DIY非接触式红外温度计V1.0

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简介:DIY非接触式红外温度计V1.0

关于:我是专业的激情和电力工程师的DIY爱好者。我的大部分作品都与太阳能和Arduino有关。除了电子产品外,我喜欢3D印刷,木工和制作来自使用的工艺品......

目前,我们正在追逐一个名为的隐形怪物冠状病毒(Covid-19),由于感染病例的急剧增加,我们正在进行最大的健康危机。Covid-19感染者的主要症状之一是体温增加,除了诸如身体疼痛的其他症状,呼吸困难。

对于在非常早期的阶段中,不断监测体温是非常重要的,以便在早期阶段检测电晕患者,以便可以采取适当的药物以快速恢复。

正常的红外线温度计可以测量冠状病毒病人的体温,也可能传播病毒。手持式体温计的主要缺点是其性能取决于操作者和到额头的距离。为了解决这些问题,一种装置可以安装在墙上,在公共区域进行发热筛查,而无需操作员。该硬件可在传感器与前额距离足够时自动测量人体温度。

我的Instagram链接:https://www.instagram.com/opengreenenergy/

我的网站链接:www.opengreenenergy.com

视频教程:

学分:

这个项目的主要灵感来源于这个项目伊瑟莫沃尔,我将为这个项目的作者提供全额信贷。

我认为这个项目是非常有用的,在这个关键时刻,我可以用我的技能写一个自己动手做的指南,包括精确的说明和良好的图片插图,使任何人都可以很容易地重现。

供应品

所需组件

1.Arduino纳米(亚马逊)

2、GY-906温度传感器(亚马逊)

3.OLED显示屏(亚马逊)

4.红外线接近传感器(亚马逊)

5.TP4056充电模块(亚马逊)

6. 18650电池(邦古德)

7.18650电池架(亚马逊)

8.5V DC-DC升压变换器(亚马逊)

9.摇臂开关-15×21毫米(亚马逊)

10. 5毫米绿色LED(亚马逊)

11. 5毫米红色LED(亚马逊)

12.2 x 330欧姆电阻器(亚马逊)

13.压电蜂鸣器(亚马逊)

14.原型板(亚马逊)

15.集管销(亚马逊)

16.22 AWG电线(亚马逊)

17.跨接导线(亚马逊)

使用的工具:

1.烙铁(亚马逊/邦古德)

2.线材切割机(亚马逊/邦古德)

3.线材剥离器(亚马逊/邦古德)

4. 3D打印机(亚马逊/邦古德)

5.热风机(亚马逊)

第一步:工作原理?

工作原理非常简单,红外温度计传感器MLX90614当前额与传感器之间的距离(通过IR传感器测量)匹配设定值时读取人体温度。传感器读数发送到Arduino进行处理,并在0.96“OLED显示屏上显示处理值。

除OLED显示屏外,两个LED和一个蜂鸣器用于指示输出。

1.当体温正常时,绿色LED(LED1)将打开,蜂鸣器会发出蜂鸣声。

2.当体温高于104 degf时,红色LED(LED2)将打开,蜂鸣器将蜂鸣声较长时间。

第2步:电源

整个电路所需的功率由两个18650电池提供。这两款电池并联连接,以使更高容量的电池组可获得更长的备份。电池组由TP4056充电器模块充电。

使用升压转换器模块(MT3608)将电池组电压提升至7V。然后,来自升压转换器的输出连接到Arduino的Vin引脚。

摇臂开关位于充电器模块TP4056输出和升压转换器之间。

第3步:准备Arduino和温度传感器板

为了保持成本降低,制造商经常将您的董事会和标题销发送给您,但希望您将它们焊接到电路板上。我已经收到了Arduino Nano和MLX 90614传感器,而不会焊接带盖销。

要将针头焊接到电路板上,首先将针头放在试验板上。这是可选的,但这是一个很好的方法,以确保针头将垂直于董事会,并相互平行,使它很容易插入董事会其他地方。将板放在头上,插销穿过板上的孔。

自从您使用靠近在一起的小部件,使用焊锡具有精细的尖端。焊接结果应该是覆盖圆形垫和销的底部的锥形焊料。不应该有任何将两个引脚连接在一起的焊料。

步骤4:MLX90614红外线温度传感器

MLX90614是一种用于非接触式温度测量的红外温度计,能够测量-70至380°C的温度。该传感器使用IR敏感的热电探测器芯片和信号调节ASIC集成到单个芯片中。它基于Stefan-Boltzmann的法律工作,使得所有物体都发出IR能量,这种能量的强度将与该物体的温度成正比。传感器中的传感单元测量目标对象的IR能量和计算单元使用17位内置ADC将其转换为温度值,并通过I2C通信协议输出数据。

传感器测量物体温度和环境温度以校准物体温度值。MLX 90614传感器可以读取-40到125范围内的环境温度˚C(-40至257)°F) 物体温度在-70到380之间˚C(-94至716)°F) 是的。

红外温度计与Arduino的连接非常简单,因为它使用了许多其他组件的I2C通信接口。
MLX90614温度计有4个引脚:VIN、GND、SCL和SDA。

连接应如下所示:

arduino.- >MLX 90614型

5V ---> VIN

接地-->接地

A5 ----> SCL

A4 ----> SDA

第5步:准备电池组

我们必须并行连接两个18650个电池。我使用的电池插槽是两个插槽支架,具有独立的连接终端。为了使平行连接,通过使用一根电线将每侧的两个端子连接在一起。

先在端子上涂上少量焊剂,然后用导线将其短接。

接下来,将红色延长线焊接到蓄电池支架的正极端子上,将黑色延长线焊接到蓄电池支架的负极端子上。

第6步:红外接近传感器

目前,手持式温度计很受筛选发烧。然而,手持式温度计的性能取决于操作员和到前额的距离。为了克服这些问题,当距离足够时,使用红外接近传感器来测量传感器和前额之间的距离,将被感测和显示温度读数。以这种方式,提高了测量的准确性。

您可以通过调整传感器模块上的电位器通过调整电位器将检测距离设置为对象。顺时针旋转电位器将增加检测距离,逆时针方向将降低检测距离。我已经将此距离设置为大约50毫米。

连接应如下所示:

arduino.- >红外传感器
3.3伏--->VCC

接地-->接地

D9--->输出

第七步:OLED显示

要显示体温,使用0.96“OLED显示屏。它有128x64的分辨率,并使用I2C总线与Arduino通信。Arduino Nanno中的两个引脚SCL(A5),SDA(A4)用于通信。

我用的是adafruit_ssd1306库显示参数。

首先,您必须下载Adafruit\u SSD1306。然后安装。

连接应如下所示:

arduino.- >OLED.

5V--->VCC

GND - > GND

A4--->SDA公司

A5 ----> SCL

第8步:LED指示

两个LED用于指示体温是否正常或异常。绿色LED指示当体温正常和红色LED指示异常情况(当温度高于104 degf时)

绿色LED(LED1)连接到Arduino数字引脚D3,红色LED(LED2)连接到D5。为了限制LED的电流,使用两个330Ω电阻。将电阻焊接到LED的正极端子。LED的较长腿表示正极端子。

如上所示将4个跳线连接到LED。在这里,我必须使用女性跳线导线以便更容易连接。

第9步:警报蜂鸣器

为了在筛选人体期间提供警报,使用压电蜂鸣器。蜂鸣器有两个终端,较长的是正的,较短的腿是负的。新蜂鸣器上的贴纸也标有“+”,以指示正极端子。

你可以焊接电线到蜂鸣器引脚或你可以使用女性跨接导线,因为我在这里使用。

连接应如下所示:

arduino.- >蜂鸣器

D7 - >正终端

GND - >负端子

第10步:准备延长板

大多数模块和组件连接到Arduino引脚5V和GND。不幸的是,Arduino Nano只有一个5V引脚和两个GND引脚,但实际上,我们需要更多这样的引脚来连接组件。为了克服这个挑战,我准备了一个扩展板使用一小块原型板。

除了5V和GND引脚,我们还需要两个SDA和SCL引脚来连接MLX90614传感器和OLED显示器。

在这里,我使用直角和直的阳销。您可以轻松地通过遵循上图。在每一行中,所有引脚都短路。

第11步:接通电路

通过遵循上图给出的示意图进行电路。我已经解释了每个组件和模块的连接细节。为了更简单,我为您准备了一个面包板电路。

第12步:PCB设计

在进行电路之后,我意识到接线连接真的凌乱。要使接线清洁器和更简单,我为此项目设计了一种自定义PCB。你可以自由地使用我的PCB Gerber文件.

谢谢nextpcb:

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步骤13:软件和库

首先,下载Arduino Sketch并安装了所有库。

下载并安装以下库:

1.Adafruit-MLX90614-Library:https://github.com/adafruit/Adafruit-MLX90614-Lib...

2.Adafruit SSD1306图书馆:https://github.com/adafruit/adafruit_ssd1306

3.毫秒级:https://github.com/ansonhe97/millisdelay.

用笔记本电脑或台式电脑将USB电缆插入Arduino Nano。

设置正确的板和COM端口号,并将代码上传到Arduino。

第14步:3D打印外壳

外壳由两部分组成:

1.前箱

2.后箱。

你需要一个支撑结构来打印前壳。我把它印错了。打印附件的正确方法与上图相反。

我用我的Creality CR-10打印机和1.75毫米PLA丝绸打印零件。
我的设置是:

1.打印速度:60mm/s

2.层高:0.2mm(0.3也可以)

3.填充密度:30%

4.挤出机温度:200℃

5.床温:65℃

由于我用错误的方式打印了前面的箱子,大多数安装的支架都坏了。所以我用热胶或双面胶带来安装零件。

步骤15:装配

现在可以将所有组件安装到各自的插槽中。所有零件都安装在前壳上,但电池架将安装在后壳中。

我已经用热胶和双面胶带来安装所有的零件。

安装零件后,合上后盖并固定拐角处的4个螺钉。

现在我们的设备可以使用了。

步骤16:安装和测试

在首次使用之前,我建议使用Micro USB电缆对设备充电。您可以使用任何5V / 1A充电器,它将适用于您。TP4056上的红色LED表示电池充电,蓝色LED表示充满电。

现在,打开翘板开关,您会注意到OLED显示屏将以消息“initializing”(初始化)开始。

您可以将手放在传感器前面进行测试,当距离足够远时,体温将显示在OLED显示屏上,LED将点亮,您还会听到哔哔声。

为了模拟高温,我把烙铁头放在传感器前面,你会注意到红色的发光二极管会亮起,并听到蜂鸣器发出长长的哔哔声。

一旦确认设备按照我们的计划工作,您可以将其安装在合适的位置。传感器的高度应大约等于前额离地面的高度。

如果你喜欢这篇文章,别忘了把它传下去!
跟我来更多的DIY项目和想法。谢谢您!!!

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    52条评论

    0
    螨虫病

    1天前

    很酷的项目!一个问题是:你从哪儿弄来的°F作为Covid-19感染的阈值温度?我不是医学专家,但我听到的一般建议是,体温103°F严重超过104°F正进入抽搐和死亡区域-肯定是时候住院了。大多数企业的合格/不合格Covid-19温度筛查门槛似乎在100左右°F。

    0
    build_it_bob.

    4天前

    令人敬畏的跟随和设计(一如既往),非常感谢分享所有创作!
    鲍勃D

    0
    huynhkyanhhhuy1983

    问题4天前

    我有一个问题。如果我想让代码以摄氏度显示温度,我应该更改代码的哪些部分?

    0
    taki2007年

    问题4天前

    为什么你将电压达到7V?
    arduino只需要5V,TP4056已经提供了一个稳定的值(过放电保护),如果我没弄错的话?

    0
    taki2007年

    4天前答复

    (而且,Arduino通过线性调节器缩短到5V,因此无论如何都浪费了吗?)

    虽然这是一个很好的项目,有一个缺陷会产生误报。
    MLX90614设定为工厂一个的发射率。人体皮肤的发射率为.95至.98。如果测试的物体的发射率低于传感器的设定点,则温度读数将更高。MLX90614(0x04)上有一个寄存器,可用于将发射率设置为正确的值。如果发射率设置为一个(1),而不是所有读数都太高。结果可能对这些人来说是一个严重的问题。他们会浪费时间和金钱测试,对不存在的东西。

    另一点是,人体温度并不是检测是否有人患了冠状病毒的可靠方法。美国国立卫生研究院(NIH)和其他机构去年进行的多项研究表明,在对Covid呈阳性的5000人中,只有不到20%的人体温升高。

    保罗M博士,MD

    如果我不使用印刷电路板。我可以按照你的路线做这个项目吗?谢谢

    1
    拉塔杰

    6天前

    如果您可以发布此项目的总成本,则会有所帮助。

    0
    Arturz9.

    6天前回复

    成本主要取决于你从哪里采购组件。
    我当地的DIY商店费用两次(至少)亚马逊价格和亚马逊通常是昂贵的两倍Aliexpress.com.
    加上3d打印外壳和PCB可以在价格上有很大的不同。
    如果您已准备好等待来自海外的货物,则可以轻松获得该项目的电子产品。

    0
    拉塔杰

    5天前回复

    谢谢你的快速回复。

    0
    莫雷迪尔

    5天前

    奇妙的指令。要是每个人的指示都这么清楚就好了。请继续发帖。

    Hola Buen Dia,Muy Lindo Proyecto,Le Solicito Permiso Para Impeptarlo en Una Escuela de Chicos Especiales,Con Fines Educativos,Desde Ya Muchas Gracias Y Saludos Cordiales

    0
    OpenGreenergy公司

    5天前回复

    你好,
    你可以把它用于教育。请分享一些照片,你什么时候能拍到。

    0
    迭戈。加格默尔

    5天前回复

    哦,谢谢你,谢谢你,我是一个项目负责人,我是一个项目负责人,我是一个项目负责人

    0
    Denniscj7.

    6天前

    我没有看到I2C线路的5-10K上拉电阻。

    0
    Arturz9.

    5天前回复

    这些通常包含在您正在使用的I2C组件的转接板上。
    确实很好地添加它们的使用组件。

    0
    lbeck37

    6天前

    超级酷!我一直在使用Arduino平台与ESP32合作,由于ESP32具有WiFi和一些低功耗睡眠和休眠模式,我想知道它是否可以用于为您的电池供电设备提供WiFi,以便将数据推送到互联网。
    非常感谢您发布此版本!

    0
    Arturz9.

    6天前回复

    这正是我现在正在做的事情:电池供电的远程温度传感器基于MLX90615和ESP32。
    我已经在单独的草图中测试了所有的零件,像往常一样,集成是最需要时间的:)
    我正在做的是使用2个细胞Lipo,基于电阻的电压除以测量各个电池电压,电源稳压器内置于ESP32原型板和SD卡中,用于数据记录和存储配置。
    我想,一旦我准备好了这个项目,我应该写一篇有指导意义的文章,但不确定要花多长时间:)

    0
    lbeck37

    6天前回复

    当你得到那工作时,我很乐意看到你的代码。我一直在愚弄使用Firebase在ESP8266(或更好,ESP32)和Android手机应用之间进行沟通。ESP将数据写入,并从数据库中读取命令。Android应用程序读取数据或将命令写入ESP。我有手机的代码,但我以前在esp8266上工作的代码停止工作(图书馆更改,我认为),我尚未完成全循环,而其他项目提出。似乎它是一种简洁的方式,在他们之间有很多耦合(关于另一个)并在它们之间进行大量耦合(关于另一个),并且在同时支持许多ESP设备和手机之间是一种简洁的方式。