Как собрать тепловизор своими руками

Как сделать тепловизор своими руками?

На самом деле тепловизор – это необходимый прибор в каждом доме. С его помощью можно определить на зачаточной стадии любые проблемы, связанные с нарушением теплоизоляции крыши, оградительных сооружений или подвала дома.

При помощи этого устройства можно обнаружить различные нарушения в теплоизоляции кровли еще до того, как реки воды польются с потолка во время проливного дождя.

А ведь ни для кого не секрет, сколько неприятностей нам доставляют чернеющие потолки и запах сырости, появившийся у нас дома. Всего этого можно избежать, если регулярно проводить энергоаудит своего жилища.

Однако тут возникает новая проблема: где взять тепловизор. Это достаточно дорогостоящее оборудование, поэтому не каждый его обладатель согласится отдать его даже на время в чужие руки.

Допустим, если вы профессиональный строитель и этот прибор приобретаете для профессионального использования, то, конечно, он со временем окупит себя. Но если вы к строительству не имеете никакого отношения, но считаете проведение постоянного энергоаудита своего жилья важной стратегической задачей, то вам лучше сделать тепловизор своими руками.

Обойдется такое устройство гораздо дешевле, но при этом качество его работы будет ничуть не хуже, чем у покупного прибора.

Делаем тепловизор своими руками.

Сделать самодельный тепловизор – задача не самая сложная, а при наличии элементарных знаний по физике и навыков паяния ее и вовсе можно назвать пустяковой. Давайте с вами сначала разберемся, что же на самом деле представляет собой это устройство?

Тепловизор – это устройство, применяемое для измерения распределения температуры на какой-либо поверхности бесконтактным способом.

Как правило, это устройство оснащено дисплеем, на котором отображается тепловая карта в виде цветового изображения, на которой красный цвет, отображает высокотемпературные участки, а черный либо синий указывают температуру объекта.

Стоят такие приборы очень дорого, примерно несколько тысяч долларов, а поэтому это устройство гораздо проще сделать собственными руками, чем купить. Готовые приборы позволяют определять температуру стационарных и движущихся объектов в режиме реального времени, в то время как движущиеся объекты нас не интересуют и мы собираемся изготовить прибор только для проведения энергоаудита жилища.

Сканирование объекта нашим прибором будет занимать около минуты, и использовать его можно будет только для исследования статистических объектов.

Необходимые элементы для сборки прибора

В устройстве прибора будут использованы два сервопривода, для перемещения по вертикали и по горизонтали, а также необходимый для обработки и дальнейшей передачи полученных данных в ПК контроллер Arduino.

Также понадобится лазерный модуль либо лазерная указка, необходимые для выделения зоны сканирования, модуль бесконтактного датчика температуры MLX90614-BCI, поворотное устройство, штатив, веб-камера (необязательно новая), два резистора на 4.7кОм и корпус для самодельного тепловизора.

Назначение веб-камер.

Веб-камера в приборе будет являться источником исходной картинки. Проще говоря, она будет представлять собой своего рода видоискатель области сканирования. Для этих целей может быть использована любая веб-камера вне зависимости от производителя.

При выборе видоискателя единственный параметр, которым следует руководствоваться, это ее размеры: чем меньше, тем лучше. Однако и значительные размеры устройства не являются такой уж проблемой, так как всегда можно снять с веб-камеры корпус, тем самым уменьшив ее размеры.

Крепления и сервоприводы.

При выборе этих элементов также особых ограничений нет. Всего для создания тепловизора нам понадобится два сервопривода. Первый будет отвечать за движение по вертикали, а второй – по горизонтали. Однако при выборе сервоприводов есть один нюанс.

Учитывая, что на сервоприводе, отвечающем за горизонтальное перемещение, будет держаться и вертикальный привод, а также веб-камера, желательно, чтобы первый привод был более мощным, чем второй. Однако если у вас имеются два сервопривода с одинаковой мощностью, они вполне могут быть использованы при создании этого прибора.

В оригинале крепления для сервоприводов называются не иначе как поворотно-наклонный механизм или просто серво-кронштейн.

Крепление нижнего сервопривода будет выполняться к штативу либо другому какому-то основанию, его заменяющему. Туда же необходимо будет закрепить и лазерный модуль или указку. К вертикальному сервоприводу следует прикрепить веб-камеру, а также датчик MLX90614 при помощи клея и мелких деталей от детского металлического конструктор либо запчастей от вышедшего из строя электросчетчика.

Температурный датчик MLX90614-BCI.

Следует сразу заметить, что найти этот конструктивный элемент – задача не из легких, а, наоборот, даже очень трудновыполнимая. Помимо того, что найти этот датчик фактически невозможно, его еще можно назвать самой дорогой деталью самодельного устройства.

При приобретении температурного датчика следует обратить внимание на последние буквы его названия. Наличие в названии датчика аббревиатуры BCI свидетельствует о том, что он имеет насадку, обеспечивающую узкое поле зрения.

Скетч для Arduino, а также все необходимое программное обеспечение для полноценной обработки данных сканирования можно без проблем найти и скачать в интернете.

Многие счастливые обладатели самодельного тепловизора утверждают, что для ускорения работы устройства необходимо дополнительно настроить датчики с помощью специального скетча.

Но это не всегда работает, так как иногда после настройки датчики начинают выдавать ложные температурные значения. Поэтому проводить или нет дополнительную настройку температурных датчиков, решать только вам.

Заключительный этап.

После выполнения сборки всех схем, устройство необходимо поместить в заранее приготовленный корпус и закрепить его на штативе. В виде корпуса для тепловизора вполне подойдет пластиковая упаковка из-под подходящего по размеру автомобильного освежителя воздуха (либо какая-то другая пластмассовая коробка), которую можно легко закрепить на штативе.

Также для улучшения качества съемки темных мест можно дополнительно закрепить на штативе обычный фонарик.

Использование самодельного тепловизора.

В связи с тем, что этот прибор очень много времени тратит на сканирование, он не может использоваться для проведения энергоаудита в производственных целях, но вполне может применяться в частной практике.

Также его использование целесообразно при необходимости выявления нагрева электрических проводов, различных соединений и силовых сборок. Основным неудобством этого прибора является то, что он может использоваться только вместе с компьютером.

Тепловизор, сделанный своими руками, позволит вам не только сэкономить семейный бюджет на покупке нового устройства, но и станет отличным помощником в решении многих хозяйственных вопросов. Сегодня тепловизорный контроль является одним из наиболее эффективных способов выявления различных строительных дефектов.

Однако ввиду высокой стоимости этого прибора купить его могут только крупные строительные фирмы. Но при этом сделанный тепловизор своими руками может вполне подойти для работы в домашних условиях и даже с успехом использоваться небольшими строительными бригадами.

Так зачем платить огромные деньги, если сделанный тепловизор своими руками может вполне справиться с возложенной на него задачей по выявлению различных строительных недочетов?!

Источник

Как сделать охотничий тепловизор своими руками?

Изначально предназначение тепловизора заключалось в использовании в военных целях. На сегодняшний же день его можно применять на охоте, в промышленности и в других целях. Покупной прибор имеет немалую стоимость, доступную не каждому человеку. В такой ситуации можно воспользоваться возможностью изготовления бюджетного тепловизора своими руками. Это довольно не простая задача, однако вполне выполнимая.

Чаще всего встречаются переделки следующих цифровых фото- и видеоустройств:

• фото- и видеокамеры. Для того, чтобы переделать цифровую камеру в тепловизор, следует демонтировать особый фильтр – так можно превратить оборудование в охотничий тепловизор. Это можно сделать своими руками посредством небольшой доработки конструкции с использованием паяльника;
• покупка девайсов для современных мобильных устройств;
• web-камера. Дополнительно покупаются компоненты, которые позволяют устройству работать в диапазоне ИК.

Для анализа целесообразности таких переделок следует обдумать порядок работы и просчитать возможные последствия изменения конструкции прибора.

Охотничьи тепловизоры в идеале должны иметь корпус, который будет устойчивым к механическим повреждениям и ударам. Желательно, чтобы он был сделан из сплава с защищенностью примерно степени IP54.

Рассмотрим подробнее, как сделать тепловизор для охоты своими руками и что для этого понадобится.

Сложность изготовления тепловизора

Данное устройство фиксирует инфракрасное излучение, испускаемое животными. Бывалые же охотники на практике используют прибор не для быстрого поиска добычи, а для нахождения подранков. Для других целей прибор мало подходит, поскольку дальность его действия ограничивается чувствительностью.

По конструкции тепловизор во многом похож на классическую цифровую камеру. В его конструкции используются следующие составляющие:

• светочувствительная матрица. Состоит из множества фотоэлементов, которые фиксируют разницу спектра картинки в области действия оптической системы;
• оптическая система. Нужна для фокусировки изображения, а также для его перенаправления на принимающее устройство;
• информационный блок обработки;
• дисплей для отображения графической информации.

Основная сложность самостоятельного создания тепловизора заключается в материалах, применяемых в процессе производства светочувствительной матрицы и оптической системы. Эти компоненты можно купить отдельно и провести самостоятельную адаптацию для совместной работы.

Варианты адаптации других устройств

Можно найти много вариантов переделки стандартных фото- и видеокамер, а также других устройств, чтобы они могли выполнять функции тепловизора. Идеальной замены добиться невозможно, так как в таком случае производители сделали бы данную опцию базовой для оборудования. Максимум, чего можно достичь при переделке камеры – это режим ночной съемки на расстоянии до 2 метров.

Цифровая камера

Несмотря на некоторую схожесть в конструкции, является очень проблематичным сделать полноценный тепловизор из цифровой камеры. Демонтаж фильтра, работающего в диапазоне ИК, не принесет желаемого результата. Негативные последствия подобной операции – быстрый выход из строя матрицы и повышение уровня цветового шума.

Дополнительно можно столкнуться с такими проблемами:

• для работы специальной матрицы требуется особая система охлаждения, отсутствующая в бытовой технике;
• чувствительность матрицы в устройстве не рассчитана на восприятие инфракрасного диапазона. То есть, ее нужно заменить на соответствующую;
• программное обеспечение устройства не позволит правильно обработать полученное изображение – понадобится перепрошивка.

Если учесть все эти нюансы, то в итоге получится не очень качественный тепловизор. Его дальность будет минимальная, а высокая погрешность изображения не позволит нормально охотиться.

Web-камера

Альтернативным вариантом может быть изготовление устройства, которое регистрирует тепловое излучение животных и птиц, из Web-камеры.

Для переделки нужно приобрести специальный набор, который включает следующие элементы:

• плата Arduino для передачи изображения;
• два серводвигателя, необходимых для вертикального и горизонтального смещения камеры;
• температурный датчик MLX90614;
• камера и лазерная указка (для использования в качестве тепловизионного прицела для охоты).

После сборки устройство будет способно фиксировать тепловое излучение на расстоянии до 30 метров. Бинокль с тепловизором для охоты можно также попытаться сделать с использованием Web-камер.

Инфракрасный термометр

Своими руками прибор можно сделать и с помощью платы Arduino и инфракрасного градусника. Для этого необходимо взять хороший инфракрасный термометр, так как известно, что он может измерять температуру на некотором расстоянии, и подключить его к светодиодам с фонаря через плату Arduino.

Фонарь для этого следует брать из качественных изделий. Если купите дешевую модель, то и тепловизор получится таким же. Плата Arduino – устройство, предназначенное для строительства простых схем в робототехнике и автоматике. Используется не специалистами в этих областях.

Программируйте плату так, чтобы свет фонарика изменялся в зависимости от температуры объекта.

Допустим, что холодные предметы будут синего цвета, живые объекты – красными, нейтральные – зелеными. Таким образом, при наведении прибора, разные объекты будут иметь соответствующий цвет. К прибору можно подключить цифровой дисплей, получая картинку с качеством не хуже, чем у дорогих моделей готовых тепловизоров.

Так, вполне реально самостоятельно сделать охотничий тепловизор. И если стоимость прибора в магазинах составляет от 19 000 рублей, самодельный прибор вам обойдется в сумму от 2 до 5 тысяч. Окончательная стоимость определяется комплектующими деталями.

Например, стоимость платы Arduino – от 150 рублей, она зависит от качества, на светодиодный фонарь придется потратить от 500 до 2 000 рублей, а приличный дисплей можно приобрести за цену 1000–1500 рублей.

Покупка «девайса» для телефона

В последнее время популярными стали бытовые тепловизоры, которые стремятся адаптировать для охоты. Фактически же практике они могут использоваться только для поиска подранка, поскольку имеют ограничение дальности действия. Подобные модели чаще всего применяют для расчета тепловых потерь дома или анализа системы отопления.

Ярким примером такого действия является тепловизор Seek Thermal, который работает в паре со смартфоном.

Однако для анализа актуальности использования прибора во время охоты следует ознакомиться с техническими характеристиками устройства:

• задекларированная дальность обнаружения составляет до 550 метров, но только при отсутствии большого количества тепловых объектов и тумана;
• чувствительность – 70 mK;
• наличие цветовой подсветки.

Цена такой модели составляет от 17 тысяч рублей.

Профессиональный охотничий тепловизор рекомендуется приобретать только в случае, если он действительно необходим.

Перед принятием решения касательно целесообразности самостоятельного изготовления прибора подсчитайте расходы и сравните с покупным устройством. Составьте полный перечень деталей и тщательно спланируйте все свои действия.

Источник