Berührungsloses IR-Thermometer - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:16

Mein örtliches Gesundheitsministerium hat sich mit mir in Verbindung gesetzt, weil sie während der Covid-19-Krise 2020 eine Möglichkeit brauchten, die Körpertemperatur der Gesundheit ihrer Mitarbeiter täglich zu verfolgen. Normale IR-Thermometer von der Stange wurden immer knapper, so dass ich gefragt wurde, ob ich ein Design für eine DIY-Version erstellen könnte.

Dieses Design basiert stark auf der Arbeit von Aswinth Raj in diesem Beitrag:

Ich wollte einige wesentliche Änderungen am Design vornehmen: Ich wollte das Gehäuse so schnell wie möglich herstellen und entschied mich für ein lasergeschnittenes Flat-Pack-Design gegenüber dem 3D-Druck. Da die Lieferlinien derzeit überlastet sind, wollte ich den Rest der Stückliste so nachhaltig und günstig wie möglich reduzieren. Ich habe das echte Arduino Micro gegen das generische Arduino Nano getauscht. Normalerweise würde ich für echte Arduino-Hardware plädieren, aber hier macht es mehr Sinn, billig und allgegenwärtig zu gehen. Sprechen wir über den MLX90614-Sensor - insbesondere die spezifische Bezeichnung davon. Die sehr verbreitete BAA-Version hat ein 90-Grad-Sichtfeld, das für dieses Projekt völlig unzureichend ist. Diese Dokumentation verwendet die BCH-Bezeichnung, die ein 12-Grad-FOV verwendet und zuverlässigere Temperaturmesswerte meldet. Zum jetzigen Zeitpunkt waren die Lagerbestände dieser Version knapp, aber überprüfen Sie weiterhin Digikey und Mouser auf Vorräte.

Lieferungen

1x MLX 90614-BCH IR-Thermosensor

1x Arduino Nano CH340-Version:

1x 128x64 OLED i2c-Display

1x Laserdiode

1x.1uF Kondensator

1x 9V Batterieanschluss

1x temporärer Taster

Anschlusskabel

9v Batterie

3mm baltisches Birkensperrholz

Schritt 1: Schritt 1: Laserschneiden des Gehäuses

Okay, Sie können diesen Teil wirklich jederzeit vor den letzten Schritten tun, aber wenn Sie nicht auf das Trocknen des Klebers warten möchten, tun Sie dies zuerst, während Sie die Elektronik zusammenbauen. Alles sollte auf ein einziges Stück 6x8 Zoll Baltic Birch mit einer Dicke von 3mm passen. Einen Link zur SVG-Datei finden Sie auf dieser Seite. Bitte kontaktieren Sie mich, wenn Sie direkt medizinischem Fachpersonal helfen und keinen Zugang zu einem Laser haben. Wir können etwas ausarbeiten.

Schritt 2: Schritt 2: Gehäuse zusammenbauen

Ich habe das Gehäuse mit Holzleim zusammengebaut, Sie können aber auch CA verwenden, je nach Vorliebe.

Zuerst möchten Sie die beiden Blendenstücke zusammenkleben. Stellen Sie sicher, dass sie perfekt aufeinander ausgerichtet sind, und entfernen Sie jeglichen Kleberaustritt in den Löchern, bevor sie vollständig trocknen. Möglicherweise müssen Sie auch die Schlitze in den beiden Seitenwänden abfeilen, um sicherzustellen, dass diese richtig passen. (Bilder 1 & 2)

Es wird Ihnen das Leben viel leichter machen, wenn Sie eine Pfütze Holzleim auf einem Plastikrest oder einer Plastiktüte ausdrücken und dann mit einem Zahnstocher oder einer Bürste auftragen. Sie werden nicht viel brauchen, also möchten Sie nicht, dass es überall verteilt wird. Als nächstes passen Sie die vordere Öffnung in eine der Seitenwände und kleben Sie die Passflächen zusammen. Anschließend die Bodenplatte einpassen, dabei darauf achten, dass die Klappe nach hinten zeigt, zuletzt die Rückwand einpassen, wobei die eingekerbte Seite nach oben zeigt. (Bilder 3, 4 und 5)

Es müssen nur noch zwei Paneele hineinpassen - die Griffrückwand und dann die Griffbasis. Machen Sie zuerst die Griffrückwand, wobei das Loch zur Oberseite des Geräts zeigt, und schließlich die Griffbasis. Tragen Sie abschließend Klebstoff auf alle oberen Oberflächen auf und passen Sie dann die andere Seitenplatte über alle Laschen an. Klemmen Sie es zusammen und lassen Sie den Kleber mindestens eine Stunde lang aushärten. (Bilder 6, 7 und 8)

Schritt 3: Schritt 3: Montieren Sie Ihre Materialien

In dieser Schaltung ist viel los und das Löten ist ziemlich eng, es lohnt sich also, sich einen Moment Zeit zu nehmen, um alles zu bohren, um sicherzustellen, dass es funktioniert, bevor Sie Änderungen vornehmen, die Sie nicht mehr ausführen können. Das erste Bild ist der Gesamtschaltplan. Wir nutzen die A4- und A5-Pins des Arduino Nano für die i2c-Funktionalität, die 5V- und 3.3V-Pins und einige andere intensiv. (Bild 1)

Löten Sie zuerst den IR-Sensor auf. Wenn Ihr Sensor nicht an einer Platine befestigt ist, müssen Sie Ihre eigenen Anschlüsse an die Leiter löten. Das Datenblatt ist nicht gut darin zu erkennen, ob Sie die Vorder- oder Rückseite des Sensors betrachten. Verwenden Sie daher das kommentierte Foto als Richtlinie und verwenden Sie die Registerkarte als Referenz. Aus Gründen der Konsistenz verwende ich gelbe Drähte für SCL-Verbindungen und Blau für SDA für die i2c-Verbindungen. Löten Sie alle Leiter an einige flexible Drähte und verwenden Sie dann Schrumpfschläuche, um die Anschlüsse zu isolieren. Schneiden Sie die Drähte auf ungefähr 3 Zoll. (Bilder 2 & 3) Als nächstes wollen wir Drähte an das OLED-Display anschließen. Wenn Ihre mit vorinstallierten Header-Pins geliefert wurden, entlöten Sie diese und entfernen Sie sie - wir wollen dauerhafte Lötverbindungen. Verwenden Sie wiederum gelbe Drähte für SCL und blaue für SDA. (Bilder 4 und 5) Wenn Ihr Arduino Nano nicht mit angebrachten Headern geliefert wurde, ist jetzt ein guter Zeitpunkt, einige anzubringen. Verwenden Sie ein Steckbrett, damit sie ausgerichtet bleiben, während Sie sie anlöten. (Bilder 6, 7 und 8)

Schritt 4: Schritt 4: Laden und testen Sie Ihren Code

Wenn Ihr MLX90614-Sensor nicht mit einer angeschlossenen Breakout-Platine geliefert wurde, benötigen Sie einen 0,1uF-Kondensator, um die 3,3-V- und Masseverbindungen zu überbrücken. Stellen Sie sicher, dass es auf Ihrem Steckbrett vorhanden ist, bevor Sie Ihren Stromkreis mit Strom versorgen.

Wenn Ihr Arduino Nano über den CH340-Chipsatz verfügt (Bild 1), müssen Sie möglicherweise bestimmte Treiber installieren, bevor Sie das Board programmieren können. Suchen Sie nach dem Chip auf der Unterseite der Platine. Den Treiber und eine Anleitung zur Installation finden Sie hier:

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

Abhängig von der Version des Boards müssen Sie möglicherweise zwischen den aktuellen Versionen ATmega328P und ATmega328P (alter Bootloader) wechseln. (Bild 2) Wenn Ihr Code erfolgreich geladen wurde, sollten Sie die Temperatur auf dem OLED-Bildschirm sehen. (Bild 3)

Den Code finden Sie unten auf dieser Seite. Es gibt zwei verschiedene Versionen, eine für Fahrenheit und eine für Celsius.

Schritt 5: Schritt 5: Dauerlöten

Ok, beginnen wir mit dem Aufbau einer dauerhaften Schaltung. Beginnen Sie damit, Ihr Perfboard auszumessen. Ich verwende ein Board ohne vorgeschaltete Spuren. Es ist mehr Arbeit, alle Ihre Verbindungen herzustellen, aber es gibt Ihnen ein wenig mehr Flexibilität in Ihrem Layout. Beginnen Sie damit, Ihren Nano in das Perfboard zu legen und ein paar Messungen vorzunehmen, bevor Sie ihn abschneiden. Sie benötigen mindestens drei Reihen von Pins auf der analogen Seite Ihres Boards. Ich dachte, ich sollte eine Reihe auf der anderen Seite offen lassen, aber es stellte sich heraus, dass ich es nicht tat, also habe ich sie schließlich abgeschnitten, um Platz zu sparen. Löten Sie alle Pins auf das Perfboard. Stellen Sie dann die dauerhaften Lötverbindungen für den IR-Sensor her, einschließlich des Kondensators und des Masseanschlusses. Der Sensor sollte über den 3,3-V-Pin mit Strom versorgt werden. (Bilder 1-5) Verdrahten Sie dann den OLED-Sensor. Es kann über den 5V-Pin mit Strom versorgt werden. Fügen Sie dann die Laserdiode hinzu, die direkt von 5 V mit Masse verbunden ist. Schließlich verdrahten Sie den 9-V-Batterieanschluss. Rot ist mit dem Vin-Pin und Masse mit Masse verbunden. Sie können Ihre Batterie anschließen, um zu überprüfen, ob alles ordnungsgemäß funktioniert. (Bilder 6, 7 und 8)

Schritt 6: Schritt 6a: Endmontage (ish)

Jetzt, da Sie Ihre fertige Schaltung gelötet und funktioniert und Ihr Gehäuse gebaut haben, ist es an der Zeit, dieses Ding zusammenzubauen. Das Wichtigste zuerst: Setzen Sie die Laserdiode in das untere, kleinere Loch in der vorderen Blende ein. Dieser sollte bereits fest sitzen, aber es schadet nicht, ihn mit einem Klecks Heißkleber zu befestigen. Bevor Sie zu viel weiter kommen, lassen Sie den 9-V-Batteriestecker mit einem anständigen Stück Draht durch das Loch und in das Griffstück fallen. (Bilder 1-4) Als nächstes passen Sie den IR-Sensor in das größere Loch und befestigen Sie ihn auch mit etwas Heißkleber. Verteile etwas Heißkleber auf der Rückplatte des Gehäuses und klebe damit das Display fest. Sie können etwas zusätzlichen Kleber um die Befestigungslöcher herum verwenden, wenn es sich nicht sicher genug anfühlt. Verwenden Sie schließlich noch ein paar Tropfen Heißkleber, um das Arduino und das Perfboard im Körper des Gehäuses zu befestigen. (Bilder 6-8)

Schritt 7: Schritt 6b: Final_final Assembly

Jetzt, wo im oberen Teil des Gehäuses alles zusammen ist, ist es Zeit, sich auf den unteren Teil zu konzentrieren.

Schneiden Sie das Erdungskabel des 9-V-Batteriesteckers ab und isolieren Sie die Leitungen. Löten Sie sie an die Anschlüsse des Druckknopfes. Führen Sie ihn durch das Loch im Griff, sodass der Knopf nach vorne zeigt, und sichern Sie ihn dann mit der Sicherungsscheibe und der Mutter. (Bilder 1-4) Zum Schluss den Akku anbringen und in die Aussparung im Griff stecken. Sie können es mit etwas Klebeband sichern, wenn Sie es vor dem Herausfallen bewahren möchten. (Bild 5)

Schritt 8: Verwendung und Best Practices

Wahrscheinlich offensichtlicher, aber dennoch absolut notwendiger Haftungsausschluss: DIES IST KEINE MEDIZINISCHE AUSRÜSTUNG UND ICH BIN KEIN HERSTELLER VON MEDIZINISCHEN AUSRÜSTUNG.

Ich bin mit der Genauigkeit und Konsistenz dieses Geräts ziemlich zufrieden, aber wenn Sie damit die Temperaturen von Personen überprüfen, insbesondere jetzt während der Covid-19-Pandemie 2020, nehmen Sie sich die Zeit, sich mit den vom Gerät gemeldeten Temperaturen vertraut zu machen und legen Sie Ihre eigenen Grundlinien fest. Dieses Gerät sollte bestenfalls nicht als Ersatz für ein medizinisches Thermomessgerät verwendet werden. Es sollte verwendet werden, um festzustellen, ob eine Person einer gründlicheren und zuverlässigeren medizinischen Untersuchung unterzogen werden sollte.

Darüber hinaus sollten Sie das Gerät so nah wie möglich an Ihr Motiv heranbringen - idealerweise innerhalb von 2-4 Zoll. Ich habe einen Laser für die Genauigkeit eingefügt, aber der IR-Strahl ist immer noch 12 Grad breit, und Sie möchten, dass Ihr Motiv diesen Strahl so weit wie möglich ausfüllt. Ich hoffe, das hilft Ihnen. Bitte senden Sie mir Feedback, wenn Sie es in der Praxis verwenden, damit ich das Projekt aktualisieren kann. Bleiben Sie sicher, schützen Sie Ihre Familie, unterstützen Sie Ihre Gemeinschaft und machen Sie weiter.