Kontaktfri IR-termometer: 8 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:38

Min lokala hälsoavdelning kom i kontakt med mig eftersom de behövde ett sätt att spåra kroppstemperaturen för deras anställdas hälsa dagligen under Covid-19-krisen 2020. Normalt började IR -termometrar från hyllan bli knappa i utbudet, så jag fick frågan om jag kunde ta fram en design för en DIY -version.

Denna design är starkt beroende av det arbete som utförts av Aswinth Raj i det här inlägget:

Jag ville göra några designförändringar på några viktiga sätt: Jag ville göra höljet så snabbt att tillverka som möjligt, välja en laserskuren platt packdesign framför 3D -utskrift. Med tanke på att försörjningsledningarna för närvarande är ansträngda ville jag få ner resten av stycklistan till så hållbar och billig som möjligt. Jag har bytt ut den äkta Arduino Micro för den generiska Arduino Nano. Normalt skulle jag förespråka äkta Arduino -hårdvara, men här är det mer meningsfullt att gå billigt och allestädes närvarande. Låt oss prata om MLX90614 -sensorn - särskilt den specifika beteckningen på den. Den extremt vanliga BAA -versionen har ett 90 graders synfält som är helt otillräckligt för detta projekt. Denna dokumentation använder BCH -beteckningen, som använder en 12 graders FOV och rapporterar mer tillförlitliga temperaturavläsningar. I skrivande stund har lagret haft ont om den här versionen, men fortsätt att kolla på Digikey och Mouser efter leveranser.

Tillbehör

1x MLX 90614-BCH IR termisk sensor

1x Arduino Nano CH340-version:

1x 128x64 OLED i2c -skärm

1x laserdiod

1x.1uF kondensator

1x 9v batterikontakt

1x tillfällig tryckknapp

Anslutningstråd

9v batteri

3 mm baltisk björkplywood

Steg 1: Steg 1: Laserskär kapslingen

Okej, du kan verkligen göra den här delen när som helst innan de sista stegen, men om du inte vill vänta på att lim ska torka, gör det först medan du monterar elektroniken. Allt ska passa på en enda bit 6x8 tums baltisk björk med en tjocklek av 3 mm. Du kan hitta en länk till SVG -filen på den här sidan. Kontakta mig om du direkt hjälper läkare och inte har tillgång till en laser. Vi kan lösa något.

Steg 2: Steg 2: Montera höljet

Jag monterade höljet med trälim, men du kan också använda CA, beroende på vad du föredrar.

Först vill du limma ihop de två bländarbitarna. Se till att de är helt i linje med varandra och rensa bort eventuellt lim som läcker ut i hålen innan de torkar helt. Du kan också behöva fila in facken i de två sidopanelerna för att se till att dessa passar in korrekt. (Bilder 1 & 2)

Det kommer att göra ditt liv mycket enklare om du klämmer ut en pöl av trälim på lite plastplast eller en plastpåse och sedan applicerar det med en tandpetare eller en pensel. Du kommer inte att behöva mycket, så du vill inte att det ska komma överallt. Montera sedan den främre öppningen i en av sidopanelerna och limma ihop de parande ytorna. Montera sedan i bottenpanelen, se till att luckan är vänd mot baksidan, slutligen montera i bakpanelen, se till att den hackade sidan är vänd uppåt. (Bilder 3, 4 och 5)

Det finns bara ytterligare två paneler att passa in - handtagets bakplan och sedan handtaget. Gör först handtagets bakplan, med hålet vänd mot enhetens ovansida, och slutligen handtaget. Slutligen applicera lim på alla de övre ytorna och montera sedan den andra sidoplattan över alla flikarna. Kläm ihop det och låt limet stelna i minst en timme. (Bilder 6, 7 och 8)

Steg 3: Steg 3: Sätt ihop dina material

Denna krets har mycket på gång, och lödningen är ganska tät, så det är värt att ta en stund för att brödbräda allt för att se till att det fungerar innan du börjar göra ändringar som du inte kan gå tillbaka på. Den första bilden är det övergripande kretsschemat. Vi använder kraftigt Arduino Nanos A4- och A5 -stift för i2c -funktionalitet, 5v- och 3.3v -stiften och några andra. (Bild 1)

Löd först IR -sensorn. Om din sensor inte är ansluten till ett kretskort måste du löda dina egna anslutningar till ledarna. Databladet är inte bra på att identifiera om du ser framsidan eller baksidan av sensorn, så använd det kommenterade fotot som en guide, använd fliken som referens. För konsekvensens skull använder jag gula trådar för SCL -anslutningar och blå för SDA för i2c -anslutningarna. Löd alla för ledare till några flexibla ledningar och använd sedan värmekrympning för att isolera kontakterna. Trimma trådarna till ungefär 3 tum. (Bilder 2 & 3) Därefter vill vi ansluta kablar till OLED -skärmen. Om din kom med förinstallerade sidhuvud, avlöd dem och koppla bort dem - vi vill ha permanenta lödda anslutningar. Återigen, använd gula trådar för SCL och blå för SDA. (Bilder 4 och 5) Om din Arduino Nano inte medföljde rubriker, är det nu en bra tid att fästa några. Använd en brödbräda för att hålla dem i linje medan du lödder dem på plats. (Bilder 6, 7 och 8)

Steg 4: Steg 4: Ladda och testa din kod

Om din MLX90614 -sensor inte levererades med ett brytkort, behöver du en.1uF -kondensator för att överbrygga 3.3v- och jordanslutningarna. Se till att den sitter på plats på din brödbräda innan du sätter på kretsen.

Om din Arduino Nano har CH340 -chipset, (Bild 1) kan du behöva installera specifika drivrutiner innan du kan programmera kortet. Leta efter chipet på undersidan av brädet. Du hittar drivrutinen och instruktioner om hur du installerar den här:

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

Beroende på versionen av kortet kan du behöva växla mellan nuvarande versioner av ATmega328P och ATmega328P (gammal bootloader). (Bild 2) Om din kod laddades framgångsrikt bör du se temperaturen rapporterad på OLED -skärmen. (Bild 3)

Du hittar koden längst ner på denna sida. Det finns två olika versioner, en för Fahrenheit och en annan för Celsius.

Steg 5: Steg 5: Permanent lödning

Ok, låt oss börja bygga en hållbar krets. Börja med att mäta din perfboard. Jag använder ett kort utan föranslutna spår. det är mer arbete att göra alla dina anslutningar, men det ger dig lite mer flexibilitet i din layout. Börja med att placera din Nano i perfboard och göra några mätningar innan du trimmar ner den. Du vill ha minst tre rader med stift på den analoga sidan av ditt bräda. Jag tänkte att jag skulle hålla en rad öppen på andra sidan, men det visar sig att jag inte gjorde det så jag klippte av den så småningom för att spara utrymme. Löd alla stiften till brädan. Gör sedan de permanenta lödanslutningarna för IR -sensorn, inklusive kondensator och jordanslutning. Sensorn ska strömförsörjas från 3.3v -stiftet. (Bilder 1-5) Anslut sedan OLED-sensorn. Den kan driva från 5v -stiftet. Lägg sedan till laserdioden, direktkopplad från 5v till jord. Slutligen, koppla in 9v batterikontakten. Rött är anslutet till Vin -stiftet och jordat till marken. Du kan ansluta batteriet för att kontrollera att allt fungerar som det ska. (Bilder 6, 7 och 8)

Steg 6: Steg 6a: Slutmontering (ish)

Nu när du har din färdiga kretslödda och fungerande och ditt hölje byggt är det dags att montera den här saken. Första sakerna först: sätt in laserdioden i botten, mindre hål i den främre bländaren. Detta bör redan passa tätt, men det skadar inte att säkra det med en klick varmt lim. Innan du kommer för mycket längre, släpp 9v batterikontakten, med en anständig bit sladd, ner i hålet och in i handtaget. (Bilder 1-4) Montera därefter IR-sensorn i det större hålet och säkra den med lite hett lim också. Sprid lite hett lim på bakplattan på höljet och använd det för att klämma ner skärmen. Du kan använda lite extra lim runt monteringshålen om det inte känns tillräckligt säkert. Slutligen, använd några fler klossar av hett lim för att säkra arduino och perfboard i höljet. (Bilder 6-8)

Steg 7: Steg 6b: Final_final Assembly

Nu när allt är tillsammans i den övre delen av höljet är det dags att fokusera på den nedre delen.

Klipp av jordkabeln på 9v -batterikontakten och ta bort kablarna. Löd dem till kontakterna på tryckknappen. Mata den genom hålet i handtaget så att knappen är vänd framåt, och säkra den sedan med låsmaskinen och muttern. (Bilder 1-4) Sätt slutligen på batteriet och sätt in det i springan i handtaget. Du kan säkra den med lite tejp om du vill att den inte ska falla ut. (Bild 5)

Steg 8: Användning och bästa praxis

Förmodligen uppenbart men fortfarande helt nödvändigt ansvarsfriskrivning: DETTA ÄR INTE MEDICINSK UTRUSTNING OCH JAG ÄR INTE EN TILLVERKARE AV MEDICINSK UTRUSTNING.

Jag är ganska nöjd med enhetens noggrannhet och konsistens, men om du använder den här för att kontrollera människors temperaturer, särskilt nu under Covid-19-pandemin 2020, ta dig tid att bekanta dig med de temperaturer som enheten rapporterar och upprätta dina egna baslinjer. I bästa fall bör denna enhet inte användas för att ersätta en medicinsk termometer. Det bör användas för att avgöra om en person ska sättas under djupare och mer tillförlitlig medicinsk granskning.

Dessutom bör du ha enheten så nära motivet som möjligt - helst inom 2-4 tum. Jag har inkluderat en laser för noggrannhet, men IR -strålen är fortfarande 12 grader bred, och du vill att ditt motiv fyller den strålen så mycket som möjligt. Jag hoppas att detta hjälper dig. Skicka mig feedback om du använder det i praktiken så att jag kan uppdatera projektet. Var säker, skydda din familj, stöd ditt samhälle och fortsätt skapa.