Ничего не найдено :(
    В гостях у Самоделкина! » Электроника » Arduino » Бесконтактный ИК-термометр с датчиком расстояния

    Бесконтактный ИК-термометр с датчиком расстояния




    Одним из симптомов зараженного COVID-19 человека является повышение температуры тела, помимо других симптомов, таких как ломота в теле, затрудненное дыхание.

    Очень важно постоянно контролировать температуру тела, для выявления заболевания на ранней стадии.
    Сейчас на входе многих предприятий и учреждений введен мониторинг температуры. Наиболее распространенный для этих целей ручной инфракрасный термометр.

    Главный недостаток портативного термометра - его производительность зависит от оператора и расстояния до измеряемой поверхности (лба,запястья руки). В зависимости от расстояния температура может не читаться, искажаться, а при не аккуратном пользовании, термометр может быть распространителем инфекции (при касании к телу).

    Для решения такой проблемы мастер сделал устройство, которое можно закрепить на стене в общественных местах и оно без участия оператора будет измерять температуру. Аппаратное обеспечение может автоматически измерять температуру человеческого тела, если расстояние между датчиком и лбом находится в заданных параметрах.

    Инструменты и материалы:
    -Arduino Nano;
    -Датчик температуры GY-906;
    -OLED-дисплей;
    -Инфракрасный датчик приближения;
    -Модуль зарядного устройства TP4056;
    -Аккумулятор 18650;
    -Держатель батареи 18650;
    -Повышающий преобразователь постоянного тока 5 В;
    -Кулисный переключатель -15 × 21 мм;
    -Зеленый светодиод 5 мм;
    -5 мм красный светодиод;
    -2 резистора по 330 Ом;
    -Пьезо-зуммер;
    -Прототип платы;
    -Штыревой разъем;
    -Провода 22 AWG;
    -Соединительные провода;
    -Паяльник;
    -Кусачки;
    -Инструмент для зачистки проводов;
    -3D-принтер;
    -Фен;

    Шаг первый: принцип работы
    Принцип работы устройства очень прост. Инфракрасный датчик термометра MLX90614 считывает температуру человеческого тела, когда расстояние (измеренное ИК-датчиком) между лбом и датчиком соответствует заданному значению. Показания датчика отправляются на Arduino для обработки, и обработанное значение отображается на 0,96-дюймовом OLED-дисплее.
    Помимо OLED-дисплея, для индикации используются два светодиода и один зуммер.
    1. Когда температура тела нормальная, загорится зеленый светодиод (LED1) и раздастся звуковой сигнал.
    2. Когда температура тела превышает 104 градуса по Фаренгейту (40 °C), загорится красный светодиод (LED2), и зуммер будет издавать звуковой сигнал в течение более длительного времени.

    Шаг второй: источник питания
    Питание, необходимое для всей схемы, обеспечивается двумя батареями, параллельно подключенными батареями 18650. Аккумулятор заряжается с помощью зарядного модуля TP4056.
    Напряжение аккумуляторной батареи повышается до 7 В с помощью модуля повышающего преобразователя (MT3608). Выход повышающего преобразователя подключается к выводу Vin Arduino.
    Переключатель устанавливается между выходом модуля зарядного устройства TP4056 и повышающим преобразователем.

    Шаг третий: подготовка платы Arduino и датчика температуры
    Чтобы снизить затраты, производитель часто отправляет плату и контакты разъемов отдельно.
    Чтобы припаять разъемы контактов к плате, сначала вставьте разъемы в макетную плату. Это необязательно, но это отличный способ убедиться, что разъемы контактов будут перпендикулярны плате и параллельны друг другу. Дальше нужно установить плату на штырьки и припаять.







    Шаг четвертый: инфракрасный датчик температуры MLX90614
    MLX90614 - это инфракрасный термометр для бесконтактного измерения температуры, способный измерять температуру в диапазоне -70 до 380°C. В датчике используется чувствительный к ИК-излучению микросхема детектора термобатареи и интегральная схема формирования сигнала, интегрированная в одну микросхему. Он работает на основе закона Стефана-Больцмана, который гласит, что все объекты излучают инфракрасную энергию, и интенсивность этой энергии будет прямо пропорциональна температуре этого объекта. Чувствительный элемент в датчике измеряет, сколько ИК-энергии излучается целевым объектом, а вычислительный блок преобразует его в значение температуры с помощью 17-битного встроенного АЦП и выводит данные через протокол связи I2C.

    Датчик измеряет как температуру объекта, так и температуру окружающей среды для калибровки значения температуры объекта. Датчик MLX 90614 может считывать температуру окружающей среды в диапазоне от -40 до 125 C (от -40 до 257 ° F) и температуру объекта в диапазоне от -70 до 380 ˚C (от -94 до 716 ° F).

    Подключение инфракрасного термометра к Arduino очень простое, поскольку он использует интерфейс связи I2C.
    Термометр MLX90614 имеет 4 контакта: VIN, GND, SCL и SDA.

    Подключения должны быть следующими:
    Ардуино -> MLX 90614
    5V ---> VIN
    GND -> GND
    A5 ----> SCL
    A4 ----> SDA


    Шаг пятый: батарейный разъем
    В схеме нужно подключить две батареи 18650 параллельно. Держатель для батареи, который мастер использовал, представляет собой держатель с двумя слотами с независимым контактом для подключения. Чтобы сделать параллельное соединение, нужно соединить две клеммы с каждой стороны вместе с помощью провода.

    Затем припаять красный провод к положительной клемме, а черный провод к отрицательной клемме держателя батареи.



    Шаг шестой: инфракрасный датчик приближения
    Можно установить расстояние обнаружения от датчика приближения до объекта, регулируя потенциометр на модуле датчика. Вращение потенциометра по часовой стрелке увеличит расстояние обнаружения, а против часовой стрелки уменьшит расстояние обнаружения объекта. Мастер установил это расстояние примерно на 50 мм.

    Подключения должны быть следующими:
    Arduino -> ИК-датчик
    3,3 В ---> VCC
    GND -> GND
    D9 ----> OUT


    Шаг седьмой: OLED-дисплей
    Для отображения температуры тела используется 0,96-дюймовый OLED-дисплей. Дисплей имеет разрешение 128x64 и использует шину I2C для связи с Arduino. Для связи используются два контакта SCL (A5), SDA (A4) в Arduino Nanno.
    Мастер использует библиотеку Adafruit_SSD1306 для отображения параметров.
    Подключения должны быть следующими:
    Arduino -> OLED
    5 В ---> VCC
    GND -> GND
    A4----> SDA
    A5 ----> SCL


    Шаг восьмой: светодиодная индикация
    Два светодиода используются для индикации того, является ли температура тела нормальной или ненормальной. Зеленый светодиод указывает на нормальную температуру тела, а красный светодиод указывает на повышенную температуру тела.

    Зеленый светодиод (LED1) подключается к цифровому выводу Arduino D3, а красный светодиод (LED2) к D5. Для ограничения тока светодиодов используются два резистора 330 Ом. Нужно припаять резистор к аноду светодиода.

    Затем припаять удлинительные провода. Места пайки заизолировать.








    Шаг девятый: зуммер
    Для оповещения в устройстве используется пьезозуммер. Зуммер имеет две клеммы: более длинная - положительная, короткая - отрицательная.

    Подключения должны быть следующими:
    Arduino -> Зуммер
    D7 -> положительный вывод
    GND -> отрицательный вывод



    Шаг десятый: подготовка платы
    Большинство модулей и компонентов подключаются к контакту 5V Arduino и GND. К сожалению, Arduino Nano имеет только один контакт 5V и два контакта GND. Для решения задачи питания мастер, подготовил плату расширения.
    Помимо контактов 5V и GND, нужны еще два контакта SDA и SCL для подключения датчика MLX 90614 и OLED-дисплея.



    При желании, можно заказать плату на специализированном сайте. Файлы для изготовления платы можно скачать здесь.



    Бесконтактный ИК-термометр с датчиком расстояния

    Шаг одиннадцатый: схема
    Все детали подготовлены и теперь можно собрать электронную часть согласно схемы.



    Шаг двенадцатый: программное обеспечение
    Дальше нужно загрузите скетч Arduino и установите все библиотеки.
    Библиотеки:
    1. Adafruit-MLX90614-Library
    2. Библиотека Adafruit_SSD1306
    3. millisDelay
    Дальше подключаем Arduino Nano к компьютеру. Устанавливаем правильную плату и номер COM-порта и загружаем код в Arduino.
    Non_Contact_IR_Thermometer_V1.0.ino

    Шаг тринадцатый: печать корпуса
    Корпус состоит из двух частей:
    1. Передняя часть корпуса
    2. Задняя крышка.
    При печати понадобится опорная конструкция для печати передней части корпуса.

    Настройки печати следующие:
    1. Скорость печати: 60 мм / с
    2. Высота слоя: 0,2 мм
    3. Плотность заполнения: 30%
    4. Температура экструдера: 200°C.
    5. Температура стола: 65 °C.






    Файлы для печати можно скачать ниже.
    BackCase_iThermowall.stl
    FrontCase_iThermowall.stl
    Шаг четырнадцатый: сборка
    Дальше можно приступить к сборке устройства. Сборка интуитивно понятна. Мастер использовал термоклей и двусторонний скотч для крепления всех деталей. После установки деталей закрывает заднюю крышку и закручивает 4 винта.






    Шаг пятнадцатый: установка и тестирование
    Перед первым использованием мастер заряжает устройство. Для зарядки можно использовать любое зарядное устройство 5V / 1A. Красный светодиод на модуле TP4056 указывает на то, что батареи заряжаются, а синий светодиод указывает на полную зарядку.
    После зарядки нужно включить тумблер, и дождаться пока на OLED-дисплее появится сообщение «инициализация».
    После проверки правильности работы устройства (можно имитировать высокую температуру например паяльником), устройство устанавливается в нужное место.





    Весь процесс по сборке такого инфракрасного термометра можно посмотреть на видео.

    Источник (Source)
    Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

    Электронная панель - игрушка для детей и опыт для «ардуинщиков»

    Устройство для измерения скорости пули пневматической винтовки

    0
    Идея
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    0
    Описание
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    0
    Исполнение
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    Итоговая оценка: 0.0 из 10 (голосов: 0 / История оценок)

    Добавить комментарий

    1 комментарий
    Korolev
    Переключатель устанавливается между выходом модуля зарядного устройства TP4056 и повышающим преобразователем 
    Думаю, правилнее было бы отключать "+" АКБ.

    Привет, Гость!


    Зарегистрируйтесь

    Или войдите на сайт, если уже зарегистрированы...

    Войти

    Добавьте самоделку

    Добавьте тему

    Онлайн чат

    Последние комментарии

    Все комментарии