1979 كاميرا أبولو باي الحرارية: 10 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:37

يحتوي جهاز الكشف عن الميكروويف Apollo القديم هذا الآن على غرض جديد لامع ككاميرا حرارية ، يتم تشغيلها بواسطة Raspberry Pi Zero مع مستشعر الكاميرا الحرارية Adafruit الذي يأخذ درجات الحرارة ، ويعرض النتائج في الوقت الفعلي على شاشة TFT ساطعة مقاس 1.3 بوصة.

يحتوي على وضع مسبق وديناميكي - في البداية ، تعتمد الألوان المعروضة على الشاشة على عتبات درجة الحرارة المشفرة ، وفي الثانية يمكن ضبط نطاق الألوان باستخدام منزلقات درجة الحرارة على لوحة القيادة Adafruit.io. يعرض أي لقطات تم تحميلها بواسطة الجهاز ، والتي تم التقاطها باستخدام زر الإبهام الأصلي الموجود على المقبض.

يتم تشغيل النظام بالكامل بواسطة حزمة بطارية USB رفيعة أسطوانية مخبأة في قبضة اليد ، والتي يمكن إعادة شحنها بسهولة عن طريق إخراج مخروط الأنف وتوصيل سلك USB.

تتحكم ثلاثة نصوص Python فقط في منطق القائمة ، والمستشعر وتكامل Adafruit.io ، مع الشاشة التي يتم التعامل معها بواسطة PyGame.

لقد ساعدني العمل في هذا المشروع حقًا على إبقائي إيجابيًا أثناء الإغلاق ، ومع توفر الوقت الإضافي بين أيدينا ، وجدت أنا والأطفال العديد من الأشياء المثيرة للاهتمام حول المنزل للإشارة إليها!

ألقِ نظرة على Apollo Pi أثناء العمل في فيديو YouTube ، في حالة تعذر رؤية الإصدار المضمن أعلاه على

اللوازم

شاشة أبولو للميكروويف

Raspberry Pi Zero W

اندلاع كاميرا Adafruit AMG8833 الحرارية

شاشة Adafruit Mini PiTFT 1.3 بوصة

كابلات العبور

قرص تهتز 3 فولت

بنك طاقة USB

الخطوة 1: تفكيك

التقطت شاشة Apollo Monitor في مزاد لبيع السلع المستعملة في الصيف الماضي ، لمظهرها الفريد وليس أي شيء آخر - وهو نفس الشيء الذي شهدته بالتأكيد أيامًا أفضل! كانت الدوائر الداخلية غير مكتملة وكان كل شيء مغطى بفوضى من الغراء ، وهي محاولة تاريخية لإصلاحها.

كان من المفترض أن يتم استخدامه في الأصل للتحقق من وجود إشعاع الميكروويف ، على الأرجح في نوع من الأماكن الصناعية نظرًا لتصميمه وندرة أفران الميكروويف في ذلك الوقت ، على الرغم من أنني لم أتمكن من معرفة المزيد عنها. شيء واحد كنت أعرفه ، سيكون المنزل المثالي لكاميرا حرارية.

بمجرد أن انفصلت عن "الأنف" المخروطي ، انهار باقيه حرفياً ، وتم إزالة المقياس التناظري والزر المستطيل بسهولة. ومع ذلك ، احتفظت بالزر ، فقد كان وظيفيًا تمامًا وشكلًا غريبًا حقًا ، لذلك كنت أجد صعوبة في وضع بديل في نفس الفتحة.

الخطوة 2: الأسلاك

قبل تقليم العلبة لجعل كل شيء مناسبًا ، أردت أولاً التأكد من أنني أعرف كيف ستتماشى الأجزاء معًا ، لذلك قمت بضبط توصيل جهاز الاستشعار والشاشة. كان المستشعر نفسه جيدًا ، فقط أربعة كبلات توصيل مطلوبة لتوصيله بـ Raspberry Pi.

كانت الشاشة أكثر تعقيدًا بعض الشيء ، أظهر الرسم البياني pinout أنني سأحتاج إلى توصيل 13 سلك توصيل - من الواضح أنها مصممة للجلوس مباشرة فوق Pi ، لذلك كان علي أن ألوم نفسي فقط حقًا. قررت إضافة جزء من رأس الأنثى بين الشاشة واتصالات Pi ، حتى أتمكن من إزالة الشاشة وتوصيلها بسهولة. كانت هذه فكرة رائعة ، واتبعت مخطط pinout بعناية فائقة لتوصيل الرأس إلى Pi.

بعد ذلك ، قمت بلحام بعض كبلات العبور الجديدة بالزر الأصلي ، بحيث يمكن توصيلها بـ GPIO واستخدامها لالتقاط لقطات الصور الحرارية. أخيرًا ، لقد قمت بلحام قرص اهتزاز صغير مباشرة إلى دبابيس GPIO ، لتوفير بعض ردود الفعل اللمسية على مكابس الزر.

الخطوة 3: تعديل الحالة

أحد الأشياء التي أعادت إحياء شاشة Apollo من مربع "المهام المطلوب تنفيذها" كانت فتحة العرض في الأعلى - كان هذا تقريبًا الحجم الذي أحتاجه لشاشة Adafruit الصغيرة. بقسوة. استغرق الأمر ساعة أو نحو ذلك مع ملف لتوسيع الثقب إلى الحجم المناسب تمامًا ، لكنني لحسن الحظ تمكنت من عدم إتلاف الحالة في هذه العملية.

لقد قطعت أيضًا أجزاء من الدواخل التي كانت تحتوي في الأصل على بطارية PP3 ، وقطعت بعض الحواجز داخل المقبض لإفساح المجال لحزمة البطارية ، باستخدام أداة دوارة.

أخيرًا ، قمت بحفر بعض الثقوب الكبيرة بحيث يمكن لكابلات المستشعر وكابل الشحن أن تشق طريقها من "الأنف" للانضمام إلى بقية الدوائر.

الخطوة 4: الطاقة

بالنسبة لهذا المشروع ، قررت عدم استخدام بطارية LiPo ومحول / شاحن ، حيث كان هناك مساحة أكبر في العلبة. قررت بدلاً من ذلك استخدام بنك طاقة USB قياسي. كنت أرغب في الحصول على قطعة أسطوانية رفيعة ، لتناسب المقبض ، لذا بحثت عن أرخص وأرفع واحد يمكن أن أجده في أمازون. كان الشخص الذي وصل ، بمصباح LED الجبني وتصميم البطارية المزيفة هو أنحف ما يمكن أن أجده ، لكن عند فتحه في العلبة أدركت أنه كان لا يزال سميكًا جدًا بحيث لا يمكن وضعه في المقبض. ثم أدركت أنها تحطمت - الجزء العلوي مفكوك والبطارية العارية من الداخل انزلقت ، مما وفر لي بدقة 3 مم كنت أحتاجها لتلائمها داخل المقبض ، يا لها من نتيجة!

بعد ذلك ، أخذت كبل Micro USB قصيرًا ، جردت بعضًا من العزل ، وقص الكبل الإيجابي ولحومه في زر إغلاق مربع جميل ، بحيث يمكن التحكم في الطاقة دون الحاجة إلى فصل حزمة البطارية. تم تركيب هذا الزر بشكل جيد مع ما كان في الأصل غطاء البطارية ، وكان مطابقًا جدًا للزر الأصلي الموجود أعلى العلبة. الآن بعد أن عرفت أن كل شيء سيكون مناسبًا ، فقد حان الوقت لإنجاح كل شيء!

الخطوة 5: إعداد برنامج الكاميرا الحرارية

المستشعر الحراري نفسه هو Adafruit AMG8833IR Thermal Camera Breakout ، والذي يستخدم مجموعة 8x8 من المستشعرات لإنشاء صورة حرارية. إنه يعمل مع Arduino و Raspberry Pi ، ولكن أكبر ميزة لاستخدام Pi هي أنه يمكن للبرنامج استخدام وحدة scipy python لإجراء استيفاء ثنائي التكعيب على البيانات الملتقطة ، مما يجعلها تبدو وكأنها صورة 32 × 32 ، أنيق!

يعد إعداد المستشعر أمرًا سهلاً إلى حد ما ، ولكن هناك بعض الأطواق للقفز من خلالها ، وهذا ما نجح معي:

تمكين I2C و SPI على Raspberry Pi (تكوين Raspberry Pi> واجهات)

قم بتثبيت مكتبة Blinka CircuitPython:

pip3 تثبيت adafruit-blinka

بعد ذلك قم بتثبيت مكتبة مستشعر AMG8XX:

sudo pip3 تثبيت adafruit- دارة بايثون- amg88xx #

قم بإيقاف تشغيل Pi ، وقم بتوصيل المستشعر - فقط 4 أسلاك لحسن الحظ!

بعد ذلك ، قم بتثبيت وحدات scipy و pygame واللون:

sudo apt-get install -y python-scipy python-pygamesudo pip3 تثبيت اللون

في هذه المرحلة ، ألقى الكود الخاص بي بخطأ scipy ، لذلك أعدت تثبيته باستخدام:

Sudo Pip3 تثبيت scipy

ثم تلقيت الخطأ: ImportError: libf77blas.so.3: لا يمكن فتح ملف كائن مشترك: لا يوجد مثل هذا الملف أو الدليل

تم حل ذلك عن طريق تثبيت:

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

منذ ذلك الحين ، عمل رمز المثال بشكل جيد ، حيث تم تشغيل البرنامج النصي من وحدة التحكم بدلاً من Thonny:

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

أدى ذلك إلى ظهور شاشة المستشعر على الشاشة في نافذة pygame ، وبعد إجراء بعض التعديلات على عتبات اللون / درجة الحرارة ، تم تنويم مغناطيسيًا بواسطة صورة حرارية لوجهي.

الخطوة 6: إعداد برنامج شاشة LCD

كان من الجيد حقًا تشغيل المستشعر ، لكنني الآن بحاجة إلى عرضه على الشاشة الصغيرة. الشاشة التي استخدمتها هي Adafruit Mini PiTFT 1.3 240x240 - ويرجع ذلك أساسًا إلى أن دقتها وشكلها كانا مناسبين تمامًا للكاميرا الحرارية ، كما أنها كانت بالحجم المناسب لتلائم العلبة وقدمت زري GPIO المتصلين اللذين أحتاجهما.

قدمت تعليمات Adafruit خيارين هنا: طريقة سهلة وصعبة - بعد التجربة أدركت أنني بحاجة إلى استخدام الطريقة الصعبة ، لأن المستشعر يتطلب وصولًا مباشرًا إلى حاجز الإطارات. باتباع الإرشادات خطوة بخطوة ، كنت على ما يرام حتى أصبت بالسؤال "هل ترغب في ظهور وحدة التحكم" - حددت في البداية "لا" ، ولكن كان ينبغي أن أقول "نعم". كان هذا مؤلمًا بعض الشيء لأنه كان يعني أنني اضطررت إلى إعادة العملية ، لكنه جعلني أدرك أنه بمجرد تعيين Pi لعرض وحدة التحكم على TFT ، فلن يظهر سطح المكتب عبر HDMI (على الأقل) كانت تلك تجربتي).

ومع ذلك ، بمجرد اكتمال الإعداد ، عند إعادة تشغيل الشاشة الصغيرة ، عرضت نسخة مصغرة من عملية بدء التشغيل المعتادة Pi ، وعندما قمت بتشغيل المثال النصي للكاميرا الحرارية ، عرضت نافذة pygame الصورة الحرارية على الشاشة الصغيرة - مُرضية للغاية!

الخطوة 7: تعديلات التعليمات البرمجية

عملت عينة الكود بشكل جيد ، لكنني أردت أن تفعل أكثر قليلاً ، لذا اعمل على تعديل البرامج النصية حسب ذوقي. لقد بدأت بإنشاء برنامج نصي للقائمة يتم تحميله عند بدء التشغيل والاستفادة بشكل جيد من الزرين المدمجين في لوحة العرض.

menu.py

أولاً ، وجدت بعض Python عبر الإنترنت والتي من شأنها أن تعرض تأثير قائمة متحركة لطيف على الشاشة الصغيرة ، باستخدام PyGame. يكمن جمال هذا البرنامج النصي في أنه يحرك جميع الصور في مجلد معين ، لذلك سيكون من السهل تغيير الرسوم المتحركة في مرحلة لاحقة (على سبيل المثال لمطابقة ألوان الرسوم المتحركة مع الحالة). لقد قمت بتعيين البرنامج النصي للقائمة بحيث يؤدي الضغط على أحد الأزرار إلى إيقاف الرسوم المتحركة وفتح إما fever.py أو chill.py ، البرامج النصية لإظهار شاشة المستشعر. من خلال هذا العمل ، قمت بتعيين البرنامج النصي للتشغيل عند بدء التشغيل - عادةً ما أقوم بذلك عن طريق تحرير / etc / xdg / lxsession / LXDE-pi / autostart ، ولكن نظرًا لأن هذه الطريقة تعتمد على تحميل سطح المكتب ، كنت بحاجة إلى خيار مختلف هذه المرة.

لذلك قمت أولاً بتحرير ملف rc.local …

sudo nano /etc/rc.local

… ثم أضيفت ما يلي فوق خط الخروج مباشرة …

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

… بعد التأكد أولاً من أن البرنامج النصي menu.py يحتوي على ما يلي في الأعلى …

#! / usr / bin / env python3

… وأيضًا بعد إعداد menu.py كبرنامج نصي قابل للتنفيذ عن طريق كتابة:

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

في المحطة.

الحمى

بالنسبة إلى البرنامج النصي المُعد مسبقًا ، قمت أولاً بتعيين عتبات اللون / درجة الحرارة ، مع ضبط الحد الأدنى (الأزرق) على 16 والجزء العلوي (الأحمر) على 37.8. سيظل هذا نظريًا يظهر وجه الشخص باللون الأخضر ، لكنه يتوهج باللون الأحمر إذا كانت درجة الحرارة عند 37.8 درجة أو أعلى. هناك الكثير من الأبحاث على الإنترنت حول أخذ عينات من درجة حرارة الجسم من خلال طرق مختلفة ، ولكن مع تباين المستشعر +/- 2.5 درجة ، قررت الالتزام بنطاق "الحمى" الأكثر قبولًا على نطاق واسع - وهذا سهل بدرجة كافية للتغيير عبر ssh في وقت لاحق.

بعد ذلك ، قمت بتعيين زري الشاشة لإغلاق النص الحالي وفتح menu.py. أردت أيضًا أن أجد طريقة لالتقاط صورة الكاميرا وتصديرها ، وبعد أن وجدت أمر PyGame الصحيح

pygame.image.save (lcd، "Thermal.jpg")

لقد قمت بتعيين هذا للتشغيل عند الضغط على زر "الإبهام" - الزر الذي استخدمته في الأصل لأخذ قراءة الميكروويف. لقد اهتم ذلك بالتقاط الصورة ، ثم أضفت بعد ذلك في بعض أسطر لغة Python بحيث يتم تحميل الصورة على الفور إلى لوحة معلومات Adafruit IO بمجرد التقاطها ، بحيث يمكن عرضها على أجهزة أخرى وتنزيلها بسهولة. مع "حفظ باسم" سريع ، كان هذا هو البرنامج النصي المحدد مسبقًا.

chill.py (ديناميكي)

هناك ما هو أكثر في الكاميرا الحرارية من البحث عن درجات حرارة محددة ، وأردت أن يكون البرنامج النصي الديناميكي مرنًا ، بحيث يمكن تعديل عتبات اللون العلوية والسفلية بسهولة. لم أرغب في إضافة أزرار إضافية إلى الجهاز وتعقيد التنقل ، لذلك اخترت استخدام أشرطة التمرير على لوحة تحكم Adafruit.io.

كان لدي بالفعل الجزء الأكبر من كود Adafruit في البرنامج النصي المحدد مسبقًا ، لذلك كان علي فقط إضافة بعض الأسطر الإضافية ، بحيث يتم استرداد قيم شريط التمرير الحالية من لوحة القيادة عند التشغيل وتعيينها على أنها الإعدادات الافتراضية للعرض.

الكود الذي استخدمته متاح بالكامل على GitHub ، لإعادة استخدامه ، ما عليك سوى تنزيل مجلد FeverChill إلى المجلد / pi / على Pi الخاص بك وإدخال بيانات اعتماد Adafruit.io وأسماء الخلاصة في البرامج النصية ، بمجرد العرض & أجهزة الاستشعار.

مع عمل البرامج النصية بشكل جيد ، فقد حان الوقت للانتقال إلى شيء أكثر فوضوية!

الخطوة 8: اللمسات الأخيرة

في الأصل ، كان من المفترض أن يكون هذا المشروع إلهاءًا سريعًا عن استخدام المستشعر الحراري لشيء آخر ، ولكن مع الأحداث الجارية وجدت نفسي منجذبة إليه بشكل متزايد ، والتفاصيل الإضافية الدقيقة التي من شأنها أن تمدها وتجعلها أكثر صعوبة.

كانت حقيبة Apollo Monitor لطيفة جدًا للعمل بها ، ومن السهل قطعها ورملها ، ولكن لإنهائها بشكل جيد ، أردت وضع بعض لوحات الدوائر المرئية خلف "أقنعة" مطلية. استغرق ذلك وقتًا طويلاً ، ونحتها من قطع نفايات البلاستيك يدويًا ، لكنه كان عملًا مرضيًا. أولاً ، صنعت واحدة صغيرة من شأنها تغطية لوحة الشاشة ولكن تركت المفاتيح الصغيرة مرئية. بعد ذلك ، صنعت واحدًا من أجل المستشعر الحراري ، بحيث لا ترى إلكترونيات عارية إذا نظرت إلى أسفل "نهاية العمل".

لقد قررت نظام الألوان قبل يومين من إغلاق المملكة المتحدة ، وكنت محظوظًا في العثور على الألوان التي أريدها في متجر الأجهزة القريب. عندما تنقسم العلبة بشكل جيد إلى نصفين ، تم اقتراح مخطط ألوان ثنائي اللون ، ثم قمت بتمديد هذا إلى "مخروط الأنف" وغطاء المستشعر. كانت اللوحة ممتعة للغاية ، في أول يوم دافئ في العام ، على الرغم من أن هذا كان يعني الرسم بينما كانت الدبابير في السقيفة تتحرك وتتحرك. لم أستخدم شريطًا لاصقًا بطلاء بخاخ من قبل ، لكنني مسرور حقًا بكيفية ظهور القطع ذات اللونين الناتجة.

تعلمت دروس الإنشاءات السابقة تركت الأجزاء المطلية لتتصلب لمدة أسبوع جيد قبل محاولة التجميع ، وبدأت في تجميع الفيديو معًا في هذه الأثناء.

الخطوة 9: التجميع

عندما أعمل في مشروع ، أحب أن أصل إلى المسرح حيث يتم وضع كل شيء جاهزًا للتجميع مثل مجموعة نموذجية ذاتية الصنع. لا توجد ضمانات بأنها ستلائم جميعًا معًا والتعليمات موجودة فقط في رأسي ، لكنها الجزء المفضل لدي من أي تصميم.

سارت الأمور هذه المرة بسلاسة كبيرة - في الغالب لأن لدي وقتًا إضافيًا أقضيه في التفاصيل الصغيرة والتأكد من أن كل شيء كان على ما يرام. لقد قمت بلصق الشاشة بالغراء في العلبة أولاً وقبل كل شيء ، ثم أضفت زر "الالتقاط" - كانت هذه الأجزاء الوحيدة المتصلة بأعلى العلبة ، لذا كانت هذه بداية سهلة لطيفة.

بعد ذلك ، قمت بلصق حزمة البطارية برفق في المقبض ، وقمت بتركيب Pi بقوسها في العلبة. بعد ذلك تم لصق مستشعر الكاميرا بعناية في مخروط الأنف ، وتم ربط مفتاح الطاقة بغطاء البطارية وتم توصيل كل شيء.

لقد استخدمت كبلات توصيل لجميع التوصيلات ، ولكن لمجرد توخي الحذر الشديد ، قمت بلصقها في مكانها ، في حالة حدوث أي حركة أثناء الضغط النهائي للنصفين معًا. لقد كان ذلك في الواقع ، قليلًا من السحق ، ولكن لا توجد أصوات تكسير ، لذلك بمجرد أن يكون النصفان معًا بإحكام ، قمت بدفع مخروط الأنف وثبته من خلال المقبض - الشيءان الوحيدان اللذان يحملان المجموعة بأكملها معًا.

لم ينجح الأمر في المرة الأولى ، تمكنت من فصل الشاشة خلال السكوشاثون الأول ، ولكن مع بعض الانحناءات الاستراتيجية للكابلات ، انتهى كل شيء بسعادة في المرة الثانية. حان الوقت لتوجيهها إلى الأشياء!

الخطوة 10: أوقات اختبار درجة الحرارة

لقد ساعدني الحصول على وقت إضافي في المنزل حقًا على التركيز (الهوس؟) أكثر من المعتاد على التفاصيل الصغيرة لهذا المشروع ، وهذا بالتأكيد من أجل إنهاء أنظف ومفاجآت أقل في وقت التجميع - بالإضافة إلى المساعدة في الحفاظ على سلامتي العقلية المستقيم والضيق. كانت الخطة الأصلية لجهاز الاستشعار شيئًا مختلفًا تمامًا ، لذلك أنا سعيد جدًا بالنتيجة النهائية ، وهي بنية بطيئة ومرضية.

يبدو Apollo Pi رائعًا على رف المشروع أيضًا وهو بالتأكيد أداة ممتعة ومفيدة للتواجد ، لا يمكننا التوقف عن توجيهها إلى الأشياء! في عالم مثالي ، ستكون دقة العرض أعلى قليلاً ، وأحتاج إلى إيجاد طريقة ما "لقلب" الشاشة لأنها معكوسة في الوقت الحالي ، لكن هذه اهتزازات صغيرة.

شكرا على القراءة وابقوا بأمان الجميع.

كل مشاريعي التقنية القديمة والمواصفات الجديدة موجودة في Instructables على

مزيد من التفاصيل على الموقع على https://bit.ly/OldTechNewSpec. وأنا على TwitterOldTechNewSpec.