Guia FLIR Lepton Hookup

Introdução

Nota: Este tutorial foi escrito originalmente para o FLiR Lepton [KIT-13233]. No entanto, o FLiR Lepton 2.5 com Radiometria deve funcionar da mesma forma.
Quando nossa equipe descobriu que estaríamos testando uma câmera Long Wave Infrared (LWIR), houve duas palavras que não podíamos deixar de dizer:Visão do Predador. Isso mesmo, finalmente seríamos capazes de ver o mundo invisível do calor, o que nos ajudaria muito se nos pegássemos caçando uma equipe de agentes especiais em uma selva remota ... ou, você sabe, tentando não nos queimar. uma xícara de chá quente.

Na verdade, o FLIR Lepton é um pequeno módulo excelente pelo preço e a Pure Engineering fez um trabalho excelente girando a placa de breakout e a documentação.

FLIR Radiometric Lepton Dev Kit

FLiR Dev Kit

Existem, no entanto, algumas pequenas “pegadinhas” no processo de configuração e, portanto, achamos que seria melhor compartilharmos o que aprendemos ao brincar com essa coisa. Mas primeiro ... Um pouco de teoria ...

Materiais necessários

Para acompanhar este tutorial, você precisará do seguinte hardware e software. Você pode não precisar de tudo, dependendo do que você tem e de sua configuração. Adicione o hardware ao seu carrinho, leia o guia e ajuste o carrinho conforme necessário.

Hardware

Hoje iremos configurar o código de exemplo Raspberry Pi fornecido pela Pure Engineering e apresentado em nossos vídeos de produtos. No mínimo, precisaremos de um Raspberry Pi ... e não muito mais, na verdade. Apenas um punhado de fios de ligação, bem como um monitor, teclado, cabos que acompanham o seu Raspberry Pi e a câmera FLIR Lepton de sua escolha.

Abaixo está uma lista de desejos das peças sugeridas:

Lista de desejos do FLIR Lepton Hookup Guide Lista de desejos SparkFun

Raspberry Pi LCD - 7 ″ Touchscreen

SmartiPi Touch

Teclado multimídia sem fio

Raspberry Pi 3 B + Kit para iniciantes

FLIR Radiometric Lepton Dev Kit

Nota: Para reduzir o número de componentes usados, você pode conectar a câmera térmica diretamente ao Pi usando fios de jumper F / F. Para uma conexão segura, você também pode soldar um chapéu Raspberry Pi personalizado usando uma placa de prototipagem.

Fio de conexão - variedade (núcleo sólido, 22 AWG)

Jumper Wires Premium 6 ″ F / F - 20 AWG (pacote de 10)

Protoboard Snappable SparkFun

Raspberry Pi GPIO Cabeçalho alto - 2 × 20

Atenção! Se você estiver recebendo o PureThermal 2:FLIR Lepton Smart I / O Board, a placa não incluem o módulo de câmera FLIR Lepton. No entanto, isso lida com o controle da câmera e dos dados brutos de vídeo via USB. Isso é útil se você estiver conectando-o ao computador e usando-o como uma câmera da web USB.

PureThermal 2 - FLIR Lepton Smart I / O Board

Cabo USB micro-B - 1,8 m

Para obter mais informações sobre como configurar a placa I / O inteligente com seu computador, confira os vídeos a seguir relacionados à sua configuração para instalar o aplicativo oficial Lepton.

• Windows
• Mac OS
• Raspberry Pi

Software

O código de exemplo foi testado em um Raspberry Pi modelo B, mas deve funcionar bem em qualquer modelo, desde que você tenha o Raspbian instalado.

RASPBERRY PI:RASPBIAN IMAGE

Você também precisará instalar as ferramentas de desenvolvimento do QT e o exemplo. Confira o Software posteriormente no tutorial para obter mais informações.

Teoria

A radiação eletromagnética está ao nosso redor (e dentro e por toda parte) de nós e é composta de tudo, desde a radiação gama na extremidade de alta frequência até ondas de rádio na extremidade de baixa frequência. Enquanto a maioria dos sensores de imagem detectam radiação no espectro visível (comprimentos de onda de 380 a 700 nanômetros), os sensores infravermelhos de onda longa detectam radiação de 900 a 14.000 nanômetros. Isso é conhecido como espectro infravermelho e é responsável pela maior parte da radiação térmica emitida por objetos próximos à temperatura ambiente.





Espectro eletromagnético com luz visível realçada. Imagem cortesia do Wikimedia Commons.

O sensor dentro do FLiR Lepton é um microbolômetro variedade. Microbolômetros são feitos de materiais que mudam de resistência à medida que são aquecidos pela radiação infravermelha. Ao medir essa resistência, você pode determinar a temperatura do objeto que emitiu a radiação e criar uma imagem de cor falsa que codifica esses dados.

A imagem térmica desse tipo é freqüentemente usada na inspeção de edifícios (para detectar vazamentos de isolamento), inspeção automotiva (para monitorar o desempenho do resfriamento) e diagnósticos médicos. Além disso, devido à sua capacidade de produzir uma imagem sem luz visível, a imagem térmica é ideal para câmeras de visão noturna.

Quando se trata de robótica, as câmeras térmicas são detectores de calor especialmente úteis porque a imagem que elas produzem (por ser, bem, uma imagem) pode ser processada usando as mesmas técnicas e software das imagens de luz visível. Imagine usar algo como o OpenCV para rastrear, não apenas centróides de cor, mas centróides de calor! Isso mesmo, você poderia construir robôs que buscam calor em sua própria casa!

Na verdade, o que estamos esperando? Deixe-me mostrar-lhe o tour ...

Visão geral do hardware

Listadas abaixo estão algumas das características das especificações da FLIR Lepton. As células destacadas em azul indicam as pequenas diferenças entre as duas versões do módulo de câmera FLIR Lepton.
FLIR Lepton FLIR Lepton v2.5 c / radiometria Resolução (h x v) 80 pixels x 60 pixels 80 pixels x 60 pixels Alcance espectral 8µm a 14µm 8µm a 14µm Campo de visão horizontal 51 ° 50 ° Sensibilidade térmica <50mK <50mK Taxa de quadros Interface de controle de <9Hz <9Hz I2C I2C Interface de vídeo SPI SPI Tempo prometido para a imagem <0,5 seg <1,2 seg ( ~ 0,5 seg em testes do mundo real ) Obturador Integral ✓ Radiometria Valor do pixel de 14 bits Valor do pixel de 14 bits, Kelvin Potência operacional ~ 150 mW ~ 150 mW

Conexão de hardware

⚡ Aviso: É importante mencionar que, embora o módulo Lepton não seja particularmente sensível à descarga eletrostática, é um componente complexo e relativamente caro. Você pode querer tomar algumas precauções ao trabalhar com ele para não acertá-lo acidentalmente.

Diagrama de circuito

Conecte o breakout FLIR ao Raspberry Pi GPIO de acordo com o diagrama abaixo. Se você precisar se atualizar sobre como os pinos GPIO são orientados, visite nosso tutorial Raspberry Pi GPIO. Certifique-se de que o módulo Lepton está encaixado com segurança no soquete da placa de breakout.



Existem vários métodos para conectar e montar seu sistema juntos. Se você usou uma breadboard e uma tela de toque LCD com o Pi, sua configuração deve ser semelhante à imagem abaixo.





Parabéns, essa é a parte do hardware feita. Agora vamos à configuração do software!

Software

Como mencionei anteriormente, você vai querer ter o Raspbian OS instalado no seu Raspberry Pi. Inicialize-o e abra o programa Terminal. Nossa primeira questão de negócios será habilitar as interfaces Pi's SPI e I2C. Felizmente, o Raspbian torna isso fácil de fazer incluindo um utilitário chamado raspi-config . Para executar o utilitário, basta digitar:
sudo raspi – config

A tela a seguir deve ser exibida, conforme mostrado abaixo. Clique em “ Opções Avançadas " cardápio.

Está tendo dificuldade em ver o circuito? Clique na imagem para ver mais de perto.

Selecione SPI e siga as instruções nas telas a seguir. Depois de concluir as etapas do SPI, faça o mesmo para I2C. Ao sair do raspi-config , ele perguntará se você deseja reinicializar. Vá em frente e faça isso para que as alterações que acabamos de fazer permaneçam.

Está tendo dificuldade em ver o circuito? Clique na imagem para ver mais de perto.

O código de exemplo da Pure Engineering é um aplicativo QT, portanto, precisaremos instalar essa dependência antes de compilá-la. Não se preocupe, é fácil de fazer. Certifique-se de que o Pi tenha uma conexão com a Internet e execute o seguinte comando para instalar as ferramentas de desenvolvimento QT:
sudo apt – get install qt4 – dev – tools

Que será mais ou menos assim ...





Quando a instalação for concluída, vá para o repositório Pure Engineering GitHub e recupere o … / software / raspberrypi_video diretório. Se você estiver familiarizado com o git, pode fazer isso na linha de comando. Para a maioria das pessoas, é igualmente fácil navegar até o link acima e clicar em “Baixar ZIP”. Você pode baixar o arquivo para qualquer diretório de sua preferência, então cd para esse diretório no Terminal e descompactá-lo usando o seguinte comando:
unzip LeptonModule–master.zip



Agora vá para a pasta descompactada “ LeptonModule-master ”E o diretório“ … / raspberrypi_video ”. Este diretório contém todos os arquivos necessários para compilar o código de exemplo. Primeiro, precisamos “fazer” o Lepton SDK. Use o comando cd para navegar até “… / software / raspberrypi_libs / LeptonSDKEmb32PUB ”E execute o comando make.

Assim que o processo for concluído, retorne ao cd “… / raspberrypi_video ”E execute qmake &&make:







Parabéns! Você acabou de compilar o código de exemplo e está pronto para executá-lo. Basta digitar o seguinte em sua linha de comando:

Leia mais informações… ..

Guia de conexão FLIR Lepton

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