arduino genuino, pero aquí, ir barato y ubicuo tiene más sentido. Hablemos del sensor MLX90614, especialmente la designación específica del mismo. La versión BAA extremadamente común tiene un campo de visión de 90 grados que es completamente inadecuado para este proyecto. Esta documentación usa la designación BCH, que usa un campo de visión de 12 grados e informa lecturas de temperatura más confiables. En el momento de escribir este artículo, las existencias de esta versión han sido escasas, pero siga revisando los suministros de Digikey y Mouser.

Suministros

1x sensor térmico IR MLX 90614-BCH

1x versión Arduino Nano CH340:

1x pantalla OLED i2c de 128x64

1x diodo láser

Condensador 1x.1uF

1x conector de batería de 9v

1x pulsador temporal

Conectar cable

Batería de 9v

Contrachapado de abedul báltico de 3 mm

Paso 1: Paso 1: corte con láser la carcasa

De acuerdo, realmente puedes hacer esta parte en cualquier momento antes de los pasos finales, pero si no quieres estar esperando a que se seque el pegamento, haz esto primero mientras ensamblas los componentes electrónicos. Todo debe caber en una sola pieza de abedul báltico de 6x8 pulgadas con un grosor de 3 mm. Puede encontrar un enlace al archivo SVG en esta página. Comuníquese conmigo si está ayudando directamente a profesionales médicos y no tiene acceso a un láser. Podemos resolver algo.

Paso 2: Paso 2: Ensamble el gabinete

Monté el cerramiento con pegamento para madera, pero también puedes usar CA, según tus preferencias.

Primero desea pegar las dos piezas de apertura juntas. Asegúrese de que estén perfectamente alineados entre sí y elimine cualquier filtración de pegamento en los orificios antes de que se sequen por completo. También es posible que deba limar las ranuras en los dos paneles laterales para asegurarse de que encajen correctamente. (Imágenes 1 y 2)

Le hará la vida mucho más fácil si exprime un charco de pegamento para madera en un trozo de plástico o una bolsa de plástico y luego lo aplica con un palillo o un cepillo. No vas a necesitar mucho, por lo que no querrás que se esparza por todos lados. Luego, coloca la abertura frontal en uno de los paneles laterales, pegando las superficies de contacto. Luego encaja en el panel inferior, asegurándote de que la trampilla mire hacia atrás, finalmente encajando en el panel trasero, asegurándote de que el lado con muescas esté hacia arriba. (Imágenes 3, 4 y 5)

Solo hay dos paneles más para encajar: el panel posterior del asa y luego la base del asa. Primero haga el plano posterior del asa, con el orificio hacia la parte superior de la unidad, y finalmente la base del asa. Finalmente, aplique pegamento a todas las superficies superiores y luego coloque la otra placa lateral sobre todas las pestañas. Sujételo y deje que el pegamento se asiente durante al menos una hora. (Imágenes 6, 7 y 8)

Paso 3: Paso 3: Reúna sus materiales

Este circuito tiene muchas cosas en marcha, y la soldadura es bastante ajustada, por lo que vale la pena tomarse un momento para probar todo para asegurarse de que funciona antes de comenzar a hacer cambios a los que no pueda volver. La primera imagen es el diagrama de circuito general. Estamos haciendo un uso intensivo de los pines A4 y A5 del Arduino Nano para la funcionalidad i2c, los pines de 5v y 3.3v, y algunos otros. (Foto 1)

Primero, suelde el sensor de infrarrojos. Si su sensor no está conectado a una PCB, deberá soldar sus propias conexiones a los conductores. La hoja de datos no es buena para identificar si está mirando el frente o la parte posterior del sensor, así que use la foto anotada como guía, usando la pestaña como referencia. En aras de la coherencia, usaré cables amarillos para las conexiones SCL y azules para SDA para las conexiones i2c. Suelde todos los conductores a algunos cables flexibles y luego use termorretráctil para aislar los conectores. Recorte los cables a aproximadamente 3 pulgadas. (Imágenes 2 y 3) A continuación, queremos conectar cables a la pantalla OLED. Si el suyo vino con pines de cabezal preinstalados, desoldelos y sepárelos; queremos conexiones soldadas permanentes. Nuevamente, use cables amarillos para SCL y azules para SDA. (Imágenes 4 y 5) Si su Arduino Nano no vino con encabezados adjuntos, ahora es un buen momento para adjuntar algunos. Use una placa de pruebas para ayudarlos a mantenerse alineados mientras los suelda en su lugar. (Imágenes 6, 7 y 8)

Paso 4: Paso 4: Cargue y pruebe su código

Si su sensor MLX90614 no viene con una placa de conexión adjunta, necesita un capacitor de.1uF para unir las conexiones de 3.3v y tierra. Asegúrese de que esté en su lugar en su placa de pruebas antes de encender su circuito.

Si su Arduino Nano tiene el chipset CH340, (Imagen 1) es posible que deba instalar controladores específicos antes de poder programar la placa. Busque el chip en la parte inferior del tablero. Puede encontrar el controlador y las instrucciones para instalarlo aquí:

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

Dependiendo de la versión de la placa, es posible que deba alternar entre las versiones actuales de ATmega328P y ATmega328P (antiguo gestor de arranque). (Imagen 2) Si su código se cargó correctamente, debería ver la temperatura informada en la pantalla OLED. (Imagen 3)

Puede encontrar el código al final de esta página. Hay dos versiones diferentes, una para Fahrenheit y otra para Centigrade.

Paso 5: Paso 5: Soldadura permanente

Bien, comencemos a construir un circuito duradero. Empiece midiendo su perfboard. Estoy usando una placa sin rastros preconectados. Es más trabajo hacer todas sus conexiones, pero le da un poco más de flexibilidad en su diseño. Comience colocando su Nano en el tablero de perfiles y tomando algunas medidas antes de recortarlo. Querrá al menos tres filas de pines en el lado analógico de su tablero. Pensé que debería mantener una fila abierta en el otro lado, pero resulta que no lo hice, así que finalmente la recorté para ahorrar espacio. Suelde todos los pines a la placa de perforación. Luego, realice las conexiones de soldadura permanentes para el sensor de infrarrojos, incluido el condensador y la conexión a tierra. El sensor debe alimentarse desde el pin de 3.3v. (Imágenes 1-5) Luego conecte el sensor OLED. Puede alimentarse desde el pin de 5v. Luego agregue el diodo láser, directamente cableado de 5v a tierra. Finalmente, conecte el conector de la batería de 9v. El rojo está conectado al pin Vin y tierra a tierra. Puede conectar su batería para verificar que todo funcione correctamente. (Imágenes 6, 7 y 8)

Paso 6: Paso 6a: Montaje final (más o menos)

Ahora que tiene su circuito completo soldado y funcionando, y su gabinete construido, es hora de ensamblar esto. Lo primero es lo primero: inserte el diodo láser en el orificio inferior más pequeño de la pieza de apertura frontal. Esto ya debería quedar bien ajustado, pero no está de más asegurarlo con un poco de pegamento termofusible. Antes de llegar demasiado lejos, suelte el conector de la batería de 9v, con un poco de holgura de cable decente, por el orificio y dentro de la broca del mango. (Imágenes 1-4) A continuación, coloque el sensor de infrarrojos en el orificio más grande, asegurándolo también con un poco de pegamento termofusible. Extienda un poco de pegamento caliente en la placa posterior del gabinete y utilícelo para fijar la pantalla. Puede usar un poco de pegamento adicional alrededor de los orificios de montaje si no se siente lo suficientemente seguro. Finalmente, use algunas gotas más de pegamento termofusible para ayudar a asegurar el arduino y la placa perfilada en el cuerpo del hombre del gabinete. (Imágenes 6-8)

Paso 7: Paso 6b: Montaje final_final

Ahora que todo está junto en la parte superior del recinto, es hora de centrarse en la parte inferior.

Corte el cable de tierra del conector de la batería de 9v y pele los cables. Sueldelos a los conectores del pulsador. Páselo por el orificio del mango de modo que el botón mire hacia adelante y luego fíjelo con la arandela de seguridad y la tuerca. (Imágenes 1-4) Por último, coloque la batería y colóquela en el espacio del mango. Puede asegurarlo con un poco de cinta si desea evitar que se caiga. (Imagen 5)

Paso 8: uso y mejores prácticas

Descargo de responsabilidad probablemente obvio pero aún totalmente necesario: ESTE NO ES EQUIPO MÉDICO Y NO SOY FABRICANTE DE EQUIPO MÉDICO.

Estoy bastante contento con la precisión y la consistencia de este dispositivo, pero si lo está utilizando para verificar las temperaturas de las personas, especialmente ahora durante la pandemia Covid-19 de 2020, tómese el tiempo para familiarizarse con las temperaturas informadas por el dispositivo. y establezca sus propias líneas de base. En el mejor de los casos, este dispositivo no debe utilizarse para reemplazar un termometro médico. Debe usarse para determinar si una persona debe someterse a un escrutinio médico más profundo y confiable.

Además, debe acercar el dispositivo al sujeto lo más posible, idealmente a una distancia de entre 2 y 4 pulgadas. He incluido un láser para mayor precisión, pero el rayo de infrarrojos todavía tiene 12 grados de ancho y desea que su sujeto llene ese rayo tanto como sea posible. Espero que esto le ayude. Por favor, envíeme sus comentarios si lo está utilizando en la práctica para que pueda actualizar el proyecto. Mantente seguro, protege a tu familia, apoya a tu comunidad y sigue avanzando.