Je možné vyrobit termokameru svépomocí?

Sledujte autora, pokud se vám jeho publikace líbí. Poté budete dostávat upozornění na jeho nové články.

V profilu autora se můžete kdykoli odhlásit z odběru upozornění.

Článek se týká tiskáren:

Každý, kdo někdy opravoval cokoliv elektronického, ví, jak obtížné může být někdy diagnostikovat závadu na desce plošných spojů na základě zahřívání součástek. Každý, kdo zatepluje byt, ví, jak těžké je někdy najít průvan ve spárách. Řešením by mohla být termokamera – zařízení pro prohlížení snímků v infračervené oblasti. Víceméně profesionální modely jsou ale dost drahé a já osobně zatím nezvedám ruku, abych si koupil situační položku za relativně vážnou cenu. Řešení bylo nalezeno ve vytvoření levné domácí termokamery pomocí oblíbeného snímače MLX90640 s rozlišením . A pokud to nestačí, měli byste přemýšlet o serióznějším zařízení.

Každá termokamera samozřejmě usnadňuje život, ale pro mě je důležité mít z kamery doplňkový snímek v normálním spektru. V případě nízkého rozlišení je to obzvláště důležité, protože může být obtížné rozeznat obsah obrázku. A tak jsem si dal pauzu od průmyslových modelů a rozhodl jsem se vyrobit termokameru ve tvaru set-top boxu telefonu.

Za prvé, set-top box je kompaktní (externí zdroj místo baterie) a jednoduchý v návrhu obvodů a za druhé výrazně snižuje náklady na konstrukci a snižuje zatížení procesoru řadiče (žádné zobrazení a zpracování obrazu na telefon). Na YouTube jsem viděl vynikající projekt termokamery, ale bohužel přišel pouze s baterií.

Vzhledem k tomu, že rozumím programování mikrokontrolérů, rozhodl jsem se, že se nebudu příliš rozčilovat a předělám tento projekt pro sebe. Projekt také používal poměrně drahou verzi desky esp32, kterou jsem se okamžitě rozhodl nahradit WeMos za 200 rublů (a nedávno esp32 stál 150). Proč platit víc? Objednal jsem stejný senzor jako v autorově projektu, ale se širokým pozorovacím úhlem (110 stupňů oproti 55) a začal jsem čekat na objednávku a současně analyzoval autorův projekt.

Navzdory tomu, že se mi tento přístup obecně líbil, byl projekt vyříznut pro prostředí Eclipse (a já pracuji v PlatformIO VSCodium), měl objemný kód pro vykreslování a maximální počet snímků za sekundu, které procesor dokázal zpracovat, byl 16 Z těchto parametrů jsem byl zoufalý, stejně jako zjištění, že velká část uživatelského rozhraní bude muset být předělána. A selhalo i hledání projektů s přenosem obrazu přes USB. Obecně byl projekt poslán do „úkrytu“ a „do lepších časů“, dokud jednoho dne.

Při bloudění po repozitářích Git jsem narazil na jeden zajímavý projekt, který mě předtím nezaujal. Byla to termokamera na mém senzoru, s mojí koncepcí minimálních obvodů, ale s mnohem dražšími moduly od SparkFun. A obraz byl přenášen přes webové rozhraní, o kterém jsem nepřemýšlel (https://github.com/blackcj/esp32-thermal-camera). “Perfektní!” Pomyslel jsem si: “Na tom je potřeba zapracovat.” Projekt byl napsán pro ArduinoIDE, ale to nebyl vůbec problém, protože PlatformIO podporuje import takových projektů.

Rychle jsem dal dohromady sendvič z prkénka s kamerou a jejím postrojem a WeMos Lolin32. Schéma zapojení uvedené v datovém listu senzoru je poměrně jednoduché.

Další věc je, že z nějakého důvodu používá 2 různé zdroje, což ve skutečnosti není vůbec nutné, a navíc tvrdí, že funguje bez připojení napájecího pinu a přijímání z I2C. Snímač nebylo možné takto nastartovat, a tak jsem veškerý výkon zcela standardně zapojil do vestavěného 3.3voltového stabilizátoru, což dalo výborný výsledek.

Všechno se ukázalo být lepší, než i naše nejdivočejší očekávání. Projekt začal během okamžiku a obraz byl přenášen přes zásuvku do počítače, do telefonu a dokonce do všech najednou! Vytiskněte tělo a máte hotovo! Zdálo se, že vše, projekt byl úspěšně dokončen v co nejkratším čase a bez investic. Ale ukázalo se, že radost byla trochu předčasná.

Již jsem zmínil, že pro mě byl důležitý tvarový faktor konzole. Ale nejen kvůli jednoduchosti. Tento tvarový faktor umožňuje porovnat snímky z termokamery a telefonu. Ale k tomu potřebujete aplikaci a já nevím, jak psát pro Android (a nechci). Našlo se však východisko. Všechna zařízení Android starší než 7 mají Split Screen™. To znamená, že na jedné obrazovce můžete otevřít 2 aplikace nad sebou.

Co když otevřete prohlížeč s termokamerou a kamerou na stejné obrazovce? Přesně tak, bude to, co bylo požadováno. A vzhledem k nízkému rozlišení snímače nedochází ani k výrazné ztrátě kvality obrazu. Zde ale začaly problémy s kódem termokamery.

Faktem je, že stránka, kterou termokamera odeslala uživateli, sama nezměnila velikost kvůli změnám v okně. To nic, protože obrázek lze v prohlížeči zkomprimovat ručně, ale spodní část, kde se zobrazují teplotní limity obrázku, se na obrazovku nevejde. To je nepohodlné, protože teplotní stupnice je adaptivní. Nezbývá než se buď podívat na celý obrázek, ale bez teplotních limitů, nebo schválně odříznout horní část, aby byly teplotní limity dodrženy, nebo zběsile švihat nahoru a dolů. Obecně jsem se rozhodl, že takové berličky jsou pro mě nepřijatelné, a pospíšil jsem si napsat vlastní. Ale to, co jsem viděl v síťovém kódu projektu, mě šokovalo.

Zde je kód stránky. Nespěchejte se smíchem!

Ano, toto je jednořádkový kód webové stránky. za co? Je to jednoduché – překladač nerozumí zalomení řádků (klávesa Enter) v řádku (proměnná C++). V této podobě se s tím nedalo pracovat, tak jsem tento kód přenesl do online nástroje a automaticky do něj přidal všechny odrážky. VSCodium uměl jen tohle.

Pokud něco, řádek 26 je ve skutečnosti toto

Ve skutečnosti jsem s front-endem zadobře, takže už tak zábavné úpravy kódu se změnily v naprosté mučení. Asi nebudu popisovat, co je za co zodpovědné (o tom ten zdroj není). Řeknu jen, že jsem přidal zobrazení značek pro nejnižší a nejvyšší teploty, zobrazení teploty ve středu obrazovky (pyrometr) a stupnici s teplotními limity, která se zobrazí pouze na telefonu při svislém rozdělení obrazovky . Upřímně řečeno, byl to jeden z nejhorších zážitků s programováním, jaké jsem kdy měl. Neustále převádět kód do jednořádkového formátu a zpět pro testování. Nemluvme však o smutných věcech.

Opravena byla také zajímavá chyba, kvůli které se do konzole sypaly hlášky o nepřipojeném displeji a zatěžovaly také procesor. Ale v projektu není žádný displej! Teoreticky ne, ale prakticky je to naznačeno i v závislostech úložiště. Po úplném vyříznutí kódu, který ovládá displej. chyby zmizely a nic se nerozbilo. Historie mlčí o tom, k čemu tento kód byl.

Takže po dokončení hlavní části zbývá jen vyrobit tělo. Podobných termokamer je na trhu mnoho a myšlenka není nová. Ale! Všechny přílohy jsou standardní a jsou připevněny na spodní straně telefonu, zatímco fotoaparát telefonu je nahoře a posun obrazu je poměrně výrazný. Kvůli všestrannosti to můžete tolerovat, ale dělám to pro sebe. Rozhodl jsem se tedy vzít model pouzdra z Thingiverse a přesně ho vystřihnout tak, aby pasoval na snímač otisků prstů. Museli jsme to udělat také zvenčí ploché.

Dále jsem změřil desku termokamery a kameru a vyrobil vlastní tělo přístroje. Ke skříni se připevňuje třemi šrouby M2.

Obrovská díra v pouzdře je viditelná pouhým okem. Toto je záslepka pro modul logického analyzátoru nebo osciloskopu. Ještě jsem se nerozhodl, který upgrade je pro mě důležitější. Paměť řadiče však umožňuje implementovat dva najednou. Na jeho místě ale zatím bude jednoduché víko.

Takže finální zařízení vypadá asi takto.

Jednou z nevýhod je, že zařízení nelze napájet z kabelů Type-C -> Type-C, takže je nutný adaptér. Navíc šňůra visící v blízkosti telefonu není příliš pohodlná. Posun snímků z termovizí a běžných kamer je ale minimální, takže při opravách je těžké zaměnit topnou část. Termokamera je díky webovému rozhraní v podstatě multiplatformní – není potřeba žádná aplikace pro IOS, Android, MacOS, Windows a Linux – vždyť si v podstatě prohlížíme obrázek z webové stránky. Navíc pomocí softwaru třetích stran můžete také zobrazit obraz z fotoaparátu telefonu, takže funkce paralelního prohlížení je zachována. Webové rozhraní je ale primitivní a nastavení připojení k wi-fi je napevno zakomponované do desky (to se dá vyřešit celkem rychle, ale jsem líný). Musíte přidat alespoň nastavení parametru emisivity. A s lepšími znalostmi v oblasti vývoje front-endu jsem mohl naprogramovat bilineární interpolaci (plynulejší obraz) bez kompromisů ve výkonu. Interpolace však do rámce nevnáší nové informace, takže je to podle mě věc vkusu. Celkově jsem s výsledným zařízením spokojen.

Nyní kvůli sankcím nebude možné senzor za tu cenu koupit, i když v době dokončení projektu (srpen 2024) to ještě možné bylo. Produktovou stránku lze nyní vidět pouze pod kazašskou adresou, zatímco pod ruskou „taková stránka neexistuje“. V každém případě se časy mění, někdy k lepšímu. Naděje umírá poslední :)

Jedním z nejoblíbenějších zdravotnických produktů v letech 2020-2021 byl bezkontaktní teploměr, což vám umožní rychle měřit teplotu lidského tělaaniž byste se ho dotkli. Podniky, které potřebují sledovat zdraví zaměstnanců a poslat je domů, když jejich teplota stoupne, si pořizují bezkontaktní přenosné termokamery. Stejně tak obchodní centra, banky, muzea a další organizace Moskva a další města, která potřebují sledovat návštěvníky vykazující známky infekce.

Bezkontaktní termokamery Jednotlivci jsou také ochotni je koupit, protože tato zařízení se snadno používají. Na rozdíl od „staromódních“ rtuťových teploměrů jsou zcela bezpečné. Jaké typy bezkontaktních ručních termokamer se tedy staly nejoblíbenějšími v roce 2021 a co o nich říkají zákazníci?

Nejlepší modely roku 2021

Lídr lajků – termokamera GP-300, který během půl vteřiny změří teplotu a na překročení normy upozorní zvukovým signálem. Patří mezi čelní termokamery, což umožňuje její použití jak doma, tak v podniku, na rozdíl od termokamer, které měří teplotu ve zvukovodu. Chyba měření je pouze 0,2 C, záruční doba je jeden rok, jako ostatní podobná zařízení. Je vybaven „paměťovým záznamem“, který ukládá výsledky posledních 32 měření, což umožňuje jeho použití doma i v práci. Stát toto zařízení na trhu Yandex – 690 rublů.

Druhé místo obsadila přenosná termokamera Berrcom JXB-178, která „čte“ tělesnou teplotu při přivedení na čelo nebo spánkovou tepnu. Tato termokamera je považována za nejpřesnější, protože spánková tepna, umístěná co nejblíže povrchu kůže, se protíná s krční tepnou vycházející ze srdce a hlásí sebemenší změny teploty. Chyba měření je zde o něco větší než u předchozího modelu – 0,3 C, ale kapacita paměti je stejná na 32 měření. Toto zařízení stojí 590 rublů.

A nakonec bronz získal další teploměr na čelo BABYLY BLIR-3, jeho cena – 575 rublů. Chyba měření je zde 0,2 C, kapacita paměti je 28 měření.

Hodnocení zákazníků

«Tato termokamera měří teplotu o nic horší než rtuťový teploměr, lišící se od něj nepatrným množstvím 0,1 C, přičemž se nemusím bát, že se zařízení rozbije, – říkají majitelé modelu GP-300. – Teploměr funguje bez zamrznutí, aniž by mě nechal čekat. Obraz na displeji je jasný a přesný, což umožňuje jeho použití i slabozraké osobě. Přístroj je kompaktní a lehký, takže když jeho potřeba zmizí, lze jej snadno umístit do domácí lékárničky.“ Majitelé zároveň poznamenávají, že při dlouhodobém používání nebo neopatrném dodání zůstávají na pouzdru znatelné škrábance.

Populární a velmi žádané jsou nyní také tzv. „vstupní termokamery“ – jedná se o modely, které se instalují u vstupu do budovy, například u turniketů nebo jen u vchodu, pro sledování zvýšené teploty u osob, k identifikaci nakažených koronavirem.

„Funguje efektivně a umožňuje měřit teplotu nejen osoby, ale i jakýchkoliv předmětů. To umožňuje jeho využití například při vaření, tvrdí majitelé teploměru Berrcom JXB-178. – Jednoduchost ovládání umožňuje použití i 5% „konvičku“ s minimální znalostí „chytrých“ lékařských vychytávek. Dalším plusem je možnost vypnout zvuk, což vám umožní zbavit se nepříjemného vrzání. Zároveň si musíte pamatovat, že toto zařízení je „rozmarné“, pokud se pokusíte změřit teplotu při vstupu z ulice za chladného dne. V takových situacích musíte počkat alespoň 7-4 minut. Toto zařízení se také může „zmást“, pokud jej použijete k měření teploty několika osob bez zachování minimální pauzy 6-XNUMX minut.

Co říkají majitelé našeho „bronzového“ medailisty? bezkontaktní teploměr BABYLY BLIR-3? Líbí se jim přesnost měření, odolnost pouzdra a dokonce i možnost vybrat si jednu ze dvou barevných variací – bílou nebo modrou. “Můžete vypnout nepříjemný zvuk, který vám umožní měřit teplotu i malému dítěti, aniž byste ho vyděsili,” hlásí majitelé. Majitelé termokamery zároveň poznamenávají, že pokyny nejsou dostatečně podrobné, aby pochopili, proč zařízení poskytuje různé hodnoty pro různé části těla, i když, soudě podle popisu akcí, je ne vždy používají. správně při pokusu změřit např. teplotu zápěstí. Poznamenávají také, že zařízení potřebuje přesnější kalibraci.

Jak správně měřit teplotu pomocí bezkontaktní termokamery?

Jak tedy bezdotykovou kompaktní termokameru používat, aby vás neuváděla v omyl?

Musíte jej přivést do oblasti těla uvedené v pokynech v předem stanovené vzdálenosti. V závislosti na modelu zařízení se vzdálenost pohybuje od 1 do 15 cm, čím dále termokameru držíte, tím větší je chyba. Poté musíte jednou stisknout tlačítko termokamery, aby signalizovalo „spuštěno“. Pokud to nefunguje, zkuste to znovu 2-3krát, poté zkontrolujte, zda se nevyskytly nějaké závady a zda fungují baterie.

Měli byste také pamatovat na to, že bezdotykové teploměry se používají pouze ve vytápěných místnostech, ale ne venku. Také o nutnosti trochu počkat, pokud člověk, kterému je potřeba změřit teplotu, právě vstoupil do teplé místnosti z chladu nebo naopak z teplejší místnosti/z ulice v letních vedrech.

Aby byla chyba měření co nejmenší, měli byste přístroj přinést na čistou pokožku. Také chod termokamery může zkreslit silná vrstva kosmetiky. Pokud jsou v místnosti zapnutá topení nebo klimatizace, pokud je v místnosti pára, zařízení se také může „chovat“.

Samotný teploměr musí být chráněn před znečištěním. Pokud jej potřebujete pro časté měření teploty, měli byste jej otřít vlhkým hadříkem nebo tamponem navlhčeným v alkoholu. Také po dalším měření by mělo být zařízení ponecháno „odpočinout“ po dobu alespoň 8-10 minut.

Nejpřesnější teploměr pro stanovení tělesné teploty

Moderní Teploměry se dělí do tří skupin – obvyklé rtuťové teploměry, jejichž praxe je stará více než sto let, infračervené teploměry, s nimiž jsme se nedávno seznámili, a elektronické teploměry, známé také jako „pistole“.

Každý typ teploměru má své výhody a nevýhody. Merkurové přístroje jsou tedy považovány za nejpřesnější. Nejsou závislé na správném provozu baterií a dalších zařízení. Ale mělo by se s ním zacházet s maximální opatrností.

Elektronický teploměr je bezpečný, ale je poměrně drahý (cena je nejméně 1000-1100 rublů). Bez těsného kontaktu s kůží je také k ničemu, což ho v době koronaviru činí nebezpečným a nepříliš pohodlným, pokud potřebujete měřit teplotu neklidného miminka.

A nakonec bezkontaktní termokamera. Na rozdíl od prvních dvou typů poskytuje přesné údaje pouze při aplikaci na určité oblasti těla. Umožňuje vám nedotýkat se těla, díky čemuž je jeho použití co nejbezpečnější, a také vám umožňuje „měřit“ téměř okamžité hodnoty. Je také vybaveno paměťovým zařízením, které zaznamenává výsledky předchozích měření bez zásahu člověka. Konečně, údaje na displeji jsou snadněji rozlišitelné než ty, které ukazuje stupnice rtuťového teploměru. Za zmínku stojí i termokamera pro sledování osob se zvýšenou teplotou v místech průchodu jsou spolehlivé a odolné, protože se používají staticky a neopotřebovávají se často na stejném místě (budově).

Pokud tedy uděláme hodnocení nejpřesnějších teploměrů, tak první místo v TOP-3 obsadí starý dobrý rtuťový teploměr, druhé místo bude mít dražší, ale také univerzální elektronický. A třetí místo obsadí bezkontaktní termokamera, která je v pandemii maximálně bezpečná, ale vyžaduje důsledné dodržování pokynů a je citlivá na vnější podmínky. Mezi bezkontaktními termokamerami jsou přitom nejpřesnější ty, které měří teplotu ve zvukovodu.

Jak vybrat správnou bezkontaktní termokameru pro měření teploty člověka?

Trh je zaplaven modely bezdotykových teploměrů, lišících se základními charakteristikami, výrobci a cenami. Jak udělat co nejpřesnější volbu?

Je třeba věnovat pozornost slávě a pověsti výrobní společnosti, zaplevelit nepochopitelná „bez jmen“, bez ohledu na to, jak atraktivní se mohou zdát cenové nabídky. Většina bezkontaktních termokamer se vyrábí v Číně, takže je potřeba se dívat nikoli na zemi původu, ale na majitele značky.

Věnujte prosím pozornost pokynům, které je nutné přeložit do ruštiny. Pokud takový překlad neexistuje nebo pokud styl připomíná strojový překlad, stojí za to věnovat pozornost jiným modelům.

Podívejte se, jak vypadá tělo termokamery. Pokud jsou na něm vidět otřepy nebo škrábance, pak je buď z levného plastu. Je nepravděpodobné, že dlouho vydrží, nebo byl skladován/přepravován extrémně nedbale, což také není ve prospěch zařízení.

Pro dlouhodobé používání je výhodnější používat termokamery, které fungují na baterie, než ty, které se nabíjejí z baterie. I když vyžadují sledování kvality baterií a jejich pravidelnou výměnu, vydrží vám déle.

Rovněž stojí za to věnovat pozornost hlavním charakteristikám termokamery. Za prvé, rozsah chyb a také dostupnost dalších funkcí. Stejně jako u jiných lékařských přístrojů platí, že čím více funkcí je, tím větší je možnost rušení, nemluvě o tom, že nové funkce zvyšují cenu.

Dodržujte tato doporučení a vaše kompaktní termokamera vydrží co nejdéle i po záruční době!