Termômetro infravermelho a laser Arduino: 7 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

Neste projeto, vou mostrar a você como construir um termômetro infravermelho digital a laser com um invólucro impresso em 3D personalizado!

Etapa 1: introdução

Termômetros infravermelhos são amplamente usados em muitos ambientes de trabalho para determinar a temperatura da superfície de um objeto. Freqüentemente, em uma máquina ou circuito eletrônico, o aumento da temperatura é um dos primeiros sinais de que algo está errado. Uma verificação rápida sem contato com um termômetro infravermelho pode informar o que está acontecendo com a temperatura de uma máquina para que você possa desligá-la antes que cause danos permanentes.

A radiação infravermelha é apenas outro tipo de radiação que existe no espectro eletromagnético. Não podemos ver, mas se você colocasse sua mão perto de algo quente como um fogão, você estaria sentindo os efeitos da radiação infravermelha. Todos os objetos emitem energia na forma de radiação infravermelha. A maioria dos termômetros de mão usa uma lente para focar a luz de um objeto em uma termopilha que absorve a radiação infravermelha. Quanto mais energia IV é absorvida, mais quente fica e o nível de calor é convertido em um sinal elétrico que é eventualmente convertido em uma leitura de temperatura.

Eu estava trabalhando em um circuito outro dia e tinha um componente que estava ficando extremamente quente. Eu queria saber a temperatura do componente, mas como não tenho um termômetro infravermelho, decidi construir o meu. Ele tem um gabinete impresso em 3D personalizado para que qualquer pessoa possa imprimi-lo e montá-lo em casa.

É um projeto simples e pode ser usado como uma ótima introdução a sensores, design / impressão 3D, eletrônica e programação.

Isenção de responsabilidade: Obviamente, não é adequado para uso médico. Este projeto é apenas para diversão e se você precisar de um termômetro infravermelho para uso médico, peça um que atenda aos padrões / testes médicos.

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Etapa 2: componentes necessários

Os componentes necessários para este projeto estão abaixo:

1. Botão momentâneo da Amazon

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

3. 5V Laser Amazon

4. Arduino Nano Amazon

5. Botão liga / desliga Amazon

6. Tela OLED 0,96 da Amazon

7. Sensor de temperatura GY-906 (ou sensor MLX90614 com capacitores / resistores adequados) Amazon

8. Bateria 9V Amazon

9. Impressora / Filamento 3D (eu uso o Hatchbox PLA da Amazon)

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Etapa 3: Sensor de temperatura infravermelho GY-906

Eu usei um sensor termômetro infravermelho GY-906 que é uma placa auxiliar para o termômetro infravermelho sem contato MLX90614 da Melexis.

O breakout board é muito barato, fácil de integrar e a versão breakout board vem com resistores pull up de 10K para a interface I2C. Ele vem calibrado de fábrica com uma faixa de -40 a +125 graus Celsius para a temperatura do sensor e -70 a 380 graus Celsius para a temperatura do objeto. A precisão desse sensor é de aproximadamente 0,5 graus Celsius.

Etapa 4: Eletrônica

Agora que você reuniu todos os componentes necessários, é hora de começar a montar tudo junto. Eu recomendaria conectar tudo em uma placa de ensaio primeiro e, em seguida, quando tudo estiver funcionando corretamente, vá em frente e solde tudo em uma placa de perfuração.

À esquerda, temos nosso laser com um resistor limitador de corrente de 200 ohm sendo acionado pela Saída Digital 5. Há também um botão momentâneo padrão que é conectado entre 5V e a Entrada Digital 2. Há um resistor pull down 5K para que quando o a chave está aberta, a entrada não é flutuante e, em vez disso, será definida como 0V.

À direita, temos nosso botão liga / desliga principal, que conecta nossa bateria de 9V aos pinos VIN e GND do arduino nano. O display OLED e o sensor de temperatura infravermelho GY-906 são conectados a 3,3 V e as linhas SDA são conectadas a A4 e SCL a A5. O display OLED e o GY-906 já possuem resistores pull-up nas linhas I2C.

Etapa 5: Programação

Presumo que você saiba programar seu arduino nano, mas se não souber, há muitos tutoriais excelentes disponíveis online.

Você precisará instalar as seguintes bibliotecas para que o código seja compilado.

1. Adafruits SSD1306

2. Adafruits MLX90614

O programa está constantemente lendo dados de temperatura do MLX90614, mas só é exibido no OLED quando o gatilho do botão é pressionado. Se o gatilho for pressionado, o laser também liga para ajudar a identificar qual objeto está sendo medido.

Etapa 6: Design 3D / Imprimir / Montar

Eu projetei a balança no Fusion 360.

Na base do termômetro, há espaço para uma bateria de 9V, chave liga / desliga e nosso mecanismo de gatilho que é apenas um simples botão momentâneo. A tampa da base se encaixará no lugar. Há um orifício para direcionar a fiação dos componentes básicos para a seção superior do termômetro.

Há uma abertura para a tela OLED de 0,96 polegadas e uma seção frontal na ponta do termômetro para o laser e o sensor MLX90614. Tanto o laser quanto o sensor podem ser encaixados por pressão no orifício. A seção superior é para o arduino nano e eu vou ser honesto, eu realmente subestimei a quantidade de fiação necessária para conectar no pequeno espaço. Muitos fios estavam se soltando quando empurrei o arduino nano para o pequeno espaço, então acabei usando uma pistola de cola para segurar os fios no lugar enquanto empurrava o nano para dentro do gabinete. Eu sempre coloco meu arduino nano em isolamentos para o caso de querer reutilizá-lo em um projeto mais tarde, então os isolamentos ocupam muito espaço extra que não seria necessário se você o soldasse permanentemente em uma placa de perfuração. No entanto, eventualmente eu tenho tudo conectado e no gabinete, então eu pressiono para encaixar a tampa superior.

Imprimir isso é meio complicado para fazer com que tenha uma ótima aparência, já que a base principal eu imprimi com o lado da tela do oled voltado para baixo. O ângulo da tela OLED é bastante alto, então imprimi com suportes na placa de impressão, mas isso faz com que a superfície pareça menos do que perfeita. Pode ser apenas um problema da minha impressora e tenho certeza de que é possível obter uma ótima aparência se você discar as configurações da impressora, mas eu realmente não me importei muito, pois esta é uma ferramenta.

Link Thingiverse

Etapa 7: Teste

Agora que você tem o termômetro infravermelho a laser montado e programado, é hora de testá-lo!

Aperte o botão liga / desliga, espere o display OLED carregar e aproveite seu novo termômetro. Por favor, considere se inscrever no meu canal do youtube para me apoiar e ver mais projetos / vídeos. Obrigado por ler!