Nhiệt kế hồng ngoại không tiếp xúc: 8 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31

Sở Y tế địa phương của tôi đã liên hệ với tôi vì họ cần một cách để theo dõi nhiệt độ cơ thể của sức khỏe nhân viên của họ hàng ngày trong cuộc khủng hoảng Covid-19 năm 2020. Thông thường, ngoài giá bán, nhiệt kế IR bắt đầu khan hiếm nguồn cung, vì vậy tôi được hỏi liệu tôi có thể sản xuất một thiết kế cho phiên bản DIY hay không.

Thiết kế này chủ yếu dựa vào công việc được thực hiện bởi Aswinth Raj trong bài đăng này:

Tôi muốn thực hiện một số thay đổi về thiết kế theo một vài cách quan trọng: Tôi muốn sản xuất bao vây càng nhanh càng tốt, chọn thiết kế bao bì phẳng được cắt bằng laser thay vì in 3d. Do nguồn cung hiện đang căng thẳng, tôi muốn đưa các thành viên còn lại của Ban điều hành xuống mức bền vững và rẻ nhất có thể. Tôi đã đổi Arduino Micro chính hãng cho Arduino Nano chung. Thông thường, tôi sẽ ủng hộ phần cứng Arduino chính hãng, nhưng ở đây, giá rẻ phổ biến có ý nghĩa hơn. Hãy nói về cảm biến MLX90614 - đặc biệt là tên gọi cụ thể của nó. Phiên bản BAA cực kỳ phổ biến có trường nhìn 90 độ hoàn toàn không đủ cho dự án này. Tài liệu này sử dụng ký hiệu BCH, sử dụng FOV 12 độ và báo cáo các kết quả đọc nhiệt độ đáng tin cậy hơn. Tại thời điểm viết bài này, phiên bản này còn thiếu hàng, nhưng hãy tiếp tục kiểm tra Digikey và Mouser để tìm nguồn cung cấp.

Quân nhu

Cảm biến nhiệt 1x MLX 90614-BCH IR

Phiên bản 1x Arduino Nano CH340:

Màn hình 1x 128x64 OLED i2c

Diode Laser 1x

1x.1uF tụ điện

1x đầu nối pin 9v

1x nút bấm tạm thời

Trèo lên dây

Pin 9v

Ván ép bạch dương baltic 3mm

Bước 1: Bước 1: Cắt Laser Bao vây

Được rồi, bạn thực sự có thể thực hiện phần này bất cứ lúc nào trước các bước cuối cùng, nhưng nếu bạn không muốn đợi keo khô, hãy làm phần này trước trong khi lắp ráp thiết bị điện tử. Mọi thứ phải vừa vặn trên một miếng Baltic Birch 6x8 inch với độ dày 3mm. Bạn có thể tìm thấy liên kết đến tệp SVG trên trang này. Vui lòng liên hệ với tôi nếu bạn đang trực tiếp trợ giúp các chuyên gia y tế và bạn không có quyền truy cập vào tia laser. Chúng ta có thể làm cái gì đó ở bên ngoài.

Bước 2: Bước 2: Lắp ráp vỏ máy

Tôi đã lắp ráp thùng loa bằng keo dán gỗ, nhưng bạn cũng có thể sử dụng CA, tùy thuộc vào sở thích của bạn.

Đầu tiên, bạn muốn dán hai miếng khẩu độ lại với nhau. Đảm bảo rằng chúng được căn chỉnh hoàn hảo với nhau và loại bỏ mọi vết keo thấm trong các lỗ trước khi chúng khô hoàn toàn. Bạn cũng có thể cần phải giũa các khe ở hai mặt bên để đảm bảo chúng vừa khít với nhau. (Hình 1 & 2)

Nó sẽ giúp cuộc sống của bạn dễ dàng hơn rất nhiều nếu bạn vắt một vũng keo dán gỗ lên một ít nhựa phế liệu hoặc túi ni lông rồi dùng tăm hoặc bàn chải bôi lên. Bạn sẽ không cần nhiều, vì vậy bạn không muốn nó tràn ra khắp nơi, tiếp theo hãy lắp khẩu độ phía trước vào một trong các tấm bên, dán các bề mặt giao phối lên. Sau đó lắp vào bảng điều khiển phía dưới, đảm bảo cửa sập hướng về phía sau, cuối cùng lắp vào bảng điều khiển phía sau, đảm bảo mặt có khía hướng lên trên. (Hình 3, 4 và 5)

Chỉ có hai tấm nữa để lắp vào - bảng nối đa năng tay cầm và sau đó là đế tay cầm. Đầu tiên làm bảng nối đa năng tay cầm, với lỗ hướng về phía trên cùng của thiết bị và cuối cùng là đế tay cầm. Cuối cùng, bôi keo lên tất cả các bề mặt trên và sau đó lắp tấm bên kia lên tất cả các tab. Kẹp nó lại với nhau và để keo đông lại trong ít nhất một giờ. (Hình 6, 7 và 8)

Bước 3: Bước 3: Lắp ráp vật liệu của bạn

Mạch này có rất nhiều thứ đang diễn ra và quá trình hàn khá chặt chẽ, vì vậy bạn nên dành một chút thời gian để kiểm tra mọi thứ trên bảng mạch để đảm bảo nó hoạt động trước khi bạn bắt đầu thực hiện các thay đổi mà bạn không thể quay lại. Hình ảnh đầu tiên là sơ đồ mạch tổng thể. Chúng tôi đang sử dụng nhiều chân A4 và A5 của Arduino Nano cho chức năng i2c, chân 5v và 3,3v và một số chân khác. (Bức tranh 1)

Đầu tiên, hàn cảm biến IR. Nếu cảm biến của bạn không được gắn vào PCB, bạn sẽ cần phải hàn các kết nối của riêng mình với các dây dẫn. Biểu dữ liệu không tốt trong việc xác định xem bạn đang nhìn mặt trước hay mặt sau của cảm biến, vì vậy hãy sử dụng ảnh có chú thích làm hướng dẫn, sử dụng tab để tham khảo. Để nhất quán, tôi sẽ sử dụng dây màu vàng cho các kết nối SCL và màu xanh lam cho SDA cho các kết nối i2c. Hàn tất cả các ruột dẫn với một số dây mềm, sau đó sử dụng co nhiệt để cách ly các đầu nối. Cắt dây còn khoảng 3 inch. (Hình 2 & 3) Tiếp theo, chúng tôi muốn kết nối dây với màn hình OLED. Nếu của bạn đi kèm với các chân tiêu đề được cài đặt sẵn, hãy phá bỏ chúng và tách chúng ra - chúng tôi sẽ muốn các kết nối được hàn vĩnh viễn. Một lần nữa, sử dụng dây màu vàng cho SCL và màu xanh lam cho SDA. (Hình 4 và 5) Nếu Arduino Nano của bạn không đi kèm với các tiêu đề, bây giờ là thời điểm tốt để đính kèm một số tiêu đề. Sử dụng bảng mạch để giúp chúng luôn thẳng hàng trong khi bạn hàn chúng tại chỗ. (Hình 6, 7 và 8)

Bước 4: Bước 4: Tải và kiểm tra mã của bạn

Nếu cảm biến MLX90614 của bạn không đi kèm với bảng đột phá, bạn cần một tụ điện.1uF để kết nối các kết nối 3.3v và nối đất. Đảm bảo rằng nó ở đúng vị trí trên bảng mạch của bạn trước khi cấp nguồn cho mạch của bạn.

Nếu Arduino Nano của bạn có chipset CH340, (Hình 1), bạn có thể cần cài đặt các trình điều khiển cụ thể trước khi có thể lập trình bo mạch. Tìm con chip ở dưới cùng của bảng. Bạn có thể tìm thấy trình điều khiển và hướng dẫn cài đặt nó tại đây:

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

Tùy thuộc vào phiên bản của bo mạch, bạn có thể cần phải chuyển đổi giữa phiên bản ATmega328P và ATmega328P (bộ nạp khởi động cũ) hiện tại. (Hình 2) Nếu mã của bạn được tải thành công, bạn sẽ thấy nhiệt độ được báo cáo trên màn hình OLED. (Hình 3)

Bạn có thể tìm thấy mã ở cuối trang này. Có hai phiên bản khác nhau, một cho Fahrenheit và một cho Centigrade.

Bước 5: Bước 5: Hàn Permanant

Ok, chúng ta hãy bắt đầu xây dựng một mạch bền. Bắt đầu bằng cách đo lường bảng điều khiển của bạn. Tôi đang sử dụng một bảng không có dấu vết kết nối trước. việc tạo ra tất cả các kết nối của bạn nhiều hơn, nhưng nó giúp bạn linh hoạt hơn một chút trong bố cục của mình. Bắt đầu bằng cách đặt Nano của bạn vào bảng điều khiển và thực hiện một vài phép đo trước khi cắt nó xuống. Bạn sẽ muốn có ít nhất ba hàng chân trên mặt Analog của bảng. Tôi nghĩ rằng tôi nên giữ một hàng mở ở phía bên kia, nhưng hóa ra tôi đã không làm vậy nên cuối cùng tôi đã cắt nó đi để tiết kiệm không gian. Hàn tất cả các ghim vào bảng đục lỗ. Sau đó, thực hiện các kết nối hàn vĩnh viễn cho cảm biến IR, bao gồm cả tụ điện và kết nối đất. Cảm biến nên cấp nguồn từ chân 3.3v. (Hình 1-5) Sau đó nối dây cảm biến OLED. Nó có thể cấp nguồn từ chân 5v. Sau đó thêm điốt laze, đấu dây trực tiếp từ 5v xuống đất. Cuối cùng, đấu dây vào đầu nối pin 9v. Màu đỏ được kết nối với chân Vin, và nối đất với đất. Bạn có thể kết nối pin của mình để xác minh mọi thứ hoạt động bình thường. (Hình 6, 7 và 8)

Bước 6: Bước 6a: Lắp ráp cuối cùng (ish)

Bây giờ bạn đã hàn xong mạch điện và đang hoạt động, cũng như đã chế tạo vỏ bọc của bạn, đã đến lúc lắp ráp thứ này. Điều đầu tiên trước tiên: hãy lắp đi-ốt laser vào đáy, lỗ nhỏ hơn trên miếng khẩu độ phía trước. Cái này chắc đã vừa khít, nhưng không hại gì khi cố định nó bằng một chút keo nóng. Trước khi bạn đi quá xa, hãy thả đầu nối pin 9v, với một chút dây khá chùng xuống, xuống lỗ và vào phần tay cầm. (Hình 1-4) Tiếp theo, lắp cảm biến IR vào lỗ lớn hơn, cố định nó bằng một chút keo nóng. Phết một ít keo nóng lên tấm sau của vỏ và dùng nó để dán màn hình xuống. Bạn có thể dùng thêm keo dán xung quanh các lỗ gắn kết nếu cảm thấy không đủ chắc chắn. Cuối cùng, sử dụng thêm một ít keo nóng để giúp cố định arduino và perfboard vào thân người của thùng loa. (Hình 6-8)

Bước 7: Bước 6b: Tổng hội cuối cùng

Bây giờ mọi thứ đều ở cùng nhau ở phần trên của bao vây, đã đến lúc tập trung vào phần bên dưới.

Cắt dây nối đất của đầu nối pin 9v và dải các dây dẫn. Hàn chúng vào các đầu nối của nút nhấn. Đưa nó qua lỗ trên tay cầm sao cho nút hướng về phía trước, sau đó cố định nó bằng máy khóa và đai ốc. (Hình 1-4) Cuối cùng, gắn pin và cắm vào khe hở trên tay cầm. Bạn có thể cố định nó bằng một chút băng dính nếu bạn muốn giữ cho nó không bị rơi ra ngoài. (Hình 5)

Bước 8: Sử dụng và các phương pháp hay nhất

Tuyên bố từ chối trách nhiệm có thể rõ ràng nhưng vẫn hoàn toàn cần thiết: ĐÂY KHÔNG PHẢI LÀ THIẾT BỊ Y TẾ VÀ TÔI KHÔNG PHẢI LÀ NHÀ SẢN XUẤT THIẾT BỊ Y TẾ.

Tôi khá hài lòng với độ chính xác và tính nhất quán của thiết bị này, nhưng nếu bạn đang sử dụng thiết bị này để kiểm tra nhiệt độ của mọi người, đặc biệt là trong thời gian diễn ra đại dịch Covid-19 năm 2020, hãy dành thời gian để tự làm quen với nhiệt độ do thiết bị báo cáo và thiết lập các đường cơ sở của riêng bạn. Tốt nhất, không nên sử dụng thiết bị này để thay thế thiết bị đo nhiệt độ y tế. Nó nên được sử dụng để xác định xem một người có nên được giám sát y tế sâu hơn và đáng tin cậy hơn hay không.

Ngoài ra, bạn nên đặt thiết bị càng gần đối tượng càng tốt - lý tưởng là trong khoảng 2-4 inch. Tôi đã bao gồm một tia laser để đảm bảo độ chính xác, nhưng chùm tia hồng ngoại vẫn rộng 12 độ và bạn muốn đối tượng của mình lấp đầy chùm tia đó càng nhiều càng tốt. Tôi hy vọng điều này sẽ giúp ích cho bạn. Hãy gửi phản hồi cho tôi nếu bạn đang sử dụng nó trong thực tế để tôi có thể cập nhật dự án. Giữ an toàn, bảo vệ gia đình của bạn, hỗ trợ cộng đồng của bạn và tiếp tục phát triển.