Termómetro infrarrojo láser Arduino: 7 pasos (con imágenes)

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

En este proyecto, le mostraré cómo construir un termómetro infrarrojo láser digital con una carcasa impresa en 3D personalizada.

Paso 1: Introducción

Los termómetros infrarrojos se utilizan ampliamente en muchos entornos de trabajo para determinar la temperatura de la superficie de un objeto. A menudo, en una máquina o en un circuito electrónico, el aumento de la temperatura es una de las primeras señales de que algo anda mal. Una verificación rápida sin contacto con un termómetro infrarrojo puede permitirle saber qué está sucediendo con la temperatura de una máquina para que pueda apagarla antes de que cause un daño permanente.

La radiación infrarroja es solo otro tipo de radiación que existe en el espectro electromagnético. No podemos verlo, pero si colocara su mano cerca de algo caliente como una estufa, entonces estaría sintiendo los efectos de la radiación infrarroja. Todos los objetos emiten energía en forma de radiación infrarroja. La mayoría de los termómetros de mano utilizan una lente para enfocar la luz de un objeto en una termopila que absorbe la radiación IR. A medida que se absorbe más energía IR, más se calienta y el nivel de calor se convierte en una señal eléctrica que finalmente se convierte en una lectura de temperatura.

Estaba trabajando en un circuito el otro día y tenía un componente que se estaba calentando mucho. Quería saber la temperatura del componente, pero como no tengo un termómetro infrarrojo, decidí construir el mío. Tiene una carcasa impresa en 3D personalizada para que cualquiera pueda imprimirla y montarla en casa.

Es un proyecto simple y podría usarse como una excelente introducción a los sensores, el diseño / impresión 3D, la electrónica y la programación.

Descargo de responsabilidad: Obviamente, no es adecuado para uso médico. Este proyecto es solo por diversión y si necesita un termómetro infrarrojo para uso médico, solicite uno que cumpla con los estándares / pruebas médicas.

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Paso 2: componentes necesarios

Los componentes necesarios para este proyecto son los siguientes:

1. Interruptor de botón momentáneo Amazon

2. Resistencias (5K Ohm, 200 Ohm) Amazon

3. Amazon láser 5V

4. Arduino Nano Amazon

5. Interruptor de encendido / apagado de Amazon

6. Pantalla OLED de 0.96 Amazon

7. Sensor de temperatura GY-906 (o sensor MLX90614 con condensadores / resistencias adecuados) Amazon

8. Batería de 9V Amazon

9. Impresora 3D / Filamento (yo uso Hatchbox PLA de Amazon)

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Paso 3: Sensor de temperatura infrarrojo GY-906

Usé un sensor de termómetro infrarrojo GY-906 que es una placa de conexión para el termómetro infrarrojo sin contacto MLX90614 de Melexis.

La placa de conexión es muy económica, fácil de integrar y la versión de la placa de conexión viene con resistencias pull up de 10K para la interfaz I2C. Viene calibrado de fábrica con un rango de -40 a +125 grados Celsius para la temperatura del sensor y de -70 a 380 grados Celsius para la temperatura del objeto. La precisión de este sensor es de aproximadamente 0,5 grados centígrados.

Paso 4: Electrónica

Ahora que ha reunido todos los componentes necesarios, es hora de comenzar a ensamblar todo. Recomendaría conectar todo en una placa de pruebas primero y luego, una vez que todo funcione correctamente, siga adelante y suelde todo en una placa de perforación.

A la izquierda tenemos nuestro láser con una resistencia limitadora de corriente de 200 ohmios que se activa desde la salida digital 5. También hay un botón pulsador momentáneo estándar que está conectado entre 5V y la entrada digital 2. Hay una resistencia de 5K de bajada para que cuando el el interruptor está abierto, la entrada no es flotante y, en cambio, se establecerá en 0V.

A la derecha tenemos nuestro interruptor principal de encendido / apagado que conecta nuestra batería de 9V a los pines VIN y GND del arduino nano. La pantalla OLED y el sensor de temperatura infrarrojo GY-906 están conectados a 3.3V y las líneas SDA están conectadas a A4 y SCL a A5. La pantalla OLED y GY-906 ya tienen resistencias pull-up en las líneas I2C.

Paso 5: programación

Asumiré que sabes cómo programar tu arduino nano, pero si no, hay muchos tutoriales geniales disponibles en línea.

Deberá instalar las siguientes bibliotecas para que se compile el código.

1. Adafruits SSD1306

2. Adafruits MLX90614

El programa lee constantemente datos de temperatura del MLX90614, pero solo se muestra en el OLED cuando se presiona el botón disparador. Si se presiona el gatillo, el láser también se enciende para ayudar a identificar qué objeto se está midiendo.

Paso 6: Diseño 3D / Impresión / Montaje

Diseñé la escala en Fusion 360.

En la base del termómetro, hay espacio para una batería de 9 V, un interruptor de encendido / apagado y nuestro mecanismo de activación, que es solo un botón pulsador momentáneo. La cubierta de la base encajará en su lugar. Hay un orificio para enrutar el cableado de los componentes de la base hacia la sección superior del termómetro.

Hay una abertura para la pantalla OLED de.96 pulgadas y una sección frontal en la punta del termómetro para su láser y su sensor MLX90614. Tanto el láser como el sensor se pueden ajustar a presión en el orificio. La sección superior es para el arduino nano y seré honesto, realmente subestimé la cantidad de cableado que necesitaba para conectar en la pequeña cantidad de espacio. Muchos cables se estaban soltando cuando empujé el arduino nano en el espacio pequeño, así que terminé usando una pistola de pegamento para mantener los cables en su lugar mientras empujaba el nano dentro del gabinete. Siempre coloco mi arduino nano en separadores en caso de que quiera reutilizarlo para un proyecto más adelante en el futuro, por lo que los separadores ocuparon mucho espacio adicional que no sería necesario si lo soldaras permanentemente en una placa perforada. Sin embargo, eventualmente conseguí todo cableado y en el gabinete, así que presioné para encajar la cubierta superior.

Imprimir esto es un poco complicado para que se vea bien, ya que imprimí la base principal con el lado de la pantalla OLED hacia abajo. El ángulo de la pantalla OLED es bastante alto, por lo que imprimí con soportes en la placa de construcción, pero eso hace que la superficie parezca menos que perfecta. Puede que solo sea un problema de mi impresora y estoy seguro de que es posible que se vea bien si marca la configuración de la impresora, pero realmente no me importó mucho, ya que esta es una herramienta.

Enlace Thingiverse

Paso 7: ¡Pruébelo

Ahora que tiene el termómetro infrarrojo láser todo ensamblado y programado, ¡es hora de probarlo!

Presione el botón de encendido, espere a que se cargue la pantalla OLED y disfrute de su nuevo termómetro. Considere suscribirse a mi canal de youtube para apoyarme y ver más proyectos / videos. ¡Gracias por leer!