Bangun Kamera Imaging Termal Biaya Rendah Anda Sendiri: Panduan DIY
Apakah Anda mencari cara untuk menangkap tanda panas selama musim dingin tetapi tidak mampu membeli kamera termal komersial? Jika ya, yang Anda butuhkan adalah kamera imaging termal DIY.
Membuat kamera imaging termal tidak sulit seperti yang terlihat. Sebenarnya, prosesnya melibatkan mengaktifkan kemampuan sensor kamera Anda untuk melihat cahaya inframerah.
Kamera imaging termal DIY jauh lebih murah daripada kamera termal seek termal termurah, yang harganya mencapai dua ratus dolar.
Jadi, dalam artikel ini, Anda akan mempelajari cara membangun kamera termal DIY yang mudah dengan operasi yang mulus dan menunjukkan kepada Anda cara kamera ahli ini bekerja.
Jika Anda juga ingin mempelajari lebih lanjut tentang rangkaian kamera imaging termal, artikel ini adalah untuk Anda.
Kamera Imaging Termal DIY
Kamera termal rata-rata adalah perangkat yang mahal. Jika Anda ingin menyewa, akan memuai lima puluh dolar sehari. Namun, Anda dapat membangun kamera termal yang lebih terjangkau.
Singkatnya, memungkinkan untuk mengonversi kamera digital apa pun menjadi kamera termal. Mengapa? Karena ada sensor CCD bawaan pada kamera ini yang dapat menangkap spektrum cahaya inframerah.
Kamera Ponsel dengan Imaging Termal
Tapi karena paparan berkelanjutan terhadap cahaya inframerah dapat merusak sensor, sebagian besar produsen menggunakan filter pemblokir inframerah untuk menonaktifkan fitur ini. Meskipun demikian, menghapus filter inframerah dari lensa kamera Anda dapat memungkinkan Anda untuk melihat keindahan inframerah.
Artikel ini akan menggunakan kamera termal MLX90640 dengan resolusi 24 x 32 atau 768 piksel untuk kamera imaging termal DIY kami. Kami juga akan memasangkan MLX90640 dan SBC Raspberry Pi, memungkinkannya untuk mencatat peta suhu dengan resolusi yang cukup tinggi.
Kami juga akan menggunakan Python untuk memotivasi RPI untuk menghasilkan batasan tertentu. Kemudian, kita dapat memosisikan MLX90640 dengan benar untuk memberikan kamera termal yang berjalan pada resolusi 320 x 240.
Jika Anda ingin kamera termal DIY berfungsi saat Anda berjalan-jalan, Anda perlu cara untuk menampilkan output langsung dari kamera dan beberapa baterai untuk menjaga agar tetap berjalan. Hal terbaiknya adalah Anda juga dapat menggunakan kamera termal DIY ini sebagai kamera keamanan karena resolusinya cukup tinggi untuk menangkap gambar berkualitas.
Prinsip Kerja
Kamera termal hanya dapat menangkap wilayah inframerah dari objek yang tidak terlihat oleh mata manusia. Menariknya, sebagian besar hal dapat menghasilkan energi inframerah, yang juga dapat disebut tanda panas. Oleh karena itu, kamera termal mendeteksi dan mengukur energi inframerah objek.
Juga, kamera mengubah data inframerah yang terdeteksi dan diukur menjadi gambar elektronik. Gambar elektronik menunjukkan suhu permukaan benda yang Anda ukur. Kamera termal juga berisi sistem optik yang mengumpulkan energi inframerah ke chip detektor khusus atau array sensor.
Gambar Termal
Selain itu, array sensor menempatkan ribuan piksel detektor dalam gaya grid. Ini bagian terbaik. Setiap piksel pada array sensor mendeteksi energi inframerah yang difokuskan padanya dan menciptakan sinyal elektronik yang cocok.
Prosesor kamera kemudian menghitung sinyal setiap piksel dan menciptakan peta warna yang menunjukkan suhu. Juga, setiap nilai suhu memiliki warna yang berbeda. Terakhir, matriks warna yang dihasilkan pindah ke memori kamera dan menampilkan gambar termal dari objek yang diukur Anda.
Sebagian besar kamera termal dilengkapi kamera standar yang secara otomatis menangkap cahaya terlihat dan menciptakan gambar digital standar. Saat Anda menggabungkan gambar ini, Anda dapat dengan mudah mendeteksi area masalah dalam gambar termal Anda dan mencocokkannya dengan area dan peralatan aktual yang Anda periksa.
Komponen yang Dibutuhkan
Anda memerlukan dua komponen untuk membangun kamera termal DIY, termasuk:
- Komputer Raspberry Pi 4
- Kamera termal MLX90640
Sementara harga kedua komponen dapat bervariasi tergantung di mana Anda membeli, proyek ini seharusnya tidak melebihi seratus lima puluh dolar.
Langkah-langkah
Berikut adalah langkah-langkah yang perlu Anda ikuti untuk membangun proyek ini:
Langkah 1: Penghubungan
Pertama, Anda perlu menghubungkan MLX90640 ke Raspberry Pi Anda. Periksa gambar di bawah ini untuk melihat cara menghubungkan komponen Anda.
Juga, Raspberry Pi dan MLX90640 menggunakan protokol I2C untuk berkomunikasi. Protokol I2C ini memerlukan pin hardware Pi lima atau tiga (SDA atau SCL) untuk bekerja.
Diagram Penghubungan
Langkah 2: Menggunakan MLX90640 untuk Menyetel Raspberry Pi Anda
Anda akan memerlukan library Adafruit untuk memrogram papan breakout MLX90640. Oleh karena itu, masukkan kode berikut di terminal Raspberry Pi Anda untuk memeriksa apakah Anda dapat memvisualisasikan sensor MLX90640 dalam Python:
Anda juga perlu melakukan ini; gunakan perintah berikut:
Gunakan perintah berikut: juga, gunakan perintah berikut untuk memeriksa apakah I2C diaktifkan:
Perintah harus memulai file boot pada RPi. Setelah terbuka, navigasikan ke dtparam=i2c_arm=on dan pastikan uncomment tidak dinonaktifkan. Setelah mengaktifkan I2C Anda, restart RPi Anda dengan perintah di bawah ini:
Jika semua penghubungan Anda benar, Anda dapat memeriksa port I2C untuk melihat apakah RPI mendaftarkan MLX90640 Anda setelah reboot.
Anda harus mendapatkan hasil berikut di terminal Anda:
Hasil Perintah
Anda sudah siap jika Anda melihat angka 33 di terminal Anda. Itu karena alamat I2P MLX90640 adalah 0x33. Namun, pastikan untuk memastikan ini pada datasheet MLX90640.
Sekarang, Raspberry Pi Anda seharusnya dapat membaca papan breakout MLX90640. Namun, Anda perlu menginstal beberapa library lain karena Anda bekerja dengan library Adafruit. Perintah berikut dapat membantu Anda dengan itu:
Selanjutnya, Anda dapat menginstal Python IDLE (Integrated Development and Learning Environment), tetapi ini bukan langkah yang wajib. Namun, Anda dapat menggunakan kode berikut untuk menginstal IDLE:
Terakhir, buka IDLE dan coba impor library MLX90640 Anda dari Adafruit dengan kode pengujian berikut:
Kode Pengujian
Hasil kode di atas harus berupa cetak rata-rata suhu yang dibaca MLX90640 Anda. Jangan panik jika Anda menemukan error refresh rate saat membaca MLX90640 Anda.
Anda dapat menyelesaikan masalah dengan meningkatkan laju perangkat I2C pada RPi. Oleh karena itu, Anda perlu melakukan beberapa penyesuaian pada file “config.txt” dengan perintah berikut:
Pindah ke bagian dengan ‘dtparam=i2c_arm=on’ yang tidak di-comment dan tambahkan baris berikut untuk meningkatkan kecepatan I2C ke 1Mbit/s: “i2c_arm_baudrate=1000000”.
Langkah 3: Memvisualisasikan Kamera Termal Real-Time MLX90640
Ada berbagai cara untuk memvisualisasikan output MLX90640 Anda saat menggunakan Python. Salah satunya adalah “imshow,” yang memungkinkan Anda untuk melihat gambar apa pun.
Ini adalah implementasi sederhana dari visualisasi MLX90640 di bawah ini menggunakan imshow dalam Python:
Kode untuk Visualisasi
Langkah 4: Interpolasi MLX90640
Kode visualisasi di atas hanya cara cepat dan sederhana untuk mendapatkan tampilan dari array termal MLX90640 Anda. Anda harus meningkatkan resolusi kamera termal dan kecepatan plotting normal untuk langkah terakhir.
Pertama, Anda akan memerlukan toolbox ‘ndimage’ dari library Python untuk mengaktifkan fungsi zoom. Dengan perintah ini, Anda dapat menginterpolasi output 24×32 kamera Anda menjadi 240×320. Kemudian, tambahkan perintah ke kode visualisasi di atas:
Selanjutnya, Anda perlu mengaktifkan metode “blitting” di “matplotlib” untuk mendapatkan frame rate yang diperbarui untuk gambar yang diinterpolasi. Berikut adalah kode yang Anda butuhkan untuk ini:
Kode Blitting
Penutup
Kamera imaging termal DIY, yang lebih murah, adalah cara yang bagus untuk menangkap gambar inframerah tanpa mengosongkan dompet Anda. Setelah membuat satu, Anda dapat dengan cepat menyelidiki perbedaan suhu apa pun dengan kamera termal Anda.
Anda juga dapat membangun sensor suhu yang menampilkan suhu dalam gambar resolusi tinggi. Meskipun resolusi kamera termal DIY tidak dapat dibandingkan dengan varian komersial, itu lebih dari cukup untuk mendeteksi kebocoran panas atau perubahan suhu di area atau objek Anda.
Apakah Anda memiliki pertanyaan? Pastikan untuk menghubungi kami, dan kami akan senang merespons dan membantu Anda lebih lanjut.
