लागत प्रभावी थर्मल कैमरा: 10 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:19

• मैंने एक ऐसा उपकरण विकसित किया है जिसे ड्रोन से जोड़ा जा सकता है और थर्मल विकिरण और दृश्य प्रकाश के साथ नियमित फोटोग्राफी दिखाते हुए थर्मोग्राफिक छवि से बने मिश्रित फ्रेम को लाइव-स्ट्रीम कर सकता है।
• प्लेटफ़ॉर्म में एक छोटा सिंगल-बोर्डेड कंप्यूटर, एक थर्मल कैमरा सेंसर और एक नियमित कैमरा मॉड्यूल होता है।
• इस परियोजना का उद्देश्य सौर पैनल में नुकसान का पता लगाने के लिए कम लागत वाले थर्मल इमेजिंग प्लेटफॉर्म की संभावनाओं की जांच करना है, जो गर्मी हस्ताक्षरों की विशेषता है।

आपूर्ति

• रास्पबेरी पाई 3बी+
• पैनासोनिक AMG8833 ग्रिड-आई
• पाई कैमरा V2
• वीएनसी व्यूअर वाला लैपटॉप

चरण 1: पीसीबी विकास

• पैनासोनिक ग्रिड-आई सेंसर के लिए पीसीबी बोर्ड को ऑटो-डेस्क ईगल की मदद से डिजाइन किया जा सकता है।
• .brd फ़ाइल थोड़े संशोधनों के साथ Adafruit AMG8833 मॉड्यूल के समान विकसित की गई है
• फिर पीसीबी को पीसीबी निर्माताओं के साथ प्रिंट किया जा सकता है और मैंने pcbway.com का इस्तेमाल किया, जहां मेरा पहला ऑर्डर पूरी तरह से मुफ्त था।
• मैंने पाया कि पीसीबी सोल्डरिंग सोल्डरिंग से पूरी तरह से अलग था क्योंकि मुझे पता था कि इसमें सतह पर लगे डिवाइस शामिल हैं, इसलिए मैं एक अन्य पीसीबी निर्माता के पास गया और अपने पीसीबी को सेंसर के साथ मिला दिया।

चरण 2: सॉफ्टवेयर विकास

• कोड थोनी, एक अजगर एकीकृत विकास पर्यावरण में लिखा गया है।
• परियोजना के पीछे की प्रक्रिया पीआई कैमरा कनेक्ट करना और संबंधित सॉफ़्टवेयर स्थापित करना था।
• अगला कदम जीपीआईओ पिन को सही करने के लिए थर्मल सेंसर को जोड़ना और सेंसर का उपयोग करने के लिए एडफ्रूट लाइब्रेरी स्थापित करना था।
• एडफ्रूट लाइब्रेरी में सेंसर को पढ़ने और तापमान को रंगों में मैप करने के लिए स्क्रिप्ट थी, हालांकि, इसके द्वारा बनाई गई चलती छवियों को लागू नहीं किया जा सका
• इसलिए मुख्य रूप से दो फ़्रेमों को एक साथ फ़्यूज़ करने के लिए, छवि प्रसंस्करण का समर्थन करने वाले प्रारूप में कोड को फिर से लिखा गया था।

चरण 3: सेंसर पढ़ना

• थर्मल कैमरा से डेटा एकत्र करने के लिए ADAFRUIT लाइब्रेरी का उपयोग किया गया था, जो कमांड रीडपिक्सल () के साथ सेंसर को फिर से आसान बनाने की अनुमति देता है, सेंसर से अलग तत्वों से मापा गया डिग्री सेल्सियस में टेम्परेचर युक्त एक सरणी उत्पन्न करता है।
• पाई कैमरे के लिए, फ़ंक्शन कमांड picamera.capture() निर्दिष्ट आउटपुट फ़ाइल स्वरूप के साथ एक छवि उत्पन्न करता है
• तेजी से प्रसंस्करण के अनुरूप कम रिज़ॉल्यूशन को 500 x 500 पिक्सेल पर सेट किया गया था

चरण 4: थर्मल सेंसर सेटअप

• सबसे पहले, हमें एडफ्रूट लाइब्रेरी और पायथन पैकेज स्थापित करना होगा
• कमांड प्रॉम्प्ट खोलें और चलाएं: sudo apt-get update जो आपको अपडेट करेगा Pi
• फिर आदेश जारी करें: sudo apt-get install -y बिल्ड-आवश्यक अजगर-पाइप अजगर-देव अजगर-smbus git
• फिर चलाएँ: git क्लोन https://github.com/adafruit/Adafruit_Python_GPIO…. जो आपके रास्पबेरी पाई के लिए एडफ्रूट पैकेज डाउनलोड करेगा
• निर्देशिका के अंदर ले जाएँ: cd Adafruit_Python_GPIO
• और कमांड चलाकर सेटअप इंस्टॉल करें: sudo python setup.py install
• अब scipy और pygame स्थापित करें: sudo apt-get install -y python-scipy python-pygame
• अंत में, कमांड जारी करके कलर लाइब्रेरी स्थापित करें: sudo pip install color Adafruit_AMG88xx

चरण 5: I2C इंटरफ़ेस को सक्षम करना

• आदेश जारी करें: sudo raspi-config
• उन्नत विकल्पों पर क्लिक करें और I2C चुनें और फिर इसे सक्षम करें और समाप्त करें चुनें
• I2C को सफलतापूर्वक सक्षम करने के लिए पाई को रीबूट करें
• सुनिश्चित करें कि आपने कैमरा और वीएनसी इंटरफेस को भी सक्षम किया है

चरण 6: सेंसर और कैमरा को तार देना

• आपको AMG8833 के केवल 4 पिन को Pi से जोड़ना चाहिए और IR पिन को छोड़ देना चाहिए।
• 5V आपूर्ति और जमीन को GPIO पिन 1 और 6. से जोड़ा जा सकता है
• एसडीए और एससीएल को पीआई के 4 और 5 पिन करने के लिए तार दिया जाता है।
• ssh. के साथ रास्पबेरी में लॉगिन करें
• रन: sudo i2cdetect -y 1
• आपको 9वें कॉलम पर "69" देखना चाहिए, अगर सेंसर को पाई के साथ वायरिंग करने में कोई समस्या नहीं है।
• अंत में pi कैमरा v2 को रास्पबेरी पाई में कैमरा स्लॉट से कनेक्ट करें

चरण 7: हीट मैपिंग

• आदेश जारी करें: git क्लोन
• निर्देशिका में ले जाएँ Adafruit_AMG88xx_python/example
• आदेश जारी करें: सुडो पायथन थर्मल_कैम
• मैंने नीचे हीट मैपिंग AMG8833 के लिए कोड संलग्न किया है।

चरण 8: छवि प्रसंस्करण

• तापमान मानचित्रण

  1. थर्मल डेटा की कल्पना करने के लिए, तापमान मानों को एक रंग ढाल में मैप किया जाता है, जो नीले से लाल तक के बीच में अन्य सभी रंगों के साथ होता है।
  2. जब सेंसर शुरू किया जाता है, तो न्यूनतम तापमान 0 (नीला) और उच्चतम तापमान 1023 (लाल) पर मैप किया जाता है।
  3. बीच में अन्य सभी तापमानों को अंतराल के भीतर सहसंबद्ध मान दिया जाता है
  4. सेंसर आउटपुट 1 x 64 सरणी है जिसे मैट्रिक्स में बदल दिया गया है।

• प्रक्षेप

  1. थर्मल सेंसर का रिज़ॉल्यूशन काफी कम है, 8 x 8 पिक्सल, इसलिए क्यूबिक इंटरपोलेशन का उपयोग रिज़ॉल्यूशन को 32 x 32 तक बढ़ाने के लिए किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप मैट्रिक्स 16 गुना बड़ा होता है।
  2. इंटरपोलेशन ज्ञात बिंदुओं के एक सेट के बीच नए डेटा बिंदुओं का निर्माण करके काम करता है हालांकि सटीकता कम हो जाती है।

• छवियों के लिए संख्या

  1. 32 x 32 मैट्रिक्स में 0 से 1023 तक की संख्याएं आरजीबी रंग मॉडल में दशमलव कोड में परिवर्तित हो जाती हैं।
  2. दशमलव कोड से, SciPy लाइब्रेरी से फ़ंक्शन के साथ छवि उत्पन्न करना आसान है

• एंटी-अलियासिंग के साथ आकार बदलना

  1. 32 x 32 छवि का आकार 500 x 500 करने के लिए पाई कैमरा के रिज़ॉल्यूशन से मेल खाने के लिए, PIL (पायथन इमेज लाइब्रेरी) का उपयोग किया जाता है।
  2. इसमें एंटी-अलियासिंग फिल्टर है जो बड़ा होने पर पिक्सल के बीच के किनारों को चिकना कर देगा

• पारदर्शी छवि ओवरले

  1. डिजिटल इमेज और हीट इमेज को फिर एक अंतिम इमेज में मिला दिया जाता है, जिसमें से प्रत्येक को 50% पारदर्शिता के साथ जोड़ा जाता है।
  2. जब दो सेंसर के बीच की समानांतर दूरी वाली छवियों को फ़्यूज़ किया जाता है, तो वे पूरी तरह से ओवरलैप नहीं होंगे
  3. अंत में, AMG8833 द्वारा न्यूनतम और अधिकतम तापमान माप डिस्प्ले पर ओवरलेइंग टेक्स्ट के साथ प्रदर्शित होता है

चरण 9: कोड और पीसीबी फ़ाइलें

मैंने नीचे दी गई परियोजना के लिए परीक्षण और अंतिम कोड संलग्न किया है।

चरण 10: निष्कर्ष

• इस प्रकार रास्पबेरी पाई और एएमजी8833 के साथ एक थर्मल कैमरा बनाया गया है।
• इस पोस्ट में अंतिम वीडियो एम्बेड किया गया है
• यह देखा जा सकता है कि जैसे ही मुझे सेटअप के पास लाइटर मिलता है, तापमान तुरंत बदल जाता है और सेंसर द्वारा लाइटर की लौ का सटीक पता लगा लिया जाता है।
• इसलिए इस परियोजना को एक कमरे में प्रवेश करने वाले लोगों में बुखार का पता लगाने के लिए और विकसित किया जा सकता है जो इस COVID19 संकट में बहुत मददगार होगा।