Thermomètre infrarouge laser Arduino : 7 étapes (avec photos)

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

Dans ce projet, je vais vous montrer comment construire un thermomètre infrarouge laser numérique avec un boîtier imprimé en 3D personnalisé !

Étape 1: Introduction

Les thermomètres infrarouges sont largement utilisés dans de nombreux environnements de travail pour déterminer la température de surface d'un objet. Souvent, dans une machine ou un circuit électronique, la hausse des températures est l'un des premiers signes que quelque chose ne va pas. Une vérification rapide sans contact avec un thermomètre infrarouge peut vous permettre de savoir ce qui se passe avec la température d'une machine afin que vous puissiez l'éteindre avant qu'elle ne cause des dommages permanents.

Le rayonnement infrarouge est juste un autre type de rayonnement qui existe sur le spectre électromagnétique. Nous ne pouvons pas le voir, mais si vous deviez placer votre main près d'un objet chaud comme une cuisinière, vous ressentiriez les effets du rayonnement infrarouge. Tous les objets émettent de l'énergie sous forme de rayonnement infrarouge. La plupart des thermomètres portatifs utilisent une lentille pour focaliser la lumière d'un objet sur une thermopile qui absorbe le rayonnement infrarouge. Plus l'énergie infrarouge est absorbée, plus elle devient chaude et le niveau de chaleur est converti en un signal électrique qui est finalement converti en une lecture de température.

Je travaillais sur un circuit l'autre jour et j'avais un composant qui devenait extrêmement chaud. Je voulais connaître la température du composant mais comme je ne possède pas de thermomètre infrarouge j'ai décidé de fabriquer le mien. Il a un boîtier imprimé en 3D personnalisé pour que tout le monde puisse l'imprimer et l'assembler à la maison.

C'est un projet simple et pourrait être utilisé comme une excellente introduction aux capteurs, à la conception/impression 3D, à l'électronique et à la programmation.

Avis de non-responsabilité: évidemment pas adapté à un usage médical. Ce projet est juste pour le plaisir et si vous avez besoin d'un thermomètre infrarouge à usage médical, commandez-en un qui répond aux normes/tests médicaux.

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Étape 2: Composants nécessaires

Les composants nécessaires à ce projet sont ci-dessous:

1. Interrupteur à bouton momentané Amazon

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

3. Amazon laser 5V

4. Arduino Nano Amazon

5. Interrupteur marche/arrêt Amazon

6. Écran OLED 0.96 Amazon

7. Capteur de température GY-906 (ou capteur MLX90614 avec condensateurs/résistances appropriés) Amazon

8. Batterie 9V Amazon

9. Imprimante/filament 3D (j'utilise Hatchbox PLA d'Amazon)

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Étape 3: Capteur de température infrarouge GY-906

J'ai utilisé un capteur de thermomètre infrarouge GY-906 qui est une carte de dérivation pour le thermomètre infrarouge sans contact MLX90614 de Melexis.

La carte de dérivation est très peu coûteuse, facile à intégrer, et la version de la carte de dérivation est livrée avec des résistances de rappel de 10K pour l'interface I2C. Il est calibré en usine avec une plage de -40 à +125 degrés Celsius pour la température du capteur et de -70 à 380 degrés Celsius pour la température de l'objet. La précision de ce capteur est d'environ 0,5 degré Celsius.

Étape 4: Électronique

Maintenant que vous avez rassemblé tous les composants requis, il est temps de commencer à tout assembler. Je recommanderais d'abord de tout câbler sur une planche à pain, puis une fois que tout fonctionne correctement, allez-y et soudez le tout sur une carte de perforation.

Sur la gauche, nous avons notre laser avec une résistance de limitation de courant de 200 ohms alimentée par la sortie numérique 5. Il y a aussi un bouton-poussoir momentané standard qui est connecté entre 5 V et l'entrée numérique 2. Il y a une résistance de tirage 5K de sorte que lorsque le est ouvert, l'entrée n'est pas flottante et sera plutôt réglée sur 0V.

Sur la droite, nous avons notre interrupteur principal On/Off qui connecte notre batterie 9V aux broches VIN et GND de l'arduino nano. L'écran OLED et le capteur de température infrarouge GY-906 sont tous deux connectés à 3,3 V et les lignes SDA sont connectées à A4 et SCL à A5. L'écran Oled et le GY-906 ont déjà des résistances de rappel sur les lignes I2C.

Étape 5: Programmation

Je suppose que vous savez comment programmer votre arduino nano, mais sinon, il existe de nombreux excellents tutoriels disponibles en ligne.

Vous devrez installer les bibliothèques suivantes pour que le code soit compilé.

1. Adafruit SSD1306

2. Adafruits MLX90614

Le programme lit en permanence les données de température du MLX90614 mais ne s'affiche sur l'OLED que lorsque la gâchette du bouton est enfoncée. Si la gâchette est enfoncée, le laser s'allume également pour aider à identifier l'objet mesuré.

Étape 6: Conception/Impression/Assemblage 3D

J'ai conçu l'échelle dans Fusion 360.

Dans la base du thermomètre, il y a de la place pour une pile 9V, un interrupteur marche/arrêt et notre mécanisme de déclenchement qui n'est qu'un simple bouton poussoir momentané. Le couvercle de la base s'enclenchera. Il y a un trou pour acheminer le câblage des composants de base dans la partie supérieure du thermomètre.

Il y a une ouverture pour l'écran OLED de.96 pouces et une section avant sur la pointe du thermomètre pour votre laser et votre capteur MLX90614. Le laser et le capteur peuvent être ajustés par pression dans le trou. La section supérieure est pour l'arduino nano et je vais être honnête, j'ai vraiment sous-estimé la quantité de câblage dont j'avais besoin pour me connecter dans le peu d'espace. Beaucoup de fils se perdaient lorsque j'ai poussé le nano arduino dans le petit espace, j'ai donc fini par utiliser un pistolet à colle pour maintenir les fils en place tout en poussant le nano à l'intérieur du boîtier. J'ai toujours mis mon arduino nano sur des entretoises juste au cas où je voudrais le réutiliser pour un projet plus tard sur toute la ligne, donc les entretoises ont pris beaucoup de place supplémentaire qui ne serait pas nécessaire si vous le soudiez de manière permanente sur une carte de perforation. Néanmoins, finalement, j'ai tout câblé et dans le boîtier, alors j'ai appuyé sur le couvercle supérieur.

L'impression est un peu difficile pour lui donner une belle apparence, car la base principale que j'ai imprimée avec le côté de l'écran oled tourné vers le bas. L'angle de l'écran OLED est assez élevé, j'ai donc imprimé avec des supports sur la plaque de construction, mais cela rend la surface moins que parfaite. Il s'agit peut-être simplement d'un problème lié à mon imprimante et je suis sûr qu'il est possible d'obtenir une belle apparence si vous saisissez les paramètres de votre imprimante, mais je m'en fichais peu car il s'agit d'un outil.

Lien Thingiverse

Étape 7: Testez-le

Maintenant que vous avez le thermomètre infrarouge laser tout assemblé et programmé, il est temps de le tester !

Appuyez sur le bouton d'alimentation, attendez que l'écran Oled se charge et profitez de votre nouveau thermomètre. Pensez à vous abonner à ma chaîne youtube pour me soutenir et voir plus de projets/vidéos. Merci pour la lecture!