Thermomètre IR sans contact : 8 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:05

Mon ministère local de la Santé m'a contacté car ils avaient besoin d'un moyen de suivre quotidiennement la température corporelle de la santé de leurs employés pendant la crise de 2020 Covid-19. Normal, les thermomètres IR du commerce commençaient à se faire rares, alors on m'a demandé si je pouvais produire un design pour une version DIY.

Cette conception s'appuie fortement sur le travail effectué par Aswinth Raj dans ce post:

Je voulais apporter quelques modifications de conception de plusieurs manières importantes: je voulais que le boîtier soit aussi rapide que possible à fabriquer, en optant pour une conception d'emballage plat découpée au laser plutôt que pour l'impression 3D. Étant donné que les lignes d'approvisionnement sont actuellement tendues, je voulais ramener le reste de la nomenclature à un niveau aussi durable et bon marché que possible. J'ai échangé le véritable Arduino Micro contre le générique Arduino Nano. Normalement, je plaiderais pour un véritable matériel Arduino, mais ici, aller bon marché et omniprésent a plus de sens. Parlons du capteur MLX90614 - en particulier de sa désignation spécifique. La version BAA extrêmement courante a un champ de vision de 90 degrés qui est complètement inadéquat pour ce projet. Cette documentation utilise la désignation BCH, qui utilise un champ de vision de 12 degrés et rapporte des lectures de température plus fiables. Au moment d'écrire ces lignes, le stock était insuffisant pour cette version, mais continuez à vérifier les fournitures sur Digikey et Mouser.

Fournitures

1x capteur thermique IR MLX 90614-BCH

1x version Arduino Nano CH340:

1x écran 128x64 OLED i2c

1x diode laser

1x condensateur.1uF

1x connecteur de batterie 9v

1x bouton poussoir temporaire

Brancher le fil

pile 9v

Contreplaqué de bouleau baltique de 3 mm

Étape 1: Étape 1: Découpe au laser du boîtier

D'accord, vous pouvez vraiment faire cette partie à tout moment avant les dernières étapes, mais si vous ne voulez pas attendre que la colle sèche, faites-le d'abord pendant que vous assemblez l'électronique. Tout doit tenir sur une seule pièce de bouleau baltique de 6 x 8 pouces d'une épaisseur de 3 mm. Vous pouvez trouver un lien vers le fichier SVG sur cette page. Veuillez me contacter si vous aidez directement des professionnels de la santé et que vous n'avez pas accès à un laser. Nous pouvons régler quelque chose.

Étape 2: Étape 2: Assembler le boîtier

J'ai assemblé le boîtier à l'aide de colle à bois, mais vous pouvez également utiliser du CA, selon votre préférence.

Vous voulez d'abord coller les deux pièces d'ouverture ensemble. Assurez-vous qu'ils sont parfaitement alignés les uns avec les autres et éliminez toute infiltration de colle dans les trous avant qu'ils ne sèchent complètement. Vous devrez peut-être également limer les fentes des deux panneaux latéraux pour vous assurer qu'ils s'emboîtent correctement. (Photos 1 & 2)

Cela vous facilitera grandement la vie si vous faites couler une flaque de colle à bois sur un morceau de plastique ou un sac en plastique et que vous l'appliquez ensuite avec un cure-dent ou une brosse. Vous n'aurez pas besoin de grand-chose, vous ne voulez donc pas qu'il se répande partout. Ensuite, placez l'ouverture avant dans l'un des panneaux latéraux, en collant les surfaces de contact. Monter ensuite le panneau inférieur en veillant à ce que la trappe soit tournée vers l'arrière, enfin emboîter le panneau arrière en veillant à ce que le côté cranté soit orienté vers le haut. (Photos 3, 4 et 5)

Il n'y a que deux autres panneaux à insérer - le fond de panier de la poignée, puis la base de la poignée. Faites d'abord le fond de panier de la poignée, avec le trou tourné vers le haut de l'unité, et enfin la base de la poignée. Enfin, appliquez de la colle sur toutes les surfaces supérieures, puis placez l'autre plaque latérale sur toutes les languettes. Serrez-le ensemble et laissez la colle durcir pendant au moins une heure. (Photos 6, 7 et 8)

Étape 3: Étape 3: Assemblez vos matériaux

Ce circuit a beaucoup à faire et la soudure est assez serrée, il vaut donc la peine de prendre un moment pour tout tester pour s'assurer que cela fonctionne avant de commencer à apporter des modifications sur lesquelles vous ne pouvez pas revenir. La première image est le schéma général du circuit. Nous utilisons intensivement les broches A4 et A5 de l'Arduino Nano pour la fonctionnalité i2c, les broches 5v et 3.3v, et quelques autres. (Image 1)

Tout d'abord, soudez le capteur infrarouge. Si votre capteur n'est pas attaché à un PCB, vous devrez souder vos propres connexions aux conducteurs. La fiche technique n'est pas bonne pour identifier si vous regardez à l'avant ou à l'arrière du capteur, alors utilisez la photo annotée comme guide, en utilisant l'onglet pour référence. Par souci de cohérence, j'utiliserai des fils jaunes pour les connexions SCL et bleu pour SDA pour les connexions i2c. Soudez tous les conducteurs à certains fils flexibles, puis utilisez un thermorétractable pour isoler les connecteurs. Coupez les fils à environ 3 pouces. (Images 2 & 3) Ensuite, nous voulons connecter des fils à l'écran OLED. Si le vôtre est livré avec des broches d'en-tête préinstallées, dessoudez-les et détachez-les - nous voudrons des connexions soudées permanentes. Encore une fois, utilisez des fils jaunes pour SCL et bleus pour SDA. (Images 4 et 5) Si votre Arduino Nano n'est pas livré avec des en-têtes attachés, c'est le bon moment pour en attacher. Utilisez une planche à pain pour les aider à rester alignés pendant que vous les soudez en place. (Photos 6, 7 et 8)

Étape 4: Étape 4: Chargez et testez votre code

Si votre capteur MLX90614 n'est pas livré avec une carte de dérivation, vous avez besoin d'un condensateur de 0,1 uF pour relier les connexions de 3,3 V et de masse. Assurez-vous qu'il est en place sur votre maquette avant d'alimenter votre circuit.

Si votre Arduino Nano possède le chipset CH340, (Image 1) vous devrez peut-être installer des pilotes spécifiques avant de pouvoir programmer la carte. Cherchez la puce au bas du tableau. Vous pouvez trouver le pilote et les instructions pour l'installer ici:

learn.sparkfun.com/tutorials/how-to-instal…

Selon la version de la carte, vous devrez peut-être basculer entre les versions actuelles d'ATmega328P et d'ATmega328P (ancien chargeur de démarrage). (Photo 2) Si votre code s'est chargé avec succès, vous devriez voir la température indiquée sur l'écran OLED. (Photo 3)

Vous pouvez trouver le code en bas de cette page. Il existe deux versions différentes, une pour Fahrenheit et une autre pour Centigrade.

Étape 5: Étape 5: Soudure permanente

Ok, commençons à construire un circuit durable. Commencez par mesurer votre perfboard. J'utilise une carte sans traces pré-connectées. c'est plus de travail pour faire toutes vos connexions, mais cela vous donne un peu plus de flexibilité dans votre mise en page. Commencez par placer votre Nano dans le perfboard et faites quelques mesures avant de le couper. Vous aurez besoin d'au moins trois rangées de broches du côté analogique de votre carte. J'ai pensé que je devais garder une rangée ouverte de l'autre côté, mais il s'est avéré que ce n'était pas le cas, alors je l'ai finalement coupée pour économiser de l'espace. Soudez toutes les broches au perfboard. Ensuite, effectuez les connexions de soudure permanentes pour le capteur IR, y compris le condensateur et la connexion à la terre. Le capteur doit être alimenté par la broche 3.3v. (Photos 1-5) Ensuite, câblez le capteur OLED. Il peut être alimenté par la broche 5v. Ajoutez ensuite la diode laser, directement câblée de 5v à la terre. Enfin, branchez le connecteur de la batterie 9v. Le rouge est connecté à la broche Vin et de la masse à la masse. Vous pouvez connecter votre batterie pour vérifier que tout fonctionne correctement. (Photos 6, 7 et 8)

Étape 6: Étape 6a: Assemblage final (ish)

Maintenant que votre circuit terminé est soudé et fonctionnel, et que votre boîtier est construit, il est temps d'assembler cette chose. Tout d'abord: insérez la diode laser dans le trou inférieur, plus petit, dans la pièce d'ouverture avant. Cela devrait déjà être un ajustement serré, mais cela ne fait pas de mal de le fixer avec un peu de colle chaude. Avant d'aller trop loin, déposez le connecteur de la batterie 9v, avec un peu de mou de fil décent, dans le trou et dans le foret de la poignée. (Photos 1-4) Ensuite, placez le capteur IR dans le plus grand trou, en le fixant également avec un peu de colle chaude. Étalez de la colle chaude sur la plaque arrière du boîtier et utilisez-la pour fixer l'écran. Vous pouvez utiliser de la colle supplémentaire autour des trous de montage si vous ne vous sentez pas suffisamment en sécurité. Enfin, utilisez quelques gouttes supplémentaires de colle chaude pour aider à fixer l'arduino et le perfboard dans le corps de l'homme de l'enceinte. (Photos 6-8)

Étape 7: Étape 6b: Assemblage final_final

Maintenant que tout est réuni dans la partie supérieure de l'enceinte, il est temps de se concentrer sur la partie inférieure.

Coupez le fil de terre du connecteur de la batterie 9v et dénudez les fils. Les souder aux connecteurs du bouton poussoir. Faites-le passer par le trou de la poignée de sorte que le bouton soit orienté vers l'avant, puis fixez-le à l'aide de la rondelle frein et de l'écrou. (Photos 1-4)Finalement, fixez la batterie et insérez-la dans l'espace de la poignée. Vous pouvez le fixer avec un peu de ruban adhésif si vous voulez l'empêcher de tomber. (Photo 5)

Étape 8: Utilisation et bonnes pratiques

Avis de non-responsabilité probablement évident mais toujours absolument nécessaire: CE N'EST PAS UN ÉQUIPEMENT MÉDICAL ET JE NE SUIS PAS UN FABRICANT D'ÉQUIPEMENT MÉDICAL.

Je suis assez satisfait de la précision et de la cohérence de cet appareil, mais si vous l'utilisez pour vérifier les températures des personnes, surtout maintenant pendant la pandémie de Covid-19 de 2020, prenez le temps de vous familiariser avec les températures signalées par l'appareil. et établissez vos propres lignes de base. Au mieux, cet appareil ne doit pas être utilisé pour remplacer un thermomètre médical. Il devrait être utilisé pour déterminer si une personne doit être soumise à un examen médical plus approfondi et plus fiable.

De plus, vous devez placer l'appareil aussi près que possible de votre sujet - idéalement à moins de 2 à 4 pouces. J'ai inclus un laser pour plus de précision, mais le faisceau infrarouge a toujours une largeur de 12 degrés et vous souhaitez que votre sujet remplisse ce faisceau autant que possible. J'espère que cela vous aidera. S'il vous plaît envoyez-moi des commentaires si vous l'utilisez dans la pratique afin que je puisse mettre à jour le projet. Restez en sécurité, protégez votre famille, soutenez votre communauté et continuez à faire.