Имагер то сам уради. Топлотна камера из фотоапарата. Принцип рада камере

О таквом уређају као што је термичка камера, данас су сви вероватно чули. Изузетак ће можда бити само мала дјеца. Друга ствар је да они који су видели овај уређај "живи" нису толико много, они који су га држали у рукама - а још више. Али има и оних који не само да су задржали, већ су створили и сопствену "кућну" верзију термалне камере. Међутим, без обзира на категорију коју сматрате, наш чланак ће вам ионако бити занимљив. Неупућени ће моћи да разумеју принцип рада имагер-а, а искусни и асови ће открити нове могућности за себе. Али хајде да све средимо.

Уређај за топлотно снимање, као уређај за мерење температуре површина бесконтактном методом, може значајно олакшати живот представницима многих професија. Првобитно измишљен за војне сврхе, овај прилично сложен и скуп уређај сада се успјешно користи у већини области деловања особа На пример, у индустрији - за контролу термичких промена током технолошких процеса; у медицини - за дијагностику болести; приликом лова на птице и животиње; у грађевинарству - за идентификацију подручја пропуштања топлине или, обрнуто, мјеста за полагање цијеви. А ово није комплетна евиденција о овом уређају.

Врсте уређаја

Топлотна камера - тако захтевана и мултифункционални уређај који има две технолошке опције:

• Стационарно. Уређаји у овој категорији пројектовани су за употребу у индустријским постројењима у сврху праћења технолошких процеса. Систем за хлађење азотом је прилично честа опрема са којом је опремљен сличан термални уређај. Карактеристике радне температуре су прилично импресивне: од -40 до +2000 ° Ц. Основа ових система су, по правилу, уређаји састављени на матрицама полупроводничких фотодетектора.

• Преносиви (преносиви). Иновативни развоји омогућили су да се удаљи од употребе гломазна расхладна опрема, прешавши на производњу термичких камера заснованих на нехлађеним силиконским микроболометрима. Такви уређаји су својствени свим предностима њихових претходника, који укључују, на примјер, мали температурни корак у мјерењу (0.1 ° Ц). Такође је могуће користити термалну камеру ове класе за сложени рад на процени, који захтева и једноставност употребе и преносивост уређаја. Многи преносни термални апарати имају могућност повезивања са ПЦ-јем за брзу обраду података.

Употреба термалног снимка у одређеном подручју намеће одређене отиске на жељене карактеристике перформанси овог уређаја. Стога, пре куповине овог уређаја, треба да процените његове услове коришћења. Помоћи ће вам у овом упутству. Тхермал имагер Набављен без правилног упознавања са правилима рада, можда не одговара вашим потребама. На пример, термички апарати који се користе у лову треба да имају тело отпорно на ударце, са степеном заштите који није нижи од ИП54.

Пожељно је да се ради о моноблок дизајну са приказом на тражилу и ЛЦД екрану. А видљиви опсег ловачких термалних снимака треба да достигне 1500 м, док у грађевинској индустрији такви захтеви нису наметнути топлотним снимцима.

Принцип рада камере

Рад камере се заснива на способности било којег објекта да генерише топлотно зрачење (инфрацрвено зрачење), чији интензитет директно зависи од температуре објекта. Фотоапарат снима инфрацрвене зраке на великим удаљеностима, претварајући их у људски читљив облик. Разлика у топлотном зрачењу различитих објеката омогућава вам да видите рељефе у мраку, као и хладне или топле потоке. У овом случају, црвена боја означава подручја највеће температуре, црну или плаву - подручја ниске температуре.

Треба схватити основну разлику између уређаја као што су термални уређај и уређај за ноћни вид. Разлика је у њиховој способности да виде у мраку. Уређај за пренос слике преноси сопствено инфрацрвено зрачење објеката, док уређај за ноћно гледање рефлектује и појачава зрачење других објеката. То јест, могуће је извршити функције уређаја за ноћни вид с термалном сликом, али изградња топлинске мапе помоћу уређаја за ноћни вид не.

Алгоритам рада уређаја за снимање састоји се од три фазе:

1. Фиксација инфрацрвеног зрачења.
2. Конвертовање у температурне вредности.
3. Формирање термограма - термичка слика објекта, приказивање расподеле температуре на површинама објеката.

Штавише, ове акције се дешавају одмах.

Упркос прилично компликованом принципу рада термалне камере, шема преносног уређаја није превише гломазна.

Међутим, имајте на уму да је за довољно јасноћу слике на екрану потребно присуство специјалне оптике, са додатком германијума. То је оно што диктира високу цену професионалних уређаја. Њихова цена се израчунава у хиљадама, а понекад и на десетине хиљада долара. Слажем се, прилично велика количина.

Огромне могућности термовизијских камера дуго су инспирисале многе младе људе на идеју да сами направе овај уређај. И на срећу, постоје начини да направите термалну фотографију сопственим рукама и избегнете тако импресивне трошкове. Наравно, ако не намеравате да користите уређај у професионалне сврхе.

Три опције за имплементацију имагер-а код куће, дајемо у наставку - изаберите који желите више. Сензори за термалне снимке и друге елементе уређаја могу се набавити на полици.

Опција број 1. Термална камера то ради сама од камере

Ова метода се заснива на чињеници да су у почетку матрице свих камера савршено фиксиране инфрацрвено зрачење што је, у ствари, неопходно за рад термалне камере. Друга ствар је да произвођачи фото опреме направе уређаје да виде исту ствар као и људско око. Да би се то урадило, испред матрице се налази посебан филтер који апсорбује или рефлектује практично сво ИР зрачење - „термичко огледало“ или вруће огледало. Захваљујући овом филтеру, крива осјетљивости матрице постаје слична кривуљи осјетљивости људског ока. Због тога је лако направити термалну фотографију властитим рукама из фотоапарата, потребно је само извести двије акције - уклонити филтере топлине из фотоапарата и умјесто тога инсталирати видљиви филтер спектра. Међутим, као што пракса показује, ово друго није увијек потребно.

Опсег самоуправљане термалне камере

Да ли је могуће користити термоагрегат направљен на овај начин за домаће потребе? Фулл Да ли ће таква топлотна камера бити погодна за градњу или, на примјер, за лов? То је вероватно. У сваком случају, љубитељи рекреације на отвореном ће сигурно волети такав уређај. Њиме можете контролисати приближавање животиња вашем кампу ноћу, као и маглу или облаке прашине како бисте потражили изгубљене чланове групе.

Ако имате непотребан СЛР на располагању, око 40 УСД за ИР филтер, жељу и могућност растављања фотоапарата, онда треба да испробате ову опцију.

Опција број 2. Сама термална камера инфрацрвени термометар и Ардуино плоче

Идеја овог метода је веома једноставна. Да бисте сопственим рукама направили термалну камеру, потребан вам је јефтин инфрацрвени термометар - ово је уређај који може да измери температуру одређене тачке у простору на краткој удаљености и Ардуино плочу, преко које је повезујемо са РГБ-ЛЕД лампама.

Ардуино плоча је софтверски и хардверски алат дизајниран за непрофесионалне кориснике за изградњу једноставних система у области аутоматизације и роботике.

Програмирамо систем тако да светло лампе обоји у различитим бојама у зависности од очитања термометра. Направимо традиционално да топлота одговара црвеној боји, а ниска плавој. Тако, усмеравајући светиљку са уграђеним термометром на било који објекат, ми аутоматски означавамо овај објекат одговарајућом бојом, у зависности од њене температуре. Ако на овај сет додате камеру, нећете моћи само да видите температуру површина око себе у боји, већ и да добијете слике које нису лошије од оних које вам и најскупљи термовизијски снимци дозвољавају да видите.

Где могу да користим термалну камеру?

Наравно, такви уређаји нису исто што и термални фотоапарати за лов. Тешко је властитим рукама направити снажан уређај. Међутим, представљена опција може бити веома корисна за домаће потребе, поготово зато што трошкови овог дизајна који је сам направио није већи од 50 долара.

Опција број 3. Побољшана домаћа термичка камера за снимање статичких објеката

Његов развој долази од два немачка студента, Мака Риттера и Марка Цолеа. Ови млади становници града Минделхеима измислили су уређај који је био прилично једноставан за производњу и добио награду за 2010. на научном и техничком форуму.

Уређај се састоји од два серво погона (за хоризонтално и вертикално померање), Ардуино контролера (одговоран за обраду сигнала и пренос података на ПЦ), модул прокимити сенсор температуре (нпр. МЛКС90614-БЦИ), ласерски модул или ласерски показивач (означава подручје скенирања), кућиште и веб камеру. Такође ће вам требати два 4.7 кΩ отпорника и статив.

Камера игра улогу необичног тражила у подручју скенирања, као и изворне слике, свака јефтина веб камера може носити ову улогу (што је мања, то боље).

Подаци које генерише сензор могу се очитати помоћу СМБус и ПВМ магистрала. Наш случај такође омогућава употребу сензора са БЦИ индексима. 3В напајање. Индекс БЦИ означава тип фактора облика са млазницом која пружа уски угао гледања од 5 °.

Скупштина

• Ардуино плочу стављамо у кућиште са одељком за батерије.
• Сервомотор фиксирамо помоћу суперлека или епоксида у предњем празном простору плоче.
• Други сервомотор стављамо у ротациони уређај и причвршћујемо целу структуру.
• Повежите инфрацрвени термометар са Ардуино, повезујући за ово Земљу са ГНД, СДА на ПИН4 ВИН на 3.3В и СЦЛ на ПИН5. Такође инсталирајте 4,7 кΩ отпорник спајањем СДА на 3.3В и СЦЛ на 3.3В.
• Повезујемо ласерску картицу или ласерски показивач. Ово је да бисте пратили где се скенирање тренутно одвија.
• Инсталирајте веб камеру тако да се њен правац тачно подудара са правцем ИР сензора и ласера.

И то је све. Направили сте термалну слику својим рукама!

За шта ће се уклопити

Процес скенирања објекта и издавање топлотне мапе траје око минут, јер сензор скенира будућу слику тачку по тачку. То је, наравно, апсолутно бескорисно за ловачки процес. Међутим, ова домаћа термичка камера за грађевинске и друге поправке ће бити од велике помоћи. На пример, може се користити као метода испитивања за грејање електричних прикључака или склопова за напајање. Уређај омогућава не само да се види термограм, већ и квантитативне вредности температура.

Поред спорог рада имагер има још један недостатак - тврди клин на ПЦ, што га чини слабо мобилним. Али у неким случајевима, могућности уређаја и његова цена су потпуно оправдани - за све компоненте ћете морати да платите не више од 200 и. е.

Закључци

Из варијанти монтаже импровизованих термичких снимака које смо описали, предлажу се два закључка:

1. Сасвим је могуће сами направити термални уређај.
2. Самостални термални апарат има веома уски опсег.

Стога, ако вам је потребна термичка камера за глобалне потребе, вредно је одлагати експерименте и улагати у висококвалитетну опрему. Свако ко само воли да дизајнира, а ко је у потпуности задовољан са могућностима домаћих производа, можете дати савете - сакупити, експериментисати, и можда ће бити могуће да надмашите достигнућа самоусављених опција које смо описали и креирате много напредније термалне камере за лов властитим рукама. Даре!

Они који нису посебно пријатељски са лемилицом и одвијачем, али воле да проводе вријеме у природи, као и они који у професионалне сврхе могу користити визуализацију температурних својстава објеката у распону од 0 до 100 ° Ц, препоручује се да обратите пажњу на готову полупрофесионалну опрему. На пример, на паметним телефонима са Флир Оне топлотном сликом.

Ови уређаји могу добро служити ловцима и екстремним путницима, јер су погодни, покретни, способни за рад на температурама од 0 до 45 ° Ц и високој атмосферској влази. И док се трошкови таквог уређаја не разликују много од трошкова свих врста домаће производње.