Arduino Laserowy termometr na podczerwień: 7 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:28

W tym projekcie pokażę Ci, jak zbudować cyfrowy laserowy termometr na podczerwień z niestandardową obudową wydrukowaną w 3D!

Krok 1: Wprowadzenie

Termometry na podczerwień są szeroko stosowane w wielu środowiskach pracy do określania temperatury powierzchni obiektów. Często w maszynie lub obwodzie elektronicznym rosnące temperatury są jedną z pierwszych oznak, że coś jest nie tak. Szybkie bezkontaktowe sprawdzenie za pomocą termometru na podczerwień może dać ci znać, co dzieje się z temperaturą maszyny, dzięki czemu możesz wyłączyć urządzenie, zanim spowoduje trwałe uszkodzenie.

Promieniowanie podczerwone to po prostu kolejny rodzaj promieniowania, który występuje w widmie elektromagnetycznym. Nie widzimy tego, ale gdybyś zbliżył rękę do czegoś gorącego, takiego jak płyta kuchenna, odczułbyś skutki promieniowania podczerwonego. Wszystkie obiekty emitują energię w postaci promieniowania podczerwonego. Większość termometrów ręcznych wykorzystuje soczewkę do skupiania światła z jednego przedmiotu na termostosie, który pochłania promieniowanie IR. Im więcej energii IR jest pochłaniane, tym jest ona cieplejsza, a poziom ciepła jest przekształcany w sygnał elektryczny, który jest ostatecznie przekształcany w odczyt temperatury.

Kiedyś pracowałem nad torem i miałem element, który bardzo się nagrzewał. Chciałem poznać temperaturę elementu, ale ponieważ nie posiadam termometru na podczerwień, postanowiłem zbudować własny. Ma niestandardową obudowę wydrukowaną w 3D, dzięki czemu każdy może ją wydrukować i złożyć w domu.

Jest to prosty projekt i może być użyty jako świetne wprowadzenie do czujników, projektowania/drukowania 3D, elektroniki i programowania.

Zastrzeżenie: Oczywiście nie nadaje się do użytku medycznego. Ten projekt jest po prostu dla zabawy i jeśli potrzebujesz termometru na podczerwień do użytku medycznego, zamów taki, który spełnia standardy medyczne/testy.

Rozważ subskrypcję mojego kanału YouTube, aby mnie wspierać i oglądać więcej zabawnych projektów.

Krok 2: Potrzebne komponenty

Komponenty potrzebne do tego projektu są poniżej:

1. Przełącznik chwilowy Amazon

2. Rezystory (5K Ohm, 200 Ohm) Amazon

3. Amazonka laserowa 5V

4. Arduino Nano Amazon

5. Włącznik/wyłącznik Amazon

6. Ekran OLED 0,96 cala Amazon

7. Czujnik temperatury GY-906 (lub czujnik MLX90614 z odpowiednimi kondensatorami/rezystorami) Amazon

8. Bateria 9 V Amazon

9. Drukarka 3D/filament (używam Hatchbox PLA z Amazon)

Ujawnienie: Powyższe linki amazon są linkami partnerskimi, co oznacza, że bez dodatkowych kosztów otrzymam prowizję, jeśli klikniesz i dokonasz zakupu.

Krok 3: czujnik temperatury na podczerwień GY-906

Użyłem czujnika termometru na podczerwień GY-906, który jest płytką zaciskową do bezdotykowego termometru na podczerwień MLX90614 firmy Melexis.

Płytka zaciskowa jest bardzo niedroga, łatwa do zintegrowania, a wersja tabliczka zaciskowa jest wyposażona w rezystory podciągające 10K dla interfejsu I2C. Jest fabrycznie skalibrowany w zakresie od -40 do +125 stopni Celsjusza dla temperatury czujnika i od -70 do 380 stopni Celsjusza dla temperatury obiektu. Dokładność tego czujnika wynosi około 0,5 stopnia Celsjusza.

Krok 4: Elektronika

Teraz, gdy masz już wszystkie wymagane komponenty, nadszedł czas, aby zacząć składać wszystko razem. Polecam najpierw okablowanie wszystkiego na płytce stykowej, a następnie, gdy wszystko działa poprawnie, przylutuj wszystko na płytce perf.

Po lewej stronie mamy nasz laser z rezystorem ograniczającym prąd 200 omów, który jest zasilany z wyjścia cyfrowego 5. Jest też standardowy przycisk chwilowy, który jest podłączony między 5V a wejściem cyfrowym 2. Jest tam rezystor obniżający 5K, dzięki czemu gdy przełącznik jest otwarty, wejście nie jest pływające i zamiast tego zostanie ustawione na 0V.

Po prawej stronie mamy nasz główny włącznik/wyłącznik, który łączy naszą baterię 9V z pinami VIN i GND arduino nano. Wyświetlacz OLED i czujnik temperatury na podczerwień GY-906 są podłączone do 3,3 V, a linie SDA są podłączone do A4, a SCL do A5. Wyświetlacz oled i GY-906 mają już rezystory podciągające na liniach I2C.

Krok 5: Programowanie

Zakładam, że wiesz, jak zaprogramować swoje arduino nano, ale jeśli nie, istnieje wiele świetnych samouczków dostępnych online.

Aby kod mógł się skompilować, musisz zainstalować następujące biblioteki.

1. Adafruits SSD1306

2. Adaowoce MLX90614

Program stale odczytuje dane temperatury z MLX90614, ale jest wyświetlany na OLED tylko po naciśnięciu spustu przycisku. Jeśli spust zostanie naciśnięty, laser również się włączy, aby pomóc zidentyfikować mierzony obiekt.

Krok 6: Projektowanie/drukowanie/montaż 3D

Skalę zaprojektowałem w Fusion 360.

W podstawie termometru jest miejsce na baterię 9V, włącznik/wyłącznik oraz nasz mechanizm spustowy, który jest tylko prostym, chwilowym przyciskiem. Pokrywa dolna zatrzaśnie się na swoim miejscu. W górnej części termometru znajduje się otwór do poprowadzenia okablowania elementów podstawy.

Na końcu termometru znajduje się otwór na wyświetlacz OLED o przekątnej.96 cala i przednia część na laser i czujnik MLX90614. Zarówno laser, jak i czujnik można wcisnąć w otwór. Górna część jest przeznaczona dla arduino nano i powiem szczerze, że naprawdę nie doceniłem ilości okablowania, które potrzebowałem do podłączenia na małej przestrzeni. Wiele przewodów się gubiło, gdy wepchnąłem arduino nano do małej przestrzeni, więc skończyłem używając pistoletu do klejenia, aby utrzymać przewody na miejscu, jednocześnie wpychając nano do obudowy. Zawsze umieszczam moje arduino nano na wspornikach, na wypadek, gdybym chciał ponownie użyć go do późniejszego projektu, więc wsporniki zajmowały dużo dodatkowego miejsca, które nie byłyby potrzebne, jeśli na stałe przylutowałeś je do płyty perforowanej. Niemniej jednak w końcu udało mi się wszystko okablować i włożyć do obudowy, więc wciskam górną pokrywę.

Drukowanie tego jest dość trudne, aby wyglądało świetnie, ponieważ główna podstawa, którą wydrukowałem, stroną z ekranem OLED skierowaną w dół. Kąt ekranu OLED jest dość wysoki, więc wydrukowałem z podporami na platformie roboczej, ale to sprawia, że powierzchnia wygląda mniej niż idealnie. To może być po prostu problem z moją drukarką i jestem pewien, że można uzyskać świetny wygląd, jeśli wybierzesz ustawienia drukarki, ale nie przejmowałem się zbytnio, ponieważ jest to narzędzie.

Łącze Thingiverse

Krok 7: Przetestuj to

Teraz, gdy masz już zmontowany i zaprogramowany laserowy termometr na podczerwień, nadszedł czas, aby go przetestować!

Naciśnij przycisk zasilania, poczekaj, aż wyświetlacz oled się załaduje i ciesz się nowym termometrem. Rozważ subskrypcję mojego kanału na YouTube, aby mnie wspierać i oglądać więcej projektów/filmów. Dziękuję za przeczytanie!