Kamera Termal Apollo Pi 1979: 10 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:08

Alat pengesan gelombang mikro Apollo vintaj ini kini mempunyai tujuan baru yang berkilau sebagai kamera termal, dikuasakan oleh Raspberry Pi Zero dengan sensor kamera termal Adafruit yang mengambil suhu, memaparkan hasilnya secara real-time pada paparan TFT 1.3 yang terang.

Ia memiliki mod Preset dan Dynamic - pada awalnya warna yang ditunjukkan di layar berdasarkan ambang suhu yang dikodkan keras, dan pada yang kedua julat warna dapat disesuaikan menggunakan slaid suhu pada papan pemuka Adafruit.io. Papan pemuka juga seketika memaparkan gambar yang dimuat naik oleh peranti, yang ditangkap menggunakan butang ibu jari asal pada genggaman.

Keseluruhan sistem ini dikuasakan oleh pek bateri nipis silinder USB yang tersembunyi di genggaman tangan, yang dapat diisi dengan mudah dengan melepaskan kerucut hidung dan memasang kabel USB.

Hanya tiga skrip Python yang mengawal logik menu, sensor dan integrasi Adafruit.io, dengan paparan yang dikendalikan oleh PyGame.

Mengusahakan projek ini benar-benar membantu saya sentiasa positif semasa penutupan, dan dengan tambahan masa di tangan, anak-anak & saya telah menemui banyak perkara menarik di sekitar rumah untuk menunjukkannya!

Lihatlah Apollo Pi yang beraksi dalam video YouTube, sekiranya anda tidak dapat melihat versi terbenam di atasnya di

Bekalan

Monitor Microwave Apollo

Raspberry Pi Zero W

Pelarian Kamera Termal Adafruit AMG8833

Skrin Adafruit Mini PiTFT 1.3"

Kabel Jumper

Cakera Bergetar 3v

Bank kuasa USB

Langkah 1: Teardown

Saya memilih Monitor Apollo pada jualan terpakai musim panas lalu, kerana penampilannya yang unik dan bukan yang lain - yang sama baiknya dengan yang pasti telah dilihat hari yang lebih baik! Litar di dalamnya tidak lengkap dan keseluruhannya ditutup dengan gam yang tidak betul, percubaan sejarah untuk membaikinya.

Pada mulanya ia digunakan untuk memeriksa keberadaan radiasi gelombang mikro, mungkin dalam beberapa jenis perindustrian memandangkan reka bentuknya dan kelangkaan ketuhar gelombang mikro pada masa itu, walaupun saya tidak dapat mengetahui lebih banyak mengenainya. Satu perkara yang saya tahu, ia akan menjadikan rumah yang ideal untuk kamera termal.

Sebaik sahaja saya mengeluarkan "hidung" kerucut, selebihnya benar-benar runtuh, dan meter analog dan butang segiempat terpaku dengan mudah dikeluarkan. Walaupun begitu, saya menyimpan butangnya, ia berfungsi dengan sempurna dan bentuk yang sangat ganjil, jadi saya sukar untuk memasang pengganti di lubang yang sama.

Langkah 2: Pendawaian

Sebelum memangkas casing agar semuanya sesuai, saya pertama kali ingin memastikan bahawa saya tahu bagaimana bahagian-bahagiannya akan bersatu, jadi saya memasang kabel dan sensor. Sensor itu sendiri baik, hanya empat kabel pelompat yang diperlukan untuk menghubungkannya ke Raspberry Pi.

Skrinnya sedikit lebih rumit, gambarajah pinout menunjukkan bahawa saya perlu menyambungkan 13 wayar jumper - jelas ia dirancang untuk duduk langsung di atas Pi jadi saya hanya perlu menyalahkan diri sendiri. Saya memutuskan untuk menambahkan sekeping header wanita antara skrin dan sambungan Pi, supaya saya dapat melepaskan skrin dan menyambungkannya dengan mudah. Ini adalah idea yang bagus, dan saya mengikuti gambarajah pinout dengan berhati-hati untuk memasang tajuk ke Pi.

Seterusnya saya menyisipkan beberapa kabel pelompat segar ke butang asal, sehingga dapat disambungkan ke GPIO dan digunakan untuk menangkap gambar gambar termal. Terakhir saya menyolder cakera bergetar kecil terus ke pin GPIO, untuk memberikan beberapa maklum balas haptik ke penekanan butang.

Langkah 3: Mod Kes

Salah satu perkara yang menghidupkan Monitor Apollo dari kotak "yang harus saya lakukan" adalah lubang paparan di bahagian atas - ini kira-kira ukuran yang saya perlukan untuk layar Adafruit kecil. Secara kasar. Memerlukan satu jam atau lebih dengan fail untuk memanjangkan lubang ke ukuran yang tepat, tapi untungnya saya berjaya tidak memusnahkan casing dalam prosesnya.

Saya juga memotong bahagian dalam yang pada awalnya memegang bateri PP3, dan memotong beberapa pelindung di dalam cengkaman untuk memberi ruang kepada pek bateri, menggunakan alat putar.

Akhirnya saya menggerudi beberapa lubang besar sehingga kabel untuk sensor dan kabel pengecas dapat berjalan dari "hidung" untuk bergabung dengan rangkaian yang lain.

Langkah 4: Kuasa

Untuk projek ini, saya memutuskan untuk tidak menggunakan bateri LiPo dan penyesuai / pengecas, kerana terdapat lebih banyak ruang dalam kes ini. Saya memutuskan untuk menggunakan bank kuasa USB standard. Saya mahu mendapatkan silinder nipis, agar sesuai dengan pemegangnya, jadi saya mencari yang paling murah dan paling nipis yang dapat saya temui di Amazon. Yang tiba, dengan lampu suluh LED dan gaya bateri palsu adalah yang paling tipis yang saya dapati, tetapi ketika membuka kotak, saya menyedari ia masih terlalu tebal untuk dipasang di pemegangnya. Kemudian saya menyedari bahawa ia hancur - bahagian atas yang tidak dilepaskan dan bateri yang telanjang di dalam meluncur keluar, menjimatkan 3mm yang saya perlukan untuk memasangnya di dalam pemegang, apa hasilnya!

Seterusnya saya mengambil kabel Micro USB pendek, menanggalkan beberapa penebat, melepaskan kabel positif dan menyolder pada butang selak persegi yang indah, sehingga kuasa dapat dikawal tanpa perlu mencabut bateri. Butang ini dipasang dengan baik pada penutup bateri yang pada mulanya, dan sangat sesuai dengan yang asal di bahagian atas casing. Sekarang saya tahu semuanya sesuai, sudah tiba masanya untuk semuanya berfungsi!

Langkah 5: Persediaan Perisian Kamera Termal

Sensor termal itu sendiri adalah Adafruit AMG8833IR Thermal Camera Breakout, yang menggunakan susunan sensor 8x8 untuk membuat imej panas. Ia berfungsi dengan Arduino dan Raspberry Pi, tetapi kelebihan terbesar menggunakan Pi adalah perisian boleh menggunakan modul python scipy untuk melakukan interpolasi bicubik pada data yang ditangkap, menjadikannya seperti gambar 32x32, rapi!

Menyiapkan sensor agak mudah, tetapi ada beberapa gelung yang perlu dilalui, inilah yang berfungsi untuk saya:

Dayakan I2C dan SPI pada Raspberry Pi (Konfigurasi Raspberry Pi> Antaramuka)

Pasang perpustakaan Blinka CircuitPython:

pip3 memasang adafruit-blinka

Seterusnya pasang pustaka sensor AMG8XX:

sudo pip3 pasang adafruit-circuitpython-amg88xx #

Matikan Pi, dan sambungkan sensor - terima kasih hanya 4 wayar!

Seterusnya pasang modul scipy, pygame dan warna:

sudo apt-get install -y python-scipy python-pygamesudo pip3 pasang warna

Pada ketika ini kod saya menimbulkan kesalahan yang tidak dapat dilupakan, jadi saya memasangnya semula dengan:

Sudo Pip3 memasang scipy

Kemudian saya menerima ralat: ImportError: libf77blas.so.3: tidak dapat membuka fail objek bersama: Tidak ada fail atau direktori seperti itu

Ini diselesaikan dengan memasang:

sudo apt-get install python-dev libatlas-base-dev

Sejak itu kod contoh berfungsi dengan baik, menjalankan skrip dari konsol dan bukannya dari Thonny:

sudo python3 /home/pi/FeverChill/cam.py

Ini membuat paparan sensor muncul di layar di jendela pygame, dan setelah beberapa perubahan pada ambang warna / suhu, saya terhipnotis oleh gambar panas wajah saya.

Langkah 6: Persediaan Perisian Skrin LCD

Sangat bagus untuk membuat sensor berfungsi, tetapi sekarang saya perlu memaparkannya di layar kecil. Layar yang saya gunakan adalah Adafruit Mini PiTFT 1.3 240x240 - terutamanya kerana resolusi dan bentuknya tepat untuk kamera termal, juga ukuran yang sesuai untuk dimasukkan ke dalam casing dan menawarkan dua butang bersambung GPIO yang saya perlukan.

Arahan Adafruit menawarkan dua pilihan di sini: Cara Mudah dan Keras - setelah bereksperimen, saya menyedari bahawa saya perlu menggunakan Cara Keras, kerana sensor memerlukan akses langsung ke framebuffer. Mengikuti arahan langkah demi langkah, saya baik-baik saja sehingga saya mengemukakan soalan "Adakah anda mahu konsol muncul" - Saya pada mulanya memilih Tidak, tetapi sepatutnya mengatakan Ya. Ini sedikit menyakitkan kerana ini bermaksud saya harus melakukan proses semula, tetapi itu menyedarkan saya bahawa apabila Pi diatur untuk menampilkan konsol pada TFT, ia tidak akan lagi memperlihatkan desktop melalui HDMI (sekurang-kurangnya itu adalah pengalaman saya).

Namun, setelah penyiapan selesai, ketika reboot layar kecil memaparkan versi mini dari proses permulaan Pi biasa, dan ketika saya menjalankan contoh skrip kamera termal, tetingkap pygame memaparkan gambar panas di layar kecil - sangat memuaskan!

Langkah 7: Tweak Kod

Contoh kod berfungsi dengan baik, tetapi saya mahu ia sedikit sebanyak, jadi tetapkan skrip mengikut citarasa saya. Saya mulakan dengan membuat skrip Menu yang akan dimuat pada permulaan dan memanfaatkan dua butang yang terintegrasi ke dalam papan paparan.

menu.py

Mula-mula saya menjumpai beberapa Python dalam talian yang akan memaparkan kesan menu animasi yang bagus pada skrin kecil, menggunakan PyGame. Keindahan skrip ini adalah bahawa ia menganimasikan semua gambar dalam folder yang ditetapkan, jadi akan mudah untuk mengubah animasi pada tahap selanjutnya (misalnya untuk mencocokkan warna animasi dengan casing). Saya mengatur skrip menu sehingga menekan salah satu butang akan menghentikan animasi dan membuka fever.py atau chill.py, skrip untuk menunjukkan paparan sensor. Dengan ini, saya menetapkan skrip untuk dijalankan pada permulaan - biasanya saya melakukan ini dengan mengedit / etc / xdg / lxsession / LXDE-pi / autostart, tetapi kerana kaedah ini bergantung pada pemuatan Desktop, saya memerlukan pilihan lain kali ini.

Jadi pertama kali saya menyunting fail rc.local…

sudo nano /etc/rc.local

… kemudian ditambahkan di berikut tepat di atas garis Keluar …

sudo /home/pi/FeverChill/menu.py &

… pertama kali memastikan bahawa skrip menu.py mempunyai yang berikut di bahagian atas …

#! / usr / bin / env python3

… Dan juga setelah menetapkan menu.py sebagai skrip yang dapat dilaksanakan dengan mengetik:

chmod + x /home/pi/FeverChill/menu.py

ke terminal.

fever.py (Pratetap)

Untuk skrip Pratetap pertama saya menetapkan ambang warna / suhu, menetapkan yang lebih rendah (biru) ke 16 dan yang atas (merah) hingga 37.8. Ini secara teoritis masih akan menunjukkan wajah seseorang berwarna hijau, tetapi bersinar merah jika suhunya berada atau melebihi 37.8 darjah. Terdapat banyak penyelidikan dalam talian mengenai pengambilan sampel suhu badan melalui kaedah yang berbeza, tetapi dengan variasi sensor menjadi +/- 2.5 darjah, saya memutuskan untuk bertahan dengan julat "demam" yang paling banyak diterima - ini cukup mudah untuk diubah melalui ssh di kemudian hari.

Seterusnya saya menetapkan dua butang skrin untuk menutup skrip semasa dan membuka menu.py. Saya juga ingin mencari cara untuk menangkap dan mengeksport gambar kamera, dan setelah mendapat arahan PyGame yang tepat

pygame.image.save (lcd, "thermal.jpg")

Saya menetapkan ini untuk dijalankan apabila butang "ibu jari" ditekan - yang anda gunakan untuk membaca gelombang mikro. Itu berjaya menangkap gambar, seterusnya saya tambahkan di beberapa baris Python sehingga gambar itu akan segera dimuat ke papan pemuka Adafruit IO setelah ditangkap, sehingga dapat dilihat pada peranti lain dan dimuat dengan mudah. Dengan "save as" cepat, skrip Pratetap selesai.

chill.py (Dinamik)

Terdapat lebih banyak kamera terma daripada mencari suhu tertentu, dan saya mahu skrip Dinamik fleksibel, sehingga ambang warna atas dan bawah dapat disesuaikan dengan mudah. Saya tidak mahu menambah butang tambahan pada peranti dan menyukarkan navigasi, jadi memilih untuk menggunakan slaid pada papan pemuka Adafruit.io.

Saya sudah mempunyai sebahagian besar kod Adafruit dalam skrip Pratetap, jadi hanya perlu menambahkan beberapa baris tambahan, sehingga nilai gelangsar semasa dari papan pemuka akan diambil pada pelancaran dan ditetapkan sebagai lalai paparan.

Kod yang saya gunakan semuanya tersedia di GitHub, untuk menggunakannya kembali, anda hanya perlu memuat turun folder FeverChill ke / pi / folder pada Pi anda dan masukkan kelayakan Adafruit.io & nama suapan anda dalam skrip, setelah paparan anda & sensor dipasang.

Dengan skrip berfungsi dengan baik, sudah tiba masanya untuk beralih ke sesuatu yang lebih kemas!

Langkah 8: Menyelesaikan Sentuhan

Pada mulanya projek ini dimaksudkan untuk menjadi gangguan cepat dari menggunakan sensor termal untuk sesuatu yang lain, tetapi dengan peristiwa semasa saya mendapati diri saya semakin tertarik dengannya, dan butiran tambahan kecil yang akan meregangkannya dan menjadikannya lebih banyak cabaran.

Sarung Apollo Monitor cukup bagus untuk dikerjakan, senang dipotong dan dipasir, tetapi untuk menyelesaikannya dengan baik saya ingin memasukkan beberapa papan litar yang kelihatan di belakang "topeng" yang dicat. Ini memakan masa lama, mengukirnya dari kepingan plastik sampah dengan tangan, tetapi kerja itu memuaskan. Mula-mula saya membuat yang kecil yang akan menutupi papan skrin tetapi membiarkan penyihir mikro kelihatan. Seterusnya saya membuat satu untuk sensor haba, supaya anda tidak melihat elektronik kosong jika anda melihat "perniagaan akhir".

Saya memutuskan skema warna beberapa hari sebelum UK masuk ke dalam kunci, dan saya bernasib baik kerana menemui warna yang saya mahukan di kedai perkakasan berdekatan. Oleh kerana casing itu terbelah menjadi dua bahagian skema warna dua nada dicadangkan, dan saya kemudian memanjangkannya ke "hidung kon" dan penutup sensor. Lukisan itu sangat menyeronokkan, hari pertama yang hangat tahun ini, walaupun itu bermaksud melukis sementara tawon di gudang menggegarkan dan mengerumuni. Saya tidak pernah menggunakan pita pelindung dengan cat semburan sebelumnya tetapi saya sangat gembira dengan bagaimana kepingan dua nada yang dihasilkan.

Mengetahui pelajaran dari binaan sebelumnya saya membiarkan bahagian yang dicat menjadi keras selama seminggu yang baik sebelum mencuba pemasangan, dan mula menyusun video sementara itu.

Langkah 9: Perhimpunan

Setiap kali saya mengusahakan projek, saya suka sampai ke tahap di mana semuanya sudah siap untuk dipasang seperti kit model buatan sendiri. Tidak ada jaminan semuanya akan sesuai dan arahannya hanya ada di kepala saya, tetapi ini adalah bahagian kegemaran saya dari mana-mana binaan.

Kali ini berjalan lancar - kebanyakannya kerana saya mempunyai masa tambahan untuk menghabiskan butiran kecil dan memastikan semuanya betul-betul. Pertama-tama, saya melekatkan skrin ke dalam casing, kemudian menambahkan butang "tangkapan" - ini adalah satu-satunya bahagian yang dihubungkan ke bahagian atas casing sehingga permulaan yang senang dilakukan.

Seterusnya saya menempelkan bateri dengan sedikit panas ke dalam genggaman, dan memasangkan Pi dengan pendakapnya ke dalam casing. Setelah itu sensor kamera dilekatkan dengan hati-hati pada kon hidung, suis kuasa dipasang ke penutup bateri dan semuanya disambungkan.

Saya menggunakan kabel jumper untuk semua sambungan tetapi untuk berhati-hati saya memasangkannya dengan betul, sekiranya berlaku pergerakan semasa squish bersama kedua-dua bahagian. Itu sebenarnya, agak licin, tetapi tidak ada bunyi retak, jadi setelah kedua-dua bahagian itu bersama-sama, saya mendorong kon hidung dan memasang bolt melalui pegangan - satu-satunya dua perkara yang menyatukan seluruh pemasangan.

Ia tidak berfungsi pada kali pertama, saya berjaya melepaskan skrin semasa squishathon pertama, tetapi dengan sedikit kabel strategik, semuanya berakhir dengan senang hati kali kedua. Masa untuk menunjukkan perkara!

Langkah 10: Waktu Pengujian Suhu

Mempunyai masa tambahan di rumah benar-benar membantu saya memberi tumpuan (obses?) Lebih daripada biasa pada butiran kecil projek ini, dan yang pasti dibuat untuk kemasan yang lebih bersih dan lebih sedikit kejutan pada waktu pemasangan - serta membantu menjaga kesejahteraan mental saya yang lurus dan sempit. Pelan asal untuk sensor adalah sesuatu yang sama sekali berbeza, jadi saya sangat gembira dengan hasil akhirnya, pembinaan yang perlahan dan memuaskan.

Apollo Pi juga kelihatan hebat di rak projek dan semestinya alat yang menyeronokkan & berguna untuk kita miliki, kita tidak boleh berhenti menunjukkannya! Dalam dunia yang ideal, resolusi ini sedikit lebih tinggi, dan saya perlu mencari cara untuk "membalikkan" paparan seperti yang dicerminkan pada masa ini, tetapi ini adalah masalah kecil.

Terima kasih kerana membaca dan selamat semua orang.

Projek Teknikal Lama saya yang lain, semuanya ada di Instructables di

Maklumat lanjut terdapat di laman web di https://bit.ly/OldTechNewSpec. dan saya di Twitter @OldTechNewSpec.