Меню

Как сделать тепловизор из подручных средств



Как сделать тепловизор своими руками

Основная функция тепловизора заключается в наблюдении за изменяющимся распределением температуры на какой-либо поверхности. Вся полученная информация отображается на дисплее, как цветовое поле, где каждый цвет соответствует определенному температурному значению. Современные модели тепловизоров могут быть стационарными и переносными. С помощью стационарных устройств контролируются различные технологические процессы, выполняемые на промышленных предприятиях. Переносные тепловизоры применяются в особых условиях, когда скорость и простота использования приобретают решающее значение.

Принцип работы тепловизора

Для работы тепловизоров годятся любые погодные условия. С их помощью составляются термограммы, проверяется качество утепления помещений, определяются наиболее холодные или теплые места в комнатах, источники сквозняков и места скопления воды из-за перепадов температур. Но, несмотря на все положительные качества, очень немногие могут приобрести его в личное пользование по причине довольно высокой стоимости. Поэтому многие умельцы пытаются изготовить тепловизор своими руками из подручных материалов.

Благодаря способности к идентификации тепловых волн, тепловизоры стали популярны во многих областях жизни и деятельности людей. Все неодушевленные предметы, наряду с живыми существами, производят излучение электромагнитных волн в достаточно широком диапазоне частот, в том числе и в инфракрасном спектре. Инфракрасное излучение часто называется тепловым. Степень его интенсивности находится в зависимости от температуры объекта и практически не изменяется при разной степени освещения.

Данное свойство положено в основу работы тепловизора, не только фиксирующего тепловое излучение, выделяемое объектами, но и преобразующего в форму, доступную для визуального восприятия. С этой целью в приборе устанавливается специальный объектив с оптикой из германия. Данный материал применяется для изготовления линз, беспрепятственно пропускающих тепловое излучение. Обычное стекло нельзя использовать, потому что оно задерживает инфракрасные лучи.

Проходя через систему линз, инфракрасные волны задерживаются на специальной матрице. Она выполнена в виде микросхемы, состоящей из светочувствительных диодов, способных изменять сопротивление в зависимости от интенсивности воздействия на них инфракрасных лучей. Современные технологии позволяют создать матрицу компактной, с низкой энергоемкостью. Для улучшения качества изображения предусмотрено ее охлаждение с помощью программных и аппаратных средств.

Токовые посылки, прошедшие через матрицу, считываются процессором и преобразуются в видеосигнал, который выводится на внешний монитор или дисплей тепловизора. Разница температур объекта и окружающей среды дают вполне четкий контур изображения. Каждая волна в зависимости от температуры, отображается с помощью разных цветов. Для более удобного пользования прибором в некоторых моделях поверх кадра выводится шкала, отображающая соответствие разных точек изображения, значениям абсолютной температуры объекта. Дополнительно могут отображаться минимальные и максимальные значения температур.

Современные приборы обладают точностью вычислений в пределах 0,05 градуса, что дает возможность получить наиболее реалистичную картинку. Чаще всего настройка тепловизора выполняется на тепловые волны длиной 3-5,5 мкм. Это дает возможность снизить до минимума влияние на чувствительность прибора таких природных явлений, как дождь, снег, туман и дым.

Тепловизор своими руками из фотоаппарата

Одним из вариантов является самостоятельное изготовление тепловизора на базе фотоаппарата, в состав которого входит матрица со структурой, как и у настоящего прибора.

Изначально каждый фотоаппарат настраивается таким образом, чтобы человек получал изображения в натуральном виде. С этой целью устанавливается специальный фильтр, отражающий или поглощающий инфракрасные лучи. В результате, кривая чувствительности матрицы становится идентичной кривой человеческого глаза. Для того чтобы фотоаппарат стал выполнять функции тепловизора, из него нужно удалить фильтр инфракрасного излучения. Иногда вместо него устанавливается фильтр видимого спектра, не имеющий большого значения и не влияющий на качество изображения. Таким же образом можно изготовить тепловизор для охоты своими руками.

Готовый тепловизор может применяться в домашних условиях. С его помощью легко обнаружить места проникновения в помещение холодного воздуха, ликвидировать сквозняки и утечку тепла.

Тепловизор своими руками из смартфона

Сам смартфон невозможно превратить в тепловизор без использования дополнительного оборудования. Однако с недавних пор стала выпускаться специальная приставка Seek Thermal, являющаяся по своей сути мобильным миниатюрным тепловизором, с размерами, не более спичечного коробка.

Читайте также:  Что такое денежные средства в активе баланса

Этот мини-прибор способен работать со многими смартфонами на базе Андроид версии не ниже 4.3. Он выполняет те же функции, что и настоящие фирменные тепловизоры, подключается через стандартные разъемы. Получается довольно легко собрать самодельный тепловизор своими руками. Несмотря на маленькие размеры, объектив камеры оборудован кольцом для фокусирования, а также чувствительным сенсором в виде матрицы на 32 тыс. пикселей, частота съемки у которой составляет 9 Гц. Основным достоинством прибора считается величина рабочего температурного диапазона в пределах от -40 до +330 С.

Смартфон для тепловизора является не только экраном, отображающим информацию, но и своеобразной вычислительной машиной. Все действия выполняются с помощью специального приложения Seek Thermal, обладающего широкими возможностями. Данная программа позволяет сделать выбор цветовой палитры, единиц измерения температуры, выполнить настройку изображения и много других операций.

Тепловизор из видеокамеры своими руками

Одним из способов самостоятельного изготовления тепловизора является вариант с использованием видеокамеры. Для этого нужно заранее подготовить все необходимые материалы . Следует запастись обычным инфракрасным термометром, комплектом светодиодов RGB, платой Arduino и самой видеокамерой.

Решение задачи, как сделать тепловизор своими руками достаточно простое, за исключением особенностей программирования платы. В самом начале выполняется подключение инфракрасного термометра к плате Arduino. Данный элемент позволяет определить температуру объекта в какой-либо конкретной точке. Сама плата выполняет промежуточную функцию. К ней подключаются заранее приготовленные светодиоды. Затем всю систему нужно запрограммировать таким образом, чтобы показания термометра совпадали с определенным цветом, который будут производить светодиоды. Если выполнить настройку в соответствии с общепринятыми стандартами, то высокой температуре будет соответствовать красный цвет, а более низким температурным показателям – синий.

Работоспособность всей конструкции проверяется путем направления на стену луча инфракрасного термометра. При этом светодиоды должны загореться установленными цветами. Однако такая проверка будет неполной в связи с отсутствием дисплея. Эта проблема легко решается с помощью обычной видеокамеры, настроенной на замедленную съемку. Снимки производятся через каждые 2-3 секунды, фиксируя освещение, исходящее от светодиодов. На дисплее отображаются соответствующие цветные пятна.

Тепловизор своими руками из веб-камеры

Одним из вариантов такой сборки является использование рабочей веб-камеры и датчика температуры MLX90614, предназначенного для сканирования объекта. Его единственным недостатком считается очень низкая скорость сканирования. Однако на фоне существенной экономии денежных средств, эта проблема не имеет решающего значения.

Дополнительно понадобятся: плата Arduino, два сервопривода с корпусами, штатив, резисторы на 4,7 кОм – 2 шт., лазерная указка. Источником исходного изображения служит веб-камера, она же выполняет функции видоискателя.

С помощью двух сервоприводов осуществляется движение в горизонтальном и вертикальном направлениях. Нижний горизонтальный привод закрепляется на штативе, сюда же устанавливается лазерная указка. На вертикальный сервопривод прикрепляется веб-камера и датчик температуры. Датчики Arduino подключаются по специальной схеме. Далее, когда тепловизор из камеры своими руками полностью собран, вся конструкция помещается в общий корпус и закрепляется на штативе. После этого можно начинать сканирование выбранной области. При этом лазерная указка выполняет функцию целеуказателя во время проведения съемки.

Самодельный сканирующий тепловизор из ик-датчика

Принцип работы светодиода: параметры и характеристики

Инфракрасные обогреватели вред и польза

Камера видеонаблюдения Wi-Fi

Камера видеонаблюдения к телевизору

Камеры видеонаблюдения с датчиком движения и записью

Источник

Как сделать тепловизор из фотоаппарата: как переделать, видео

Тепловизор из фотоаппарата своими руками можно сделать без особенного опыта, если четко следовать инструкции. Фактически техника не нуждается в доработке, наоборот, ее нужно избавить от лишних элементов.

Для чего можно использовать самодельный тепловизор

Любые живые и неживые объекты с температурой поверхности выше нуля излучают тепло. Различить его невооруженным взглядом нельзя, поскольку речь идет о свечении в инфракрасном диапазоне. Но зато увидеть такое излучение позволяет специальный прибор — тепловизор. Он предоставляет цветную картинку, где теплые объекты выделены цветами от фиолетового до красного в зависимости от конкретной температуры.

Читайте также:  Что может быть доказательством наличия денежных средств

Стоимость профессиональных тепловизоров довольно высокая, но полезный прибор можно сделать самостоятельно из старой техники, например, из цифрового фотоаппарата.

Тепловизор может пригодиться для нескольких целей.

  1. Контроль за утечками тепла. При помощи прибора можно оценить качество теплоизоляции и выяснить, где именно наблюдаются резкие температурные перепады.
  2. Диагностика утечки энергии. Тепловизор поможет установить слабые места электроприборов, понять, где происходит излишний нагрев проводников, вызванный плохим контактом.
  3. Ночное видение. Тепловизор из старого фотоаппарата может оказаться очень полезным на темной улице или в лесу, поскольку поможет обнаружить людей и теплые объекты.

Также устройства инфракрасного спектра применяют в машиностроении, металлургии, в медицине и при спасательных операциях. Но здесь речь идет уже о профессиональных приборах с высоким уровнем надежности и расширенным функционалом.

Как сделать тепловизор из цифрового фотоаппарата своими руками

Сделать тепловизор из старого фотоаппарата довольно просто, поскольку модернизировать устройство фактически не придется. Матрица фототехники изначально способна воспринимать инфракрасное излучение.

Фотоаппарат для изготовления тепловизора берут цифровой, в слишком старых моделях нужной матрицы нет

Но поскольку для создания снимков такая функция не нужна, еще на заводе в девайс устанавливают тепловой фильтр, отражающий или поглощающий ИК-спектр. В результате на экране фотоаппарата пользователь видит только то, что и так воспринимает человеческий глаз. Таким образом, для превращения девайса в тепловизор достаточно просто извлечь ИК-заглушку.

Подготовка материалов и инструментов

Чтобы сделать тепловизор из старого фотоаппарата, понадобится подготовить некоторые инструменты и расходные материалы:

  • цифровую фототехнику с жидкокристаллическим дисплеем, так называемую мыльницу, обязательно в рабочем состоянии;
  • инфракрасные светодиоды с мощностью 2-5 Вт в количестве двух штук;
  • радиаторы для охлаждения светодиодов;
  • кнопку включения и выключения;
  • модуль повышения или понижения напряжения;
  • пальчиковую батарейку 1,5 В формата АА;
  • маленький пинцет;
  • малярный нож;
  • отвертку со сменными насадками для очень маленьких винтов;
  • паяльник;
  • клеевой пистолет.

Расходные материалы и инструменты дешевые и доступные, приобрести их можно на радиорынке или через Интернет.

Как переделать фотоаппарат в тепловизор

Переделка фотоаппарата в тепловизор не представляет особенных сложностей, если следовать проверенному алгоритму:

  1. На фотоаппарате откручивают все видимые винтики, а потом аккуратно снимают крышку, прикрывающую заднюю панель и края жидкокристаллического дисплея. После этого демонтируют сам экран, отомкнув его от придерживающей рамки, и отсоединяют от внутренней платы электронные шлейфы.
    Шлейфы скрепляют части фотоаппарата, без их отключения нельзя разобрать девайс
  2. С устройства снимают переднюю крышку и демонтируют провод микрофона. С осторожностью нужно обращаться с высоковольтным конденсатором вспышки. Его контакты необходимо замкнуть тестером или вольтметром, не прикасаясь к элементу руками.
    Высоковольтный конденсатор на плате способен довольно сильно ударить током при касании
  3. Нужная светочувствительная матрица расположена рядом с объективом фотоаппарата. Чтобы добраться до нее, необходимо открутить при помощи отвертки удерживающие винты и снять весь блок. После этого инфракрасный фильтр аккуратно поддевают пинцетом за край и отделяют от матрицы.
    Инфракрасный фильтр на свету будет слегка зеленоватым
  4. На место демонтированного фильтра устанавливают простое тонкое стекло или прозрачную пленку. Этот этап можно пропустить, поскольку воспринимать ИК-излучение самодельный прибор в любом случае будет. Но видео о тепловизоре своими руками из фотоаппарата рекомендует все-таки установить фильтр, если хочется сохранить функцию автофокуса. Без стекла или пленки эта опция пострадает.
    Самодельный прозрачный фильтр можно вырезать из защитной пленки для экрана смартфона
  5. Дальше можно приступать к обратной сборке самодельного тепловизора из фотоаппарата. Блок со светочувствительной матрицей устанавливают над объективом на прежнее место и фиксируют винтами.
    Затянуть винты нужно максимально плотно, чтобы матрица не «люфтила»
  6. На место устанавливают также плату управления, закрепляют винты. Вставляют в нужный отсек конденсатор вспышки и паяльником восстанавливают нарушенные контакты.
    При обратной сборке нужно соблюдать максимальную внимательность и не оставлять «лишних» деталей
  7. Шлейфы электронной платы подключают в соответствующие разъемы, после чего возвращают на место посадочную рамку и жидкокристаллический экран.
    Перед обратной установкой корпуса нужно убедиться, что никакие шлейфы и другие запчасти не забыты
  8. Переднюю и заднюю крышку монтируют на место, после чего закручивают последние оставшиеся винты и проверяют устройство на работоспособность. Затем можно переходить к следующему этапу — для тепловизора нужно организовать подсветку. Для этого к подготовленной пальчиковой батарейке подключают резистор и снижают напряжение до 1,7 В.
    Исходное напряжение в элементе питания слишком высокое — 2,8 В
  9. Светодиоды промазывают теплопроводящей пастой и припаивают к радиаторам по контактам. Нужно проконтролировать, чтобы лампочки плотно прижимались к поверхности, иначе в процессе работы они будут перегреваться. Фотоаппарат снова разбирают и снимают заднюю крышку, чтобы установить на свободное место кнопку для включения и выключения инфракрасной подсветки.
    Кнопку можно взять без фиксации — это поможет экономить заряд батарейки
  10. На последнем этапе внутри корпуса прокладывают провода, которые соединят между собой кнопку, подсветку и питание. Радиаторы с закрепленными инфракрасными светодиодами приклеивают на передней крышке тепловизора по сторонам объектива. Сверху прикрывают пластиковой заглушкой с проделанными для лампочек отверстиями. Корпус собирают окончательно, а выведенные наружу провода прикрепляют к внешнему резистору.
    Чтобы резистор не висел на проводах, его можно приклеить к торцевой стенке или дну тепловизора
Читайте также:  Что такое отказ технических средств в системе касант

Необходимо отметить, что самодельный тепловизор на основе старого фотоаппарата не будет обладать высокой чувствительностью. Яркой и контрастной цветной картинки он не даст, и использовать его для измерения температуры не получится. Но предоставлять отчетливое изображение в полной темноте домашний прибор сможет, и инфракрасное свечение достаточно мощных объектов, расположенных вблизи, тепловизор тоже зафиксирует.

Заключение

Тепловизор из фотоаппарата своими руками по функциональности сильно уступит покупному. Но в ближнем инфракрасном спектре он работать будет и особенно хорошо станет действовать в качестве прибора ночного видения.

Источник

Тепловизор из подручных материалов

Xakep #263. Кредитки в опасности

Термосъёмка (thermal photography) — очень полезная разновидность фотографии, которая показывает в кадре участки с разной температурой. Например, с помощью термосъёмки можно найти мостик холода на стене, самое холодное/тёплое место в комнате, источник сквозняка на оконной раме, место прокладки труб с горячей водой под полом или под асфальтом. В общем, полезных применений очень много. Например, съёмка частного дома с помощью тепловизора сразу показывает места утечки тепла, которые требуется утеплить, в кадре располагается шкала с отметкой температуры от 16°C до 24°C.

Проблема только в том, что тепловизоры — очень дорогие приборы, их стоимость может доходить до 10 тысяч долларов, а то и больше. К счастью, есть способ собрать практически аналогичное устройство из дешёвых подручных комплектующих.

Идея состоит в том, что можно взять какой-нибудь дешёвый инфракрасный термометр — это прибор, измеряющий температуру в конкретной точке на небольшом расстоянии. Через плату Arduino мы подключаем термометр к набору RGB-светодиодов из какого-нибудь фонаря. Далее, мы программируем систему таким образом, чтобы цвет фонаря зависел от показаний термометра. Как обычно, высокой температуре соответствует красный цвет, а низкой температуре — синий цвет. Теперь, направив фонарь со встроенным термометром на любой объект, мы автоматически «подсвечиваем» этот объект соответствующим цветом, в зависимости от его температуры.

А теперь ключевая идея: ставим цифровую камеру в режиме замедленной съёмки (time-lapse). Она делает кадры каждые несколько секунд и фиксирует освещение от фонаря. Нам остаётся только аккуратно обойти с фонарём всю комнату — и камера сделает фотографию, которая не уступает даже самому дорогому тепловизору. И это при том, что стоимость комплектующих в нашей самодельной конструкции не превышает 50 долларов: дешёвый термометр, фонарь на светодиодах за 8 долларов, плата Arduino и фотоаппарат.

Описание идеи самодельного тепловизора см. здесь.

Ниже — примеры фотографий, сделанных самодельным тепловизором.

Источник