Camera nhiệt IR: 16 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:34

Bạn đã bao giờ xem một bộ phim khoa học viễn tưởng hoặc hành động, nơi các nhân vật di chuyển vào một căn phòng tối đen như mực và bật “tầm nhìn nhiệt” của họ chưa? Hay bạn đã từng chơi Metroid Prime và nhớ tấm kính che nhiệt mà nhân vật chính có được?

Tôi đã làm cả hai điều đó và nghĩ rằng nó khá gọn gàng. Ánh sáng khả kiến là một cách tuyệt vời để chúng ta sử dụng đôi mắt của mình để nhìn thế giới xung quanh, nhưng có một số thiếu sót trong quá trình lặp lại tiến hóa hiện tại của nhãn cầu thấu kính, cụ thể là nó không hoạt động nếu không có ánh sáng nhìn thấy được đưa vào hệ thống của chúng ta. Nó cũng có thể phản ánh kỳ lạ và làm sai lệch hình ảnh được chụp bởi nó.

Máy ảnh nhiệt không gặp những vấn đề này, chúng phát hiện bước sóng hồng ngoại của ánh sáng được phát ra tự nhiên bởi bất kỳ vật thể ấm nào. Điều này có nghĩa là chúng hoạt động trong bóng tối và chúng không thực sự phản chiếu ra khỏi bề mặt nhiều như các bước sóng ánh sáng nhìn thấy được. Điều này làm cho chúng tiện dụng để sử dụng trong trường hợp không có nguồn sáng nhìn thấy để phát hiện thân ấm, cũng như nó có thể được sử dụng để theo dõi động học của thân ấm đang chuyển động chính xác hơn máy ảnh thông thường.

Chúng tôi quyết định làm một máy ảnh nhiệt vì chúng tôi nghĩ rằng nó sẽ là một sự mở rộng gọn gàng khi biến đầu vào IR thành một hình ảnh đại diện. Chúng tôi đã kết thúc việc sử dụng một loạt nhỏ các cảm biến IR được gọi là Grid Eye AMG8833 và một máy tính nhỏ gọi là Raspberry Pi có khả năng mở rộng đầu vào 8x8 duy nhất của AMG8833 thành đầu ra 32x32, cung cấp độ phân giải tốt cho hình ảnh. màn hình sản xuất.

Đây là hướng dẫn của chúng tôi để tạo một máy ảnh nhiệt nhỏ, sử dụng nó để gây ấn tượng với bạn bè của bạn hoặc chiếm ưu thế trong một số loại trò chơi trong nhà được chơi trong bóng tối, mặc dù bạn sẽ phải tìm một nguồn điện di động đủ để chạy Pi.

Bước 1: Chuẩn bị & An toàn

Trước khi bắt đầu, bạn nên biết:

Bức xạ hồng ngoại, hay IR, là một loại ánh sáng bức xạ từ một vật thể do năng lượng nhiệt của nó. Cảm biến IR có thể phát hiện bức xạ này, sau đó cần các chương trình để xử lý tín hiệu và hiển thị hình ảnh.

Trang web này cung cấp phần mềm để định dạng thẻ SD:

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

Trang web này cung cấp hệ điều hành NOOBS để chạy Raspberry Pi:

www.raspberrypi.org/downloads/noobs/

Thông tin thêm về cảm biến AMG8833 IR có thể được tìm thấy tại đây:

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

An toàn: Bạn nên kết nối mạch điện trước khi cắm Raspberry Pi. Chúng tôi cũng khuyên bạn nên giữ bộ phận lắp ráp được bao bọc trong vỏ bọc để bảo vệ phần cứng khỏi dòng điện, tác động và chất lỏng đi lạc. Cuối cùng, không rút USB để tắt Raspberry Pi vì điều này có thể làm hỏng thiết bị. Thay vào đó, hãy sử dụng lệnh "shutdown now".

Bước 2: Thu thập tất cả các thành phần và công cụ cần thiết

Đảm bảo rằng bạn có tất cả các thành phần sau:

Màn hình cảm ứng PiTFT -2,8 (https://www.adafruit.com/product/1983)

-Cảm biến máy ảnh nhiệt Adafruit AMG8833 8x8 (https://www.adafruit.com/product/3538)

-Pi T-Cobbler + và cáp ribbon 40 chân (https://www.adafruit.com/product/2028)

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

-4 dây jumper nữ / nữ

- Bộ điều hợp và thẻ MicroSD (https://www.amazon.com/Samsung-MicroSD-Adapter-MB…)

Ngoài ra, hãy đảm bảo rằng bạn có tất cả các công cụ sau để lắp ráp và định dạng:

- Máy tính có truy cập Internet

-Cáp USB nhỏ

-Bàn phím

-Chuột

Bước 3: Gắn PiTFT vào Cobbler

Sử dụng cáp ribbon 40 chân để kết nối ngàm 40 chân PiTFT đực với ngàm 40 chân Cobbler. Lưu ý: dây trắng trên dải băng 40 ghim phải được định vị theo hình ảnh.

Bước 4: Gắn PiTFT Display vào Raspberry Pi

Gắn trực tiếp Màn hình PiTFT vào Raspberry Pi bằng cách xếp đầu nối nữ 40 chân trên PiTFT với ngàm nam trên Raspberry Pi.

Bước 5: Gắn cảm biến máy ảnh nhiệt 8x8 vào Cobbler

Sử dụng bốn dây nhảy cái / cái để gắn Cảm biến máy ảnh nhiệt 8x8 vào Cobbler.

Vin kết nối với 5V trên Cobbler và các chân còn lại khớp với cùng nhãn giữa mỗi chân trên máy ảnh nhiệt và trên Cobbler. Các chân "3Vo" và "INT" trên máy ảnh nhiệt không được gắn vào.

Mạch hoàn thành được hiển thị ở trên.

Bước 6: Tải xuống bộ định dạng thẻ nhớ SD

Mở trang web https://www.sdcard.org/downloads/formatter_4/index.html và tải xuống Trình định dạng thẻ SD bằng tệp thích hợp cho máy tính của bạn.

Bước 7: Định dạng thẻ SD

Mở chương trình SD Card Downloader trên máy tính của bạn và chọn thẻ, sau đó chọn "Ghi đè định dạng" và chạy chương trình. Thao tác này sẽ phân vùng thẻ SD thành một thứ gọi là Fat32, đây là thứ cần thiết để đặt hệ điều hành trên thẻ.

Bước 8: Tải xuống Noobs

Truy cập https://www.raspberrypi.org/downloads/noobs/ và tải xuống tệp zip cho phần mềm Noobs.

Mở thư mục zip từ các bản tải xuống của bạn và nhấp vào giải nén. Thêm tên "Noobs" vào cuối tên đích để tạo một thư mục mới chứa các tệp đã giải nén.

Bước 9: Đưa hệ điều hành vào Raspberry Pi

Sao chép các tệp đã giải nén từ thư mục Noobs vào thẻ SD đã được định dạng. Tháo thẻ SD và lắp vào Raspberry Pi. Cắm Pi vào màn hình qua HDMI và sau đó cấp nguồn cho Pi bằng cách cắm nó vào máy tính qua USB. Bạn cũng sẽ muốn kết nối nó với chuột và bàn phím. Làm theo hướng dẫn khởi động và cài đặt "Hệ điều hành Raspbian" Đảm bảo chọn ngôn ngữ bàn phím "Tiếng Anh Mỹ". Thao tác này sẽ đưa hệ điều hành lên Raspberry Pi và mở ra màn hình máy tính để bàn.

Bước 10: Thiết lập PiTFT

Mở kết nối internet và đảm bảo rằng Pi có quyền truy cập internet.

Mở nút Terminal trên thanh trên cùng của màn hình và nhập mã sau:

cd ~

wget

chmod + x adafruit-pitft.sh

sudo./adafruit-pitft.sh

Sau đó, khi chương trình chạy, đối với những gì chúng ta muốn, hãy nhập 1 rồi nhập cho truy vấn đầu tiên, 1 và nhập lại cho truy vấn thứ hai.

Mẹo khắc phục sự cố: nếu bạn gặp lỗi thông báo rằng có tệp bị thiếu, hãy xem bước tiếp theo và sau đó quay lại bước này, bắt đầu lại với "sudo./adafruit-pitft.sh"

Khi được hỏi bạn có muốn bảng điều khiển xuất hiện trên màn hình pitft hay không, hãy nhập "y" rồi nhấn enter.

Sau đó gõ "y" khi được yêu cầu khởi động lại ngay bây giờ.

Bước 11: Nếu bạn gặp lỗi khi thiết lập PiTFT…

NOOBS có thể thiếu một vài tệp hệ thống cần thiết để chạy phần mềm pitft, nếu bạn gặp lỗi tại một số thời điểm trong bước cuối cùng, đây là các hướng dẫn để sửa lỗi. Vấn đề là cần có các tệp bổ sung trong một kho lưu trữ cụ thể, hãy mở kho lưu trữ bằng cách nhập lệnh sau:

sudo nano /etc/apt/sources.list

Thao tác này sẽ mở trình chỉnh sửa đầu cuối cho kho lưu trữ này và bạn có thể thêm tệp tại đây bằng cách chèn thêm các dòng bổ sung. Các dòng bổ sung thực sự được cung cấp cho bạn bởi thông báo lỗi bao gồm nguồn của tệp, đây là dòng mà tôi phải nhập để lấy các tệp bị thiếu của mình:

deb https://mirrordirector.raspbian.org/raspbian duỗi đóng góp chính phần sụn rip không miễn phí

Để lưu thay đổi này, phím lệnh là ctrl + O cho "Viết ra", sau đó ctrl + T rồi enter để tìm tệp, sau đó ghi đè lên tệp gốc trong thư mục thích hợp. Lưu ý, "tệp thích hợp" là tên của tệp bạn đã mở, còn gọi là "/etc/apt/sources.list" Đảm bảo không chọn phiên bản.d của tệp. Sau đó, đóng cửa sổ khi nó được lưu.

Quay lại bước trước để kết thúc quá trình thiết lập pitft.

Bước 12: Cập nhật Pi và nhận phần mềm cần thiết

Tại thời điểm này, PiTFT sẽ là bảng điều khiển của bạn.

Mẹo khắc phục sự cố: nếu bạn gặp sự cố khi chỉ sử dụng bảng điều khiển PiTFT, bạn có thể nhập lệnh startx để mở lại toàn bộ màn hình.

Để cập nhật số Pi, hãy nhập lệnh sau:

sudo apt-get cập nhật

Sau đó khi Pi được cập nhật, chúng tôi sẽ cài đặt phần mềm để sử dụng AMG8833. Nhập các lệnh sau:

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

git clone

cd Adafruit_Python_GPIO

sudo python setup.py cài đặt

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

sudo pip cài đặt màu Adafruit_AMG88xx

Bước 13: Kích hoạt I2C Bus để cho phép giao tiếp với AMG8833

Để kích hoạt bus I2C, chúng ta cần thay đổi cấu hình của Pi.

Kiểu:

sudo raspi-config

Sau đó, sử dụng các phím mũi tên để điều hướng xuống tùy chọn thứ 5 có nội dung "Interfacing Option" và nhấn enter.

Điều hướng xuống P5 "I2C" và nhấn Enter.

Bật I2C bằng cách nhấn enter trên tùy chọn "Có" của truy vấn bật.

Nhấn enter khi nó thông báo rằng nó đã được bật.

Sử dụng các phím mũi tên phải và trái để điều hướng đến "kết thúc", sau đó nhấn enter để thoát khỏi cấu hình. cửa sổ.

Bước 14: Xác minh rằng cảm biến được gắn và phát hiện bởi I2C

Để xác minh điều này trước khi tiếp tục, hãy nhập lệnh:

sudo i2cdetect -y 1

Nếu một mảng chỉ xuất hiện với dấu gạch ngang ngoại trừ 69 ở hàng dưới cùng của cột thứ 9, thì hệ thống của bạn đang hoạt động bình thường.

Bước 15: Sử dụng máy ảnh

Để khởi động máy ảnh, hãy nhập các lệnh:

Mẹo khắc phục sự cố: Đối với bước này, Pi đang sử dụng bàn phím tiếng Anh sử dụng Shift + / để nhập "~" (dấu gạch chéo ngược là phím giữa phím xóa lùi và phím enter trên bàn phím)

cd ~ /

git clone

cd Adafruit_AMG88xx_python / ví dụ

sudo python heat_cam.py

Thao tác này sẽ mở cửa sổ camera. Bây giờ bạn đã có một máy ảnh nhiệt hoạt động, hãy thoải mái chỉ nó vào mọi thứ.

Ngoài ra, vì chúng tôi chỉ sử dụng pitft làm màn hình, bạn sẽ cần phải ngắt kết nối thực tế nguồn điện cho AMG8833 để quay lại cửa sổ đầu cuối lệnh. Khi quay lại cửa sổ lệnh, nếu bạn muốn tắt Pi, hãy nhập:

tắt máy ngay bây giờ

Mẹo an toàn: Không ngắt kết nối Pi khỏi nguồn trước khi nó hoàn tất quá trình tắt, điều này có thể làm hỏng thẻ SD.

Bước 16: Ý tưởng khác: Chỉnh sửa mã để thay đổi phạm vi nhiệt độ được hiển thị

Nếu bạn muốn điều chỉnh phạm vi mà mã ví dụ ban đầu có, hãy ngắt nguồn điện cho cảm biến nhiệt và nhập lệnh sau:

sudo nano heat_cam.py

Thao tác này sẽ mở trình chỉnh sửa mã. Cuộn xuống phạm vi nhiệt độ và điều chỉnh theo ý muốn. Lưu ý rằng chúng ở độ C.

Viết ra mã đã chỉnh sửa và lưu dưới dạng tệp mới hoặc ghi đè lên ví dụ ban đầu.

Một cách khác (được cho là dễ dàng hơn) để làm điều này là chỉ cần cắm lại Pi vào màn hình có HDMI và ra lệnh:

startx

Thao tác này sẽ khởi động trang chủ, sau đó bạn có thể truy cập tệp và mở Thermal_cam.py trong trình chỉnh sửa python và thay đổi và lưu nó ở đó.