Как старый фотоаппарат превратить в современный тепловизор

Наверное, многие смотрели фильм «Хищник» и немного завидовали способности видеть тепловое излучение, как пресловутый инопланетянин. Оказывается, не только на охоте можно пользоваться этой фишкой, а ещё во многих сферах производства и медицины. И не такое уж дорогое это удовольствие — тепловизор, а смастерить его своими руками можно даже из фотоаппарата а-ля мыльница. Как это сделать, и где девайс можно применить — тема сегодняшней статьи.

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.

Необходимые материалы и инструменты

Для работы не понадобиться использовать сложные инструменты и дорогостоящие материалы. Следует подготовить такой перечень инструментов и материалов:

• Фотоаппарат мыльница (цифровой), оснащенный жидкокристаллическим экраном.
• ИК светодиоды.
• Радиаторы, обладающие охлаждающей функцией. Посредством их использования светодиоды будут охлаждаться до безопасной температуры.
• Преобразователь напряжения.
• Выключатель в виде кнопки.
• Пальчиковая батарейка на 1, 5 В(АА).
• Изолирующая лента.
• Паяльник.
• Отвертка, в комплекте которой есть сменные насадки.
• Нож малярный.
• Пистолет с горячим клеем.
• Маленький пинцет.

При наличии таких простых и недорогих материалов и приспособлений можно приступать к изготовлению тепловизора своими руками.

Для чего можно использовать тепловизор

Помимо спецэффектов в фантастических фильмах, прибор находит следующее применение:

• контроль утечки энергоресурсов —поскольку при плохом контакте происходит нагрев проводников, тепловизор даёт возможность легко выявить эту проблему;
• оценка теплоизоляционных свойств строящихся зданий;
• в качестве альтернативы прибора ночного видения — для обнаружения живой силы и техники противника;

• у спасателей — для обнаружения очагов возгорания, поиска людей, возможных выходов из помещений и оценки обстановки;
• в медицине — для идентификации в толпе людей с повышенной температурой и для выявления патологий организма, в том числе онкологических очагов;
• в металлургии и машиностроении — для получения представления о неоднородности нагревания объектов.

Помимо перечисленного, тепловизор находит применение в астрономических телескопах, при ветеринарном контроле и в системах ночного вождения. Словом, спектр его применения точно не ограничивается охотой.

Как переделать фотоаппарат в тепловизор

Вообще-то, переделывать ничего особо и не придётся. Изначально матрица фотоаппарата воспринимает инфракрасное излучение. Другое дело, что заводы-изготовители ставят в них так называемые тепловые фильтры, которые отражают либо поглощают попадающее на их поверхность ИК-излучение.

По-другому этот фильтр называют тепловое зеркало, в буржуйском исполнении — «hot mirror». В результате воспринимаемый матрицей фотоаппарата спектр становится примерно идентичным тому, что видит человеческий глаз.

Если извлечь из фотоаппарата ИК-фильтр, он начнёт работать как тепловизор. Можно (но не обязательно) установить вместо него фильтр видимого спектра. Как показывает практика, особой роли он не играет и на работу прибора влияния практически не оказывает.

Помимо фотоаппарата, подопытными (или жертвами — как процесс пойдет) для изготовления чудо-девайса могут послужить:

• смартфон;
• видеокамера;
• веб-камера;
• ИК-датчик.

Описывать технологию их переделки не буду, поскольку это уже совсем другая история. Да и технология доработки сложнее, а затрат — на порядок больше.

Шаг Необходимые компоненты

Компоненты, необходимые для сборки нашего инфракрасного термометра Ардуино приведены ниже:

• Кнопка-переключатель
• Резисторы 5 кОм, 200 Ом
• 5В лазер
• Ардуино Нано
• Переключатель Вкл/Выкл
• Дисплей OLED 0,96″
• Датчик температуры GY-906 или датчик MLX90614 с соответствующими конденсаторами/резисторами
• Аккумулятор 9В
• 3D-принтер и нить (например, Hatchbox PLA)

Многие компоненты можно приобрести в большинстве интернет-магазинов.

Устройство из web-камеры

Этот вариант также возможен – но наиболее трудоёмок и относительно дорог, поскольку требует дополнительных затрат в сумме примерно $150. К тому же эффективно полученный прибор на сервоприводах способен будет засечь лишь неподвижный предмет с тепловым излучением.

Особенности сборки тепловизора из веб-камеры на фото

Для сборки понадобится:

• специальная плата передачи изображения на ПК Arduino, устанавливаемая в батарейный отсек;
• один малый серводвигатель для перемещения по вертикали, крепящийся спереди от платы скотчем или суперклеем;
• второй большой серводвигатель, размещаемый в поворотном по горизонтали устройстве и служащий основой для закрепления на нём всей конструкции;
• температурный датчик MLX90614, подключаемый к плате Arduino согласно схеме;
• аналогичным образом подключаемая лазерная указка (указывающая текущее направление сканирования);
• сама «вебка», точно сориентированная с указкой и тепловым датчиком.

Данная конструкция и будет работать как тепловизор с целеуказателем (правда, придётся отдельно скачать и установить ещё и софт для Arduino – доступный в интернете и небольшой по размеру – около 7Мб вместе с инструкцией по установке скетчей и библиотек).

Схема подключения датчика и сервоприводов к микроконтроллеру

Принцип работы

Принцип действия тепловизоров основан на законе физики, согласно которому любое нагретое тело излучает в пространство тем более интенсивное инфракрасное излучение (ИК), чем горячее температура предмета – в том числе и тело теплокровного животного. Такое излучение улавливается нашим прибором и преобразуется в картинку на мониторе, удобную для человеческого восприятия. Разница в температуре ИК-излучения передаётся различными цветами, привычными для нас по традиционному, видимому излучению. От тёмно-фиолетового и синего для наиболее холодных тел – до оранжевого и ярко-красного горячих.

Схема тепловизора

Осуществляется этот процесс приёма-передачи изображения в 3 этапа:

• улавливание ИК-оптикой теплового излучения;
• цифровое распределение его по величинам температур;
• построение термографической картинки – имитации так называемой тепловой карты объекта (чем-то схожей с привычным показом температур на картах метеорологических прогнозов погоды).

Стоит отметить, что для человеческой скорости реакции все эти действия осуществляются по существу мгновенно.

Конечно, собранный самостоятельно тепловизор качества картинки и эффективной дальности профессионального аппарата не даст. Но для охотника, желающего засечь хотя бы просто бесформенное тепловое пятно затаившегося зверя, в устройстве высокой чёткости стоимостью в 5, 10, а иногда и в 20 тысяч долларов, в сущности, нет необходимости.

Как действует тепловизор – изображение

Мы готовы предложить вам три практических варианта сборки любительского тепловизора – а какой из них выбрать, решать остаётся самому охотнику.

Принцип работы тепловизора на примере автомобиля

Самодельный сканирующий тепловизор из ик-датчика

Принцип работы светодиода: параметры и характеристики

Инфракрасные обогреватели вред и польза

Камера видеонаблюдения Wi-Fi

Камеры видеонаблюдения

Камеры видеонаблюдения с датчиком движения и записью

Камера видеонаблюдения к телевизору

Шаг Электроника

Теперь, когда вы собрали все необходимые компоненты, пришло время начать сборку всего вместе. Я бы порекомендовал сначала подключить все на макете, а затем, как только все заработало, приступить к пайке.

Схема нашего устройства (нажмите на схему для увеличения):

Слева у нас есть наш лазер с токоограничивающим резистором 200 Ом, управляемый от цифрового выхода 5. Также есть стандартная кнопка, которая подключена между 5 В и цифровым входом 2. Есть подтягивающий резистор 5 кОм, чтобы когда переключатель разомкнут, на вход ничего не идет, а вместо этого устанавливается на 0 В.

Справа у нас есть основной выключатель, который соединяет нашу батарею 9 В с выводами VIN и GND на Arduino Nano. Дисплей OLED и инфракрасный датчик температуры GY-906 подключены к 3,3 В, а линии SDA подключены к A4, а SCL к A5. На дисплее и GY-906 уже есть подтягивающие резисторы на линиях I2C.

Преимущества и недостатки

К преимуществам самостоятельно изготовленного прибора можно отнести:

• простое изготовление;
• можно выполнить из дешевых подручных материалов, что экономически выгодно;
• не требуется использовать агрессивные вещества. В качестве измерения может применять жидкость из воды и спирта;
• легкое применение;
• длительный срок службы.

Но есть несколько недостатков:

• электронные варианты имеют сложную схему изготовления;
• для изделий с электронным или цифровым устройством требуется приобретать специальные платы, схемы;
• иногда изделия могут показывать неточные измерения.

Самодельные термометры являются прекрасным способом для того, чтобы сэкономить деньги на покупке нового прибора. Прибор, выполненный своими руками, прослужит намного дольше дешевых измерительных устройств.

Пирометр что это такое. Подробные фото и видео, а также зачем нужен в машине

На днях с одного китайского известного сайта, мне пришел инфракрасный пирометр. С одной стороны не совсем автомобильный гаджет, ведь он имеет широкое применение. С другой стороны брал именно для авто, чтобы контролировать температуру аккумулятора и скажем системы охлаждения. Однако многие не знают — что это такое и как он работает. Сегодня не сложная, но однозначно полезная статья, в которой я вам расскажу о принципе работы. Будет и фото и видео. В общем читайте …

• Конструкция прибора
• Как работает пирометр
• Про погрешность и температуру работы
• Про применение в автомобиле
• ВИДЕО ВЕРСИЯ

Для начала как обычно определение.

Пирометр – это устройство для дистанционного измерения температуры с поверхности любого материала (будь это даже человеческая кожа).

Простыми словами это бесконтактный градусник, который производит замеры очень быстро считывая тепловое излучение.

По многочисленным просьбам оставляю ссылку на проверенного продавца на АЛИЭКСПРЕССЕ — ПЕРЕЙТИ, хотя бы просто зайдите и посмотрите.