Epektibong gastos sa Thermal Camera: 10 Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:10

• Bumuo ako ng isang aparato na maaaring mai-attach sa isang drone at maaaring live-stream ng isang pinaghalong frame na gawa sa thermographic na imahe na nagpapakita ng thermal radiation at regular na potograpiya na may nakikitang ilaw.
• Ang platform ay binubuo ng isang maliit na solong nakasakay na computer, isang thermal camera sensor, at isang regular na module ng camera.
• Nilalayon ng proyektong ito na suriin ang mga posibilidad ng isang murang platform ng thermal imaging para sa pagtuklas ng mga pinsala sa solar panel na nailalarawan sa pamamagitan ng mga lagda ng init.

Mga gamit

• Raspberry Pi 3B +
• Panasonic AMG8833 grid-eye
• Pi Camera V2
• Laptop na may manonood ng VNC

Hakbang 1: Pag-unlad ng PCB

• Ang board ng PCB para sa Panasonic grid-eye sensor ay maaaring idisenyo sa tulong ng Auto-desk EAGLE.
• Ang.brd file ay binuo katulad ng module ng Adafruit AMG8833 na may bahagyang pagbabago
• Pagkatapos ang PCB ay maaaring mai-print sa mga tagagawa ng PCB at ginamit ko ang pcbway.com, kung saan ang aking unang order ay ganap na walang bayad.
• Nalaman ko na ang paghihinang ng PCB ay ganap na naiiba mula sa paghihinang na alam ko na kasangkot dito ang mga naka-mount na aparato, kaya't nagpunta ako sa isa pang tagagawa ng PCB at nakuha ang aking PCB na solder sa sensor.

Hakbang 2: Devopment ng Software

• Ang code ay nakasulat sa Thonny, isang python Integrated Development Environment.
• Ang pamamaraan sa likod ng proyekto ay upang ikonekta ang pi camera at mai-install ang nauugnay na software.
• Ang susunod na hakbang ay upang ikonekta ang thermal sensor upang itama ang mga GPIO pin at i-install ang Adafruit Library para sa paggamit ng sensor.
• Naglalaman ang Adafruit library ng script para sa pagbabasa ng sensor at pagmamapa ng mga temperatura sa mga kulay gayunpaman, hindi maipatupad ang paglipat ng mga imaheng nilikha nito
• Samakatuwid ang code ay muling isinulat sa isang format na sumusuporta sa pagproseso ng imahe, higit sa lahat para sa pagsasama-sama ng dalawang mga frame.

Hakbang 3: Pagbasa ng Mga Sensor

• Upang makolekta ang data mula sa thermal camera ADAFRUIT library ay ginamit, na nagpapahintulot sa reasy reasing ng mga sensor na may mga readpixels ng command (), na bumubuo ng isang array na naglalaman ng mga temeprature sa degree Celsius na sinusukat mula sa mga sensor na magkahiwalay na elemento.
• Para sa Pi camera, ang function command picamera.capture () ay bumubuo ng isang imahe na may tinukoy na format ng file ng output
• Upang maiangkop ang mabilis na pagproseso ng isang mas mababang resolusyon ay nakatakda sa 500 x 500 pixel

Hakbang 4: Pag-setup ng Thermal Sensor

• Una, kailangan naming i-install ang Adafruit Library at mga python package
• Buksan ang prompt ng utos at patakbuhin: sudo apt-get update na mag-a-update sa iyo Pi
• Pagkatapos ay i-isyu ang utos: sudo apt-get install -y build-essential python-pip python-dev python-smbus git
• Pagkatapos ay patakbuhin: git clone https://github.com/adafruit/Adafruit_Python_GPIO…. Na mag-download ng Adafruit package sa iyong Raspberry Pi
• Lumipat sa loob ng direktoryo: cd Adafruit_Python_GPIO
• At i-install ang pag-set up sa pamamagitan ng pagpapatakbo ng utos: sudo python setup.py install
• Ngayon i-install ang scipy at pygame: sudo apt-get install -y python-scipy python-pygame
• Panghuli, i-install ang color library sa pamamagitan ng pag-isyu ng utos: sudo pip install color Adafruit_AMG88xx

Hakbang 5: Paganahin ang I2C Interface

• I-isyu ang utos: sudo raspi-config
• Mag-click sa mga advanced na pagpipilian at piliin ang I2C at pagkatapos ay paganahin ito at piliin ang Tapusin
• I-reboot ang Pi upang matagumpay na paganahin ang I2C
• Tiyaking pinagana mo rin ang mga interface ng Camera at VNC

Hakbang 6: Mga kable ng Sensor at Camera

• Dapat mong ikonekta lamang ang 4 na mga pin ng AMG8833 sa Pi at iwanan ang IR pin.
• Ang 5V supply at ground ay maaaring konektado sa GPIO pin 1 at 6
• Ang SDA at SCL ay naka-wire upang i-pin ang 4 at 5 ng Pi.
• Mag-login sa raspberry kasama si ssh
• patakbuhin: sudo i2cdetect -y 1
• Dapat mong makita ang "69" sa ika-9 na haligi kung hindi mayroong ilang mga isyu sa mga kable ng sensor na may Pi.
• Panghuli ikonekta ang pi camera v2 sa puwang ng camera sa raspberry pi

Hakbang 7: Heat Mapping

• I-isyu ang utos: git clone
• Lumipat sa direktoryo Adafruit_AMG88xx_python / mga halimbawa
• maglabas ng utos: sudo python thermal_cam.py
• Inilakip ko ang code para sa pagmamapa ng init ng AMG8833 sa ibaba.

Hakbang 8: Pagpoproseso ng Larawan

• Pagmamapa ng Temperatura
  1. Upang mailarawan ang thermal data, ang mga halaga ng temperatura ay nai-map sa isang gradient ng kulay, mula sa asul hanggang pula kasama ang lahat ng iba pang mga kulay sa pagitan
  2. Kapag pinasimulan ang sensor, ang pinakamababang temperatura ay nai-map sa 0 (Blue) at ang pinakamataas na temperatura sa 1023 (Pula)
  3. Ang lahat ng iba pang mga temperatura sa pagitan ay inaatasan ng mga nagkakaugnay na halaga sa loob ng agwat
  4. Ang output ng sensor ay 1 x 64 array na kung saan ay resize sa isang matrix.

• Interpolasyon

  1. Ang resolusyon ng Thermal sensor ay medyo mababa, 8 x 8 pixel, kaya ginagamit ang cubic interpolation upang madagdagan ang resolusyon sa 32 x 32 na magreresulta sa matrix na 16 beses na mas malaki
  2. Gumagana ang interpolation sa pamamagitan ng pagbuo ng mga bagong puntos ng data sa pagitan ng isang hanay ng mga kilalang puntos subalit bumababa ang kawastuhan.

• Mga numero sa mga imahe

  1. Ang mga bilang na mula 0 hanggang 1023 sa 32 x 32 matrix ay na-convert sa decimal code sa modelo ng kulay na RGB.
  2. Mula sa decimal code, madali itong makabuo ng imahe gamit ang isang pagpapaandar mula sa silid-aklatan ng SciPy

• Nagbabago ang laki sa anti-aliasing

  1. Upang baguhin ang laki ng 32 x 32 na imahe sa 500 x 500 upang maitugma ang resolusyon ng Pi camera, ginagamit ang PIL (Python Image Library).
  2. Mayroon itong filter na anti-aliasing na magpapadulas ng mga gilid sa pagitan ng mga pixel kapag pinalaki

• Transparent na overlay ng Imahe

  1. Ang digital na imahe at imahe ng init ay pinaghalo sa isang pangwakas na imahe na idinagdag ang mga ito na may 50% transparency bawat isa.
  2. Kapag ang mga imahe mula sa dalawang sensor na may parallel na distansya sa pagitan nila ay fuse, hindi nila ito ganap na magkakapatong
  3. Sa wakas, ang mga hakbang sa Minimum at Maximum na Temperatura ng AMG8833 ay ipinapakita na may ipinapakitang overlaying na teksto

Hakbang 9: Code at Mga File ng PCB

Inilakip ko ang pagsubok at pangwakas na code para sa proyekto sa ibaba

Hakbang 10: Konklusyon

• Sa gayon ang isang thermal Camera ay binuo kasama ang Raspberry Pi at AMG8833.
• Ang huling video ay na-embed sa post na ito
• Mapapansin na ang temperatura ay nagbabago kaagad habang nakakakuha ako ng mas magaan malapit sa pag-set up at ang apoy ng lighter ay tumpak na napansin ng sensor.
• Samakatuwid ang proyektong ito ay maaaring karagdagang binuo para sa pagtuklas ng lagnat sa mga taong pumapasok sa isang silid na makakatulong sa krisis sa COVID19 na ito.