Câmera Térmica IR: 16 Passos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:38

Você já assistiu a um filme de ficção científica ou ação, em que os personagens se movem para uma sala totalmente escura e ligam sua “visão térmica”? Ou você já jogou Metroid Prime e se lembra do visor térmico que o personagem principal ganhou?

Bem, eu fiz as duas coisas e acho que é bastante legal. A luz visível é uma excelente maneira de utilizarmos nossos olhos para ver o mundo ao nosso redor, mas existem algumas deficiências em nossa atual iteração evolutiva de um globo ocular de lente, ou seja, que não funciona sem a luz visível ter sido introduzida em nosso sistema. Ele também pode refletir de forma estranha e distorcer a imagem capturada por ele.

As câmeras térmicas não têm esses problemas, elas detectam os comprimentos de onda infravermelha da luz que são emitidos naturalmente por qualquer corpo quente. Isso significa que eles funcionam no escuro e não refletem realmente nas superfícies tanto quanto os comprimentos de onda da luz visível. Isso os torna úteis para uso na ausência de uma fonte de luz visível para detectar corpos quentes, bem como pode ser usado para rastrear com mais precisão a cinemática de um corpo quente em movimento com mais precisão do que uma câmera convencional.

Decidimos fazer uma câmera térmica porque pensamos que seria uma boa expansão ao transformar a entrada de infravermelho em uma representação visual. Acabamos utilizando um pequeno conjunto de sensores IR chamado Grid Eye AMG8833 e um pequeno computador chamado Raspberry Pi que é capaz de expandir a única entrada 8x8 do AMG8833 para uma saída de 32x32, o que fornece uma resolução decente para a imagem. tela produz.

Este é o nosso instrutível para fazer uma pequena câmera térmica, use-a para impressionar seus amigos ou dominar algum tipo de jogo interno jogado no escuro, embora você tenha que encontrar uma fonte de alimentação portátil suficiente para rodar o Pi.

Etapa 1: Preparação e segurança

Antes de começar, você deve saber:

A radiação infravermelha, ou IV, é um tipo de luz que irradia de um objeto devido à sua energia térmica. O sensor de infravermelho pode detectar essa radiação e, em seguida, precisa de programas para processar o sinal e exibir a imagem.

Este site fornece o software para formatar um cartão SD:

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

Este site fornece o SO NOOBS para executar o Raspberry Pi:

www.raspberrypi.org/downloads/noobs/

Mais informações sobre o sensor de infravermelho AMG8833 podem ser encontradas aqui:

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

Segurança: É aconselhável conectar o circuito antes de conectar o Raspberry Pi. Também aconselhamos que você mantenha o conjunto fechado em um invólucro para proteger o hardware de correntes parasitas, impactos e líquidos. Por fim, não desconecte o USB para desligar o Raspberry Pi, pois isso pode danificar o dispositivo. Em vez disso, use o comando "desligar agora".

Etapa 2: reúna todos os componentes e ferramentas necessários

Certifique-se de ter todos os seguintes componentes:

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

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

-Pi T-Cobbler + e cabo de fita de 40 pinos (https://www.adafruit.com/product/2028)

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

-4 fios de jumper fêmea / fêmea

- Cartão MicrossD e adaptador (https://www.amazon.com/Samsung-MicroSD-Adapter-MB…)

Além disso, certifique-se de ter todas as seguintes ferramentas para montagem e formatação:

- Computador com acesso à internet

-Cabo mini USB

-Teclado

-Mouse

Etapa 3: Anexe o PiTFT ao Cobbler

Use o cabo de fita de 40 pinos para conectar a montagem PiTFT macho de 40 pinos à montagem de 40 pinos do Cobbler. Obs: o fio branco da fita de 40 pinos deve ser posicionado de acordo com a foto.

Etapa 4: anexe o visor PiTFT ao Raspberry Pi

Conecte o visor PiTFT diretamente ao Raspberry Pi alinhando o conector fêmea de 40 pinos no PiTFT com a montagem macho no Raspberry Pi.

Etapa 5: conecte o sensor da câmera térmica 8x8 ao sapateiro

Use os quatro fios de jumper fêmea / fêmea para conectar o sensor da câmera térmica 8x8 ao Cobbler.

Vin se conecta a 5V no Cobbler, e o resto dos pinos combinam com as mesmas etiquetas entre cada pino na câmera térmica e no Cobbler. Os pinos "3Vo" e "INT" na câmera térmica são deixados soltos.

O circuito concluído é mostrado acima.

Etapa 6: Baixe o formatador do cartão de memória SD

Abra o site https://www.sdcard.org/downloads/formatter_4/index.html e baixe o SD Card Formatter usando o arquivo apropriado para o seu computador.

Etapa 7: formate o cartão SD

Abra o programa SD Card Downloader em seu computador e selecione o cartão, depois selecione "Substituir formato" e execute o programa. Isso irá particionar o cartão SD em algo chamado Fat32, que é o que é necessário para colocar um sistema operacional no cartão.

Etapa 8: Baixe Noobs

Acesse https://www.raspberrypi.org/downloads/noobs/ e baixe o arquivo zip para o software Noobs.

Abra a pasta zip de seus downloads e clique em extrair. Adicione o nome "Noobs" ao final do nome de destino para criar uma nova pasta contendo os arquivos extraídos.

Etapa 9: Como colocar o sistema operacional no Raspberry Pi

Copie os arquivos extraídos da pasta Noobs para o cartão SD formatado. Ejete o cartão SD e insira-o no Raspberry Pi. Conecte o Pi em um monitor via HDMI e, em seguida, ligue o Pi conectando-o ao computador via USB. Você também vai querer conectá-lo a um mouse e teclado. Siga as instruções de inicialização e instale o "Raspbian OS". Certifique-se de selecionar o idioma do teclado "Inglês Americano". Isso colocará o sistema operacional no Raspberry Pi e abrirá a tela da área de trabalho.

Etapa 10: Configurar o PiTFT

Abra as conexões de internet e certifique-se de que o Pi tenha acesso à internet.

Abra o botão Terminal na barra superior da área de trabalho e digite o seguinte código:

cd ~

wget

chmod + x adafruit-pitft.sh

sudo./adafruit-pitft.sh

Então, quando o programa for executado, para o que queremos, digite 1 e digite para a primeira consulta, 1 e digite novamente para a segunda.

Dica de solução de problemas: se você receber um erro dizendo que há arquivos faltando, consulte a próxima etapa e depois volte a esta, começando com "sudo./adafruit-pitft.sh"

Quando perguntado se você deseja que o console apareça no display pitft, digite "y" e pressione enter.

Em seguida, digite "y" quando solicitado a reiniciar agora.

Etapa 11: Se você receber um erro ao configurar o PiTFT …

O NOOBS provavelmente está faltando alguns arquivos de sistema necessários para executar o software pitft, se você obteve um erro em algum ponto durante a última etapa, estas são as instruções para corrigir o erro. O problema é que precisa haver arquivos adicionais em um repositório específico, abra o repositório digitando o seguinte comando:

sudo nano /etc/apt/sources.list

Isso abrirá um editor de terminal para este repositório e você poderá adicionar arquivos aqui, inserindo linhas adicionais. As linhas adicionais são realmente fornecidas a você pela mensagem de erro, incluindo a origem dos arquivos, esta foi a linha que eu tive que digitar para obter meus arquivos ausentes:

deb https://mirrordirector.raspbian.org/raspbian stretch main contrib firmware rip não livre

Para salvar essa alteração, o comando de tecla é ctrl + O para "Gravar", depois ctrl + T e digite para localizar o arquivo e sobrescrever o arquivo original na pasta apropriada. Observe que o "arquivo adequado" é o nome do arquivo que você abriu, também conhecido como "/etc/apt/sources.list". Certifique-se de não selecionar a versão.d do arquivo. Em seguida, feche a janela quando ela for salva.

Retorne à etapa anterior para concluir o processo de configuração do pitft.

Etapa 12: atualize o Pi e obtenha o software necessário

Neste ponto, o PiTFT será seu console.

Dica de solução de problemas: se estiver tendo problemas para operar apenas usando o console PiTFT, você pode digitar o comando startx para abrir a área de trabalho inteira novamente.

Para atualizar o Pi, digite este comando:

sudo apt-get update

Depois que o Pi for atualizado, instalaremos o software para usar o AMG8833. Digite os seguintes comandos:

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

git clone

cd Adafruit_Python_GPIO

sudo python setup.py install

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

sudo pip install color Adafruit_AMG88xx

Etapa 13: Habilite o barramento I2C para permitir a comunicação com o AMG8833

Para habilitar o barramento I2C, precisamos alterar a configuração do Pi.

Modelo:

sudo raspi-config

Em seguida, use as setas do teclado para navegar até a 5ª opção "Opção de interface" e pressione Enter.

Navegue até P5 "I2C" e pressione Enter.

Habilite o I2C pressionando Enter na opção "Sim" da consulta de habilitação.

Pressione Enter quando disser que foi habilitado.

Use as teclas de seta direita e esquerda para navegar até "terminar" e pressione Enter para sair da configuração. janela.

Etapa 14: Verifique se o sensor está conectado e detectado pelo I2C

Para verificar isso antes de prosseguir, digite o comando:

sudo i2cdetect -y 1

Se uma matriz aparecer apenas com traços, exceto por um 69 na linha inferior da 9ª coluna, seu sistema está funcionando corretamente.

Etapa 15: use a câmera

Para iniciar a câmera, digite os comandos:

Dica de solução de problemas: para esta etapa, o Pi está usando um teclado inglês que usa Shift + / para digitar "~" (a barra é a tecla entre backspace e enter no teclado)

cd ~ /

git clone

cd Adafruit_AMG88xx_python / examples

sudo python Thermal_cam.py

Isso abrirá a janela da câmera. Agora você tem uma câmera térmica funcional, fique à vontade para apontá-la para as coisas.

Além disso, como estamos usando o pitft apenas como uma tela, você precisará desconectar fisicamente a alimentação do AMG8833 para retornar à janela do terminal de comando. De volta à janela de comando, se quiser desligar o Pi, digite:

desligue agora

Dica de segurança: não desconecte o Pi da alimentação antes de concluir o processo de desligamento, pois isso pode danificar o cartão SD.

Etapa 16: Idéia Adicional: Editando o Código para Alterar a Faixa de Temperaturas Exibidas

Se você quiser ajustar a faixa que o código de exemplo originalmente tinha, desconecte a alimentação do sensor térmico e digite este comando:

sudo nano Thermal_cam.py

Isso abrirá o editor de código. Role para baixo até a faixa de temperatura e ajuste conforme desejado. Observe que eles estão em Celsius.

Escreva o código editado e salve como um novo arquivo ou substitua o exemplo original.

Outra (provavelmente uma maneira mais fácil) de fazer isso seria apenas conectar o Pi de volta em um monitor com um HDMI e comandar:

startx

Isso inicializará a página inicial e, em seguida, você pode simplesmente acessar os arquivos e abrir Thermal_cam.py no editor Python e alterá-lo e salvá-lo lá.