IR-Wärmebildkamera - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:20

Haben Sie schon einmal einen Science-Fiction- oder Actionfilm gesehen, in dem die Charaktere in einen stockdunklen Raum einziehen und ihre „Thermovision“einschalten? Oder hast du schon mal Metroid Prime gespielt und erinnerst dich an das Thermovisier, das die Hauptfigur bekommen hat?

Nun, ich habe beides gemacht und finde es ziemlich ordentlich. Sichtbares Licht ist eine hervorragende Möglichkeit für uns, unsere Augen zu nutzen, um die Welt um uns herum zu sehen, aber es gibt einige Mängel unserer aktuellen evolutionären Iteration eines Linsen-Augapfels, nämlich dass sie nicht funktioniert, ohne dass sichtbares Licht in unser System eingeführt wurde. Es kann auch seltsam reflektieren und das von ihm aufgenommene Bild verzerren.

Wärmebildkameras haben diese Probleme nicht, sie erkennen die Infrarotwellenlängen des Lichts, die von jedem warmen Körper natürlich emittiert werden. Das bedeutet, dass sie im Dunkeln funktionieren und nicht so stark von Oberflächen reflektiert werden wie die Wellenlängen des sichtbaren Lichts. Dies macht sie praktisch, wenn keine sichtbare Lichtquelle vorhanden ist, um warme Körper zu erkennen, und sie können verwendet werden, um die Kinematik eines warmen Körpers in Bewegung genauer zu verfolgen als eine herkömmliche Kamera.

Wir haben uns für eine Wärmebildkamera entschieden, weil wir dachten, es wäre eine nette Erweiterung, um den IR-Eingang in eine visuelle Darstellung zu verwandeln. Am Ende haben wir eine kleine Reihe von IR-Sensoren namens Grid Eye AMG8833 und einen kleinen Computer namens Raspberry Pi verwendet, der in der Lage ist, den einzigen 8x8-Eingang des AMG8833 auf einen Ausgang von 32x32 zu erweitern, was eine anständige Auflösung für das Bild bietet Bildschirm produziert.

Dies ist unser anweisbares, um eine kleine Wärmebildkamera zu machen, diese zu verwenden, um Ihre Freunde zu beeindrucken oder in einer Art Indoor-Spiel zu dominieren, das im Dunkeln gespielt wird, obwohl Sie ein tragbares Netzteil finden müssen, das ausreicht, um den Pi zu betreiben.

Schritt 1: Vorbereitung & Sicherheit

Bevor Sie beginnen, sollten Sie wissen:

Infrarotstrahlung oder IR ist eine Art von Licht, das aufgrund seiner thermischen Energie von einem Objekt abgestrahlt wird. Der IR-Sensor kann diese Strahlung erkennen und benötigt dann Programme, um das Signal zu verarbeiten und das Bild anzuzeigen.

Diese Website bietet die Software zum Formatieren einer SD-Karte:

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

Diese Website bietet das NOOBS-Betriebssystem zum Ausführen des Raspberry Pi:

www.raspberrypi.org/downloads/noobs/

Weitere Informationen zum AMG8833 IR-Sensor finden Sie hier:

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

Sicherheit: Es wird empfohlen, die Schaltung anzuschließen, bevor Sie den Raspberry Pi einstecken. Wir empfehlen außerdem, die Baugruppe in einem Gehäuse aufzubewahren, um die Hardware vor Streuströmen, Stößen und Flüssigkeiten zu schützen. Ziehen Sie zum Schluss den USB nicht ab, um den Raspberry Pi herunterzufahren, da dies das Gerät beschädigen könnte. Verwenden Sie stattdessen den Befehl "Jetzt herunterfahren".

Schritt 2: Sammeln Sie alle notwendigen Komponenten und Werkzeuge

Stellen Sie sicher, dass Sie über alle folgenden Komponenten verfügen:

-2,8 PiTFT-Touchscreen-Display (https://www.adafruit.com/product/1983)

-Adafruit AMG8833 8x8 Wärmebildkamerasensor (https://www.adafruit.com/product/3538)

-Pi T-Cobbler+ und 40-poliges Flachbandkabel (https://www.adafruit.com/product/2028)

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

-4 weibliche/weibliche Überbrückungsdrähte

-MicroSD-Karte und Adapter (https://www.amazon.com/Samsung-MicroSD-Adapter-MB…)

Stellen Sie außerdem sicher, dass Sie über alle folgenden Werkzeuge zum Zusammenbauen und Formatieren verfügen:

-Computer mit Internetzugang

-Mini-USB-Kabel

-Klaviatur

-Maus

Schritt 3: Befestigen Sie PiTFT an Cobbler

Verwenden Sie das 40-polige Flachbandkabel, um die 40-polige Halterung des PiTFT-Steckers mit der 40-poligen Halterung des Cobbler zu verbinden. Hinweis: Das weiße Kabel am 40-poligen Band sollte gemäß dem Foto positioniert werden.

Schritt 4: PiTFT-Display an Raspberry Pi anschließen

Befestigen Sie das PiTFT-Display direkt am Raspberry Pi, indem Sie die 40-polige Buchse am PiTFT mit der männlichen Halterung am Raspberry Pi ausrichten.

Schritt 5: Befestigen Sie den 8x8-Wärmebildkamerasensor am Cobbler

Verwenden Sie die vier weiblichen/weiblichen Überbrückungsdrähte, um den 8x8-Wärmebildkamerasensor am Cobbler zu befestigen.

Vin verbindet sich mit 5V am Cobbler, und der Rest der Pins stimmt mit den gleichen Etiketten zwischen jedem Pin an der Wärmebildkamera und am Cobbler überein. Die Pins "3Vo" und "INT" der Wärmebildkamera bleiben unbelegt.

Die fertige Schaltung ist oben abgebildet.

Schritt 6: SD-Speicherkartenformatierer herunterladen

Öffnen Sie die Website https://www.sdcard.org/downloads/formatter_4/index.html und laden Sie den SD-Kartenformatierer mit der entsprechenden Datei für Ihren Computer herunter.

Schritt 7: Formatieren Sie die SD-Karte

Öffnen Sie das Programm SD Card Downloader auf Ihrem Computer und wählen Sie die Karte aus, wählen Sie dann "Format überschreiben" und führen Sie das Programm aus. Dadurch wird die SD-Karte in etwas namens Fat32 partitioniert, das benötigt wird, um ein Betriebssystem auf der Karte zu platzieren.

Schritt 8: Noobs herunterladen

Gehen Sie zu https://www.raspberrypi.org/downloads/noobs/ und laden Sie die ZIP-Datei für die Noobs-Software herunter.

Öffnen Sie den Zip-Ordner Ihrer Downloads und klicken Sie auf Extrahieren. Fügen Sie am Ende des Zielnamens den Namen "Noobs" hinzu, um einen neuen Ordner mit den extrahierten Dateien zu erstellen.

Schritt 9: Holen Sie das Betriebssystem auf den Raspberry Pi

Kopieren Sie die extrahierten Dateien aus dem Noobs-Ordner auf die formatierte SD-Karte. SD-Karte auswerfen und in den Raspberry Pi einlegen. Schließen Sie den Pi über HDMI an einen Monitor an und versorgen Sie den Pi dann mit Strom, indem Sie ihn über USB an den Computer anschließen. Sie möchten es auch an eine Maus und eine Tastatur anschließen. Folgen Sie den Boot-Anweisungen und installieren Sie "Raspbian OS". Stellen Sie sicher, dass die Tastatursprache "American English" ausgewählt ist. Dadurch wird das Betriebssystem auf den Raspberry Pi gelegt und der Desktop-Bildschirm geöffnet.

Schritt 10: Einrichten des PiTFT

Öffnen Sie die Internetverbindungen und stellen Sie sicher, dass der Pi Zugriff auf das Internet hat.

Öffnen Sie die Terminal-Schaltfläche in der oberen Leiste des Desktops und geben Sie den folgenden Code ein:

cd ~

wget

chmod +x adafruit-pitft.sh

sudo./adafruit-pitft.sh

Wenn das Programm dann ausgeführt wird, geben Sie für das Gewünschte 1 ein, geben Sie dann für die erste Abfrage 1 ein und geben Sie für die zweite erneut ein.

Tipp zur Fehlerbehebung: Wenn Sie eine Fehlermeldung erhalten, dass Dateien fehlen, lesen Sie den nächsten Schritt und kehren Sie dann zu diesem zurück, beginnend mit "sudo./adafruit-pitft.sh"

Wenn Sie gefragt werden, ob die Konsole auf dem Pitft-Display angezeigt werden soll, geben Sie "y" ein und drücken Sie dann die Eingabetaste.

Geben Sie dann "y" ein, wenn Sie aufgefordert werden, jetzt neu zu starten.

Schritt 11: Wenn beim Einrichten des PiTFT ein Fehler auftritt…

NOOBS fehlen wahrscheinlich einige Systemdateien, die zum Ausführen der Pitft-Software erforderlich sind. Wenn Sie während des letzten Schritts einen Fehler erhalten, sind dies die Anweisungen zum Beheben des Fehlers. Das Problem besteht darin, dass in einem bestimmten Repository zusätzliche Dateien vorhanden sein müssen. Öffnen Sie das Repository, indem Sie den folgenden Befehl eingeben:

sudo nano /etc/apt/sources.list

Dadurch wird ein Terminal-Editor für dieses Repository geöffnet und Sie können hier Dateien hinzufügen, indem Sie zusätzliche Zeilen einfügen. Die zusätzlichen Zeilen werden Ihnen tatsächlich von der Fehlermeldung einschließlich der Quelle der Dateien angezeigt. Dies war die Zeile, die ich eingeben musste, um meine fehlenden Dateien zu erhalten:

deb https://mirrordirector.raspbian.org/raspbian stretch main contrib non-free ripp firmware

Um diese Änderung zu speichern, lautet der Tastaturkurzbefehl Strg+O für "Write Out", dann Strg+T, dann Enter, um die Datei zu finden, und überschreibe dann die Originaldatei im richtigen Ordner. Beachten Sie, dass die "richtige Datei" der Name der Datei ist, die Sie geöffnet haben, auch bekannt als "/etc/apt/sources.list". Achten Sie darauf, nicht die.d-Version der Datei auszuwählen. Schließen Sie dann das Fenster, sobald es gespeichert ist.

Kehren Sie zum vorherigen Schritt zurück, um das Einrichten des Pitft abzuschließen.

Schritt 12: Aktualisieren Sie Pi und erhalten Sie die erforderliche Software

An diesem Punkt wird das PiTFT Ihre Konsole sein.

Tipp zur Fehlerbehebung: Wenn Sie Probleme haben, nur die PiTFT-Konsole zu verwenden, können Sie den Befehl startx eingeben, um den vollständigen Desktop erneut zu öffnen.

Um den Pi zu aktualisieren, geben Sie diesen Befehl ein:

sudo apt-get update

Sobald der Pi aktualisiert ist, installieren wir die Software für die Verwendung des AMG8833. Geben Sie die folgenden Befehle ein:

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

git-Klon

cd Adafruit_Python_GPIO

sudo python setup.py installieren

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

sudo pip install Farbe Adafruit_AMG88xx

Schritt 13: Aktivieren Sie den I2C-Bus, um die Kommunikation mit dem AMG8833 zu ermöglichen

Um den I2C-Bus zu aktivieren, müssen wir die Konfiguration des Pi ändern.

Typ:

sudo raspi-config

Navigieren Sie dann mit den Pfeiltasten nach unten zur 5. Option mit der Aufschrift "Schnittstellenoption" und drücken Sie die Eingabetaste.

Navigieren Sie nach unten zu P5 "I2C" und drücken Sie die Eingabetaste.

Aktivieren Sie das I2C, indem Sie bei der Option "Ja" der Aktivierungsabfrage die Eingabetaste drücken.

Drücken Sie die Eingabetaste, wenn angezeigt wird, dass es aktiviert wurde.

Verwenden Sie die rechte und linke Pfeiltaste, um zu "Finish" zu navigieren, und drücken Sie dann die Eingabetaste, um die Konfiguration zu verlassen. Fenster.

Schritt 14: Überprüfen Sie, ob der Sensor angeschlossen ist und vom I2C. erkannt wird

Um dies nur zu überprüfen, bevor Sie fortfahren, geben Sie den Befehl ein:

sudo i2cdetect -y 1

Wenn ein Array nur mit Bindestrichen außer einer 69 in der unteren Zeile der 9. Spalte angezeigt wird, funktioniert Ihr System ordnungsgemäß.

Schritt 15: Verwenden Sie die Kamera

Um die Kamera zu starten, geben Sie die Befehle ein:

Tipp zur Fehlerbehebung: Für diesen Schritt verwendet der Pi eine englische Tastatur, die mit Umschalt+\ "~" eingibt (Vorwärtsstrich ist die Taste zwischen Rücktaste und Eingabe auf der Tastatur).

CD ~/

git-Klon

cd Adafruit_AMG88xx_python/beispiele

sudo python thermal_cam.py

Dies öffnet das Kamerafenster. Sie haben jetzt eine funktionsfähige Wärmebildkamera, können Sie sie gerne auf Dinge richten.

Da wir das Pitft nur als Anzeige verwenden, müssen Sie die Stromversorgung des AMG8833 physisch trennen, um zum Befehlsterminalfenster zurückzukehren. Wenn Sie wieder im Befehlsfenster sind und den Pi herunterfahren möchten, geben Sie Folgendes ein:

jetzt abschalten

Sicherheitstipp: Trennen Sie den Pi nicht vom Strom, bevor er den Herunterfahrvorgang abgeschlossen hat, da dies die SD-Karte beschädigen kann.

Schritt 16: Weitere Idee: Bearbeiten des Codes, um den angezeigten Temperaturbereich zu ändern

Wenn Sie den Bereich anpassen möchten, den der Beispielcode ursprünglich hatte, trennen Sie die Stromzufuhr zum Temperatursensor und geben Sie diesen Befehl ein:

sudo nano thermal_cam.py

Dies öffnet den Code-Editor. Scrollen Sie nach unten zum Temperaturbereich und passen Sie ihn wie gewünscht an. Beachten Sie, dass sie in Celsius angegeben sind.

Schreiben Sie den bearbeiteten Code aus und speichern Sie ihn entweder als neue Datei oder überschreiben Sie das ursprüngliche Beispiel.

Ein anderer (wohl einfacherer) Weg, dies zu tun, wäre, den Pi einfach mit einem HDMI- und Befehl wieder an einen Monitor anzuschließen:

startx

Dadurch wird die Homepage gebootet, und dann können Sie einfach in die Dateien gehen und thermal_cam.py im Python-Editor öffnen und dort ändern und speichern.