DIY 便宜的熱像儀

duke83

熱像儀對電子玩家也有無法抗拒的吸引力，除了維修時抓異常發熱的元件或是研發產品時的散熱機制都很用。
疫情時對進入閘口人員的體溫掌控更是好用，但是名牌的 FLIR 製品所費不貲於是開始研究自行 DIY 的可能性。

熱像頭：
便宜入門級的熱像頭有下列幾種，搜尋了一下單價就決定使用 MLX90640 解析度 32x24 這顆，入手單價為 RMB$ 250。

也能買到專業級的熱像頭如 FLIR LEPTON 3.0 有 160x120 的解析度但是其單價要高達 RMB$ 2000，LEPTON 3.5 要 RMB$ 2500，難以下手。

顯示主機：
當然要有個彩色液晶螢幕才能看到即時熱影像，最好還有記憶卡可以儲存影像最好，這就讓一般常見的 ARDUINO 實驗板無法勝任了。
於是又找到 M5Stack 這個主機模塊，ESP32 核心、2 吋螢幕、SD 卡、WiFi、接線擴充容易與免費資源，入手特價為 RMB$ 200。

上圖右邊的底板拆開還藏著一顆電池（應該是行車記錄器用的）

可惜這顆電池沒有裝保護板，已經過放電而膨脹了，得另買一顆來更換。

製作熱像頭：
這個實作要動到烙鐵只有熱像頭 I2C 介面的四條線，用一小塊洞洞板與排插就能完成。

這顆‘熱像頭有點貴捨不得直接焊接所以用上圓孔 IC 座的接點。

再用 ABS 做個外殼將熱像頭包起來。


灌程式：
主機已經是成品了只要有正確的程式就能運作了，使用 ARDUINO IDE 的程式就能修改與編譯。
由於 M5Stack 原廠有提供這個熱像頭的範例程式庫所以相當方便，現在我用的這版本就是官方案例加上自行修改熱像頭安置方向設定。
目前還無法支援螢幕截圖，還在努力與程式抗爭中。
有興趣的人可以先去官網看教學文件先，程式的東西我不懂這裡先簡單帶過，有問題的地方我們一同來討論。

使用：
插上自製的熱像頭就能使用了。


先來看一下玉手

要搭配個小腳架會更好用



實測一，高溫的儀器



實測二，電路板上的音頻放大器



結論：
自己  DIY 的熱像儀 CP 值高台幣兩千元就能玩到，程式自己修改或擴充不受制於人，改天高級的熱像頭降價還能再來升級畫素。

peter180

感謝分享！
這樣就不用再使用『人體探測器』去一個一個觸診了。
請問螢幕中間的溫度，是顯示目前這個範圍內的最高溫嗎？
感謝～

duke83

peter180 發表於 2021-5-19 03:53 PM
感謝分享！
這樣就不用再使用『人體探測器』去一個一個觸診了。
請問螢幕中間的溫度，是顯示目前這個範圍內 ...

螢幕中間的溫度純粹是中心點那一點的溫度，可以手動移動鏡頭將最高溫那點與十字中心點吻合旁邊的數字就是最高溫的數值。
畫面中最高溫度是 Max: 後面那個數字。

conbawa

peter180 發表於 2021-5-19 03:53 PM
感謝分享！
這樣就不用再使用『人體探測器』去一個一個觸診了。
請問螢幕中間的溫度，是顯示目前這個範圍內 ...

看起來像是歷史記錄溫度
因為感覺上跟另外兩個溫度不同步

猜測左到右是

當前畫面最低溫度   歷史測量最低溫  歷史測量最高溫  當前畫面最高溫度

duke83

畫面數值解讀：



有數位濾鏡功能夠自行設定或自動設定溫度色塊的顯示範圍。
更正：
左下角的按鍵原圖打成”低溫濾鏡增加“正確應為”低溫濾鏡減少“才對。


300 度測試：
用恆溫烙鐵設定為 300 度 C 拿來核對熱像儀的誤差。


螢幕顯示為 269 度，跟想像中有點誤差，我的烙鐵印像中誤差差不多正負十度，改天再來仔細核對。
數值偏低可能是空氣傳導熱輻射與烙鐵專用溫度計的金屬傳導間的差異，且烙鐵與熱像頭的距離也有關是越近越好。
另外也發現螢幕中間的十字座標的位置也有問題，要在標線的上方一點點才是旁邊顯示的數值，這可以改程式來修正。

cnpan

熱像溫度與物體表面輻射系數有關，所以有誤差是正常，只要能比較溫差就達成設置的目的。

duke83

cnpan 發表於 2021-5-19 05:41 PM
熱像溫度與物體表面輻射系數有關，所以有誤差是正常，只要能比較溫差就達成設置的目的。 ...

完全正確，剛去搜尋此問題就是表面輻射系數，此熱像頭的文件中也有 Emissivity ɛ / 表面放射率的說明是預設為 1。

就像紅外線測溫槍一樣比較好的能自行輸入表面放射率來得到比較準確的數值，熱像儀不用管數值是否準確只要有溫差熱像就行了。

jeanshyen

如果 直接 聯結 智慧型 手機 應該可以有更好的表現 ~

康品穎

炒豆機的熱輻射不穩定，想說用這種方法，可能也不理想，看來要用；改變結構使熱電偶，能放到適當的地方，才能解決，最終應該要犧牲可拆下滾桶清洗的功能了，

cnpan

滾桶上用滑動熱電偶，或是滾桶內用外置熱電偶。直接量測。或量測桶身熱輻射

nessie

  咱於去年也做了一部 (感測器採用 AMG8833), 相較 duke83 君的陽春多了.

  M5Stack 還沒開殼過, 拜讀才知原來內部蓄電池有異狀可能, 難怪怎麼充都迅速掉電 . 看樣子也來找顆電池換一下好了.


  MLX90640 有單價 RMB$ 250 的? 能方便透露一下是境外電商哪一間店家嗎? 因為怎麼搜尋皆高於該單價. 想日後 "升級" 感測器 & 程式碼.

  無論提供與否, 先致謝!

duke83

nessie 發表於 2021-5-20 05:45 PM
咱於去年也做了一部 (感測器採用 AMG8833), 相較 duke83 君的陽春多了.

一定要升級的啦，掏寶賣家店名是“雄盛鑫电子”，可惡現在降價為 193 元了，我買貴了要去找他討差價！

電池我要換成 303030 250mAH 帶保護板的，還在集貨商倉庫內預計下週可到手。
M5Stack 內部的電池充放電電路是用 IP5306，看了其資料沒有提到電池低電壓保護的數值，所以還是要有電池保護板才不會一直製造垃圾。

allen388399

剛才才po上網的 flir 熱像儀機芯，解析度不錯，可以考慮看看

duke83

allen388399 發表於 2021-5-21 11:44 AM
剛才才po上網的 flir 熱像儀機芯，解析度不錯，可以考慮看看

這顆太高級了（雖然不算貴），但其周邊電路與網路資源也都沒看過，只能用 USB 連接電腦來用。

周邊電路就是指要有一片底板才能將其中的數位信號接出，例如 I2C 信號，目前此賣家有的只有 USB 底板。
也沒有 ARDUINO 的開源程式可以參考使用，要我依據原廠資料手冊寫出程式給 M5Stack 這類的小主機用我是沒那種功力。

目前 FLIR 家的製品只有 LEPTON 系列才有完整的網路資源包含軟硬體，也有 DIY 玩家用 M5Stack 主機來搭配的作品，我的下一步升級就是在等 LEPTON 系列的降價，可能要等疫情過了才會降價吧。

cnpan

https://www.ruten.com.tw/item/show?21303255205536  露天上 同像素元件

duke83

cnpan 發表於 2021-5-22 06:07 PM
https://www.ruten.com.tw/item/show?21303255205536  露天上 同像素元件

這台在原產地賣 RMB ˊ680 元，本來有想直接買這台就好不用麻煩買回來就直接能用，但後來想想自己拼裝比較好玩且程式還能東改西改的甚至以後還能升級熱像頭。

duke83

這兩日收到新電池要來更換內部電池並補上耗電測量。

新電池體積大上一點所以容量也幾乎加倍了，並內建保護板以保護電池不會被過度放電。


先用外部電源調為 4.2V 來測試本機的耗電電流。

這樣連續使用兩個小時沒問題了。

再測關機時的待機電流（跳動著）。

這個約 1mA 的電流有點大了待機不到一個月就會耗電耗光光。
先前有看過這台 M5 的討論區有人說過內部的電力管理晶片 IP5306 沒有進入休眠模式所致，得要更換成有 I2C 介面的 IP5306 並有程式支援才能解決。

所以先不管這個問題將電池裝好先用一陣子再說。


這陣子好像 MLX90640 銷路不好都在降價，連 15 樓介紹的那台成品也降價 100 人民幣，想玩的人可以關注一下。