Как сделать инфракрасную камеру

На хабре эпизодически проскакивают интересные статьи, про то как снимать фотографии в инфракрасном свете. Как правило они связаны с доработкой фотоаппарата, снятием с него ИК-фильтра и установкой дополнительного фильтра видимого света. Мне эти решения показались достаточно сложными для повторения. Мне хотелось сделать простое и доступное устройство, который может сделать любой, даже школьник с малым бюджетом. Колхоз-стайл, дёшево, весело и сердито — поделка выходного дня.

В чём идея?

Вообще, идея родилась во время очередной посиделки с друзьями, как будут просвечивать различные материалы в различном диапазоне цветов сквозь ткань. Да, да, именно так, если вы понимаете о чём я ;). Но на деле оказалось, что смотреть окружающий мир намного интереснее, чем пытаться разглядеть бельё сквозь одежду в ИК лучах (фантазия лучше). Да и как-то стар уже стал для подобных развлечений.

ИНФРАКРАСНАЯ КАМЕРА СВОИМИ РУКАМИ (КАК РЕНТГЕН ВИДИТ НАСКВОЗЬ)

На этой посиделке у нас была камера видеонаблюдения, которая умеет снимать ночью и чувствительна к ИК-диапазону. Она давала отличное разрешение и так бы статья могла бы и не появиться, но у данной камеры не было светофильтра, который бы отсекал видимый свет и оставлял только ИК. В принципе, такой фильтр возможно достать, и те, кто задумается повторить подобную поделку, могут его поискать на известных аукционах. Поэтому был выбран немного другой путь — это взять инфракрасный детектор валют и переоборудовать его в подобную камеру. Тем более, что там есть всё, что нужно для наших целей, и даже дисплей.

Исходники

В качестве основы камеры я купил детектор валют Dors 1000 или другой аналогичный. Его стоимость на досках объявлений до тысячи рублей (~13$), по-моему отличная сумма, чтобы поиграться.

Заранее приношу извинения за качество фото в этой главе, снимал на старенький телефон. Сейчас уже нет возможности их переснять заново.

Подопытный детектор валют

Обращаю внимание, что их два типа: с ЭЛТ-экранами и ЖК, причём корпус и внешний вид абсолютно одинаковы. Если вы не олдскульщик, как я, то всё же следует выбирать с ЖК, хотя и всё это возможно повторить с ЭЛТ-экраном.

Как выглядит ЭЛТ ИК-детектор

Пример ЭЛТ ИК-детектора можно посмотреть на фото ниже.

Другой детектор валют, у которого экран — электронно-лучевая трубка

Главное отличие его в том, что внутри электронно-лучевая трубка, высокое напряжение, всё хрупкое и потребляет больше энергии. А значит менее автономно.

Кинескоп внутри

В принципе, никто не запрещает использовать и данный детектор, но мне показалось не очень удобным решением. Поэтому всё же остановился на Dors 1000 с ЖК-дисплеем.

Можно протестировать его на югославских пятидесяти миллиардах времён гражданской войны.

Почувствуй себя миллиардером

Всё работает

Чтобы было привычно, покажу как выглядят наши деньги.

Ну, всё, приступаем к разборке данного аппарата, вывинчиваем винты и нашему взору представляется огромное количество пустого пространства.

Кстати, ЖК там цветной, при этом опытным путём было установлено, что у него есть всякие разные кнопки (просто, если повозюкать пальцем по контактам на плате, вылезает цветное меню регулировки яркости). Но, к сожалению, нормальной документации на данный дисплей не нашёл, поэтому как использовать данный функционал — не знаю.

Вообще, малиноводам на заметку: это отличный готовый корпус с цветным экраном, к которому можно подключить малину или любой другой одноплатник с композитным видеовыходом. Можно сделать эмулятор приставки, умный будильник, да много чего, места хватит для всего и даже для установки разъёмов джойстиков. Если вы ищете корпус с дисплеем для вашей поделки — обратите внимание на данное решение, оно очень дёшево.

Достаю все потроха из этого чудесного корпуса. Сама камера настроена и оптика зафиксирована стопорным винтом, таким образом, чтобы можно было настраивать фокус, надо выкрутить данный винт. Всё, можно теперь не только валюты смотреть, но и даже что-то дома поснимать.

Видно, что многих вещей не видать в ИК, а что-то наоборот видать очень хорошо.

Сборка камеры для прогулок

Всё это, конечно весело и прикольно, но всё это работает от внешнего блока питания и вообще не имеет функции записи. Фотографировать экранчик забавно и весело, но это не камера. А хочется вести запись, да какую запись — снимать полноценное видео, да ещё и таким образом, чтобы параллельно писался видимый глазу канал. Суровая задачка, правда? Но решаемая, и решается достаточно просто.

Первое — инфракрасная камера в данном детекторе, обычная камера, которая даёт композитный чёрно-белый сигнал, который можно писать любой платой видеозахвата. Причём питание камеры 9-12 вольт, с очень небольшим током. Мне удалось запитать её от батарейки типа Крона, а сигнал захватывать простейшим USB видезахватом.

Уже готовая камера для записи

На фото выше видны ИК-светодиоды, которые в нашей поделке не нужны и их нужно будет отключить.

Мне же хотелось ещё оставить дисплей, чтобы прям вживую наблюдать что происходит в ИК-лучах, и в результате в режиме отладки получил вот такое вот устройство. На фото видна плата видеозахвата, материнская плата, куда приходит питание, подключается дисплей и камера, и от неё же мы получаем сигнал композитного видеовыхода.

После этого уже можно сделать даже первые испытания и произвести запись того, что же происходит. Вот видео самого первого пуска, и самой первой записи на условно самодельную инфракрасную камеру.

После этого все потрошка надо было где-то разместить. Мы помним, что поделка у нас бюджетная, выходного дня, поэтому я просто купил полиэтиленовый сливной тройник 100х40, заглушку 100, и изгиб 40 под 45 градусов и всё разместил в нём. Встроил выключатель в ручку, а к заглушке прикрепил ИК-камеру и обычную WEB-камеру для записи реального изображения. Дисплей приколхозил сзади на панель, изготовленную из утеплителя. Питание взял от 12-вольтового аккумулятора.

Готовое изделие

Закрепление камер

Закрепление экрана

В условной ручке у меня встроена плата видеозахвата и из устройства выходят три провода: провод питания, USB-провод платы захвата и USB-провод WEB-камеры. Места на USB-хаб уже не хватило.

Вообще, вместо дисплея можно было поставить видоискатель, о котором я писал вот тут. Но мне кажется, смотреть через глазок в трубу от унитаза и ходить по улице — это выглядит совсем подозрительно, поэтому решил оставить экран, чтобы можно было показать прохожим что же я делаю.

Время испытаний!

После того как всё соорудил, грешно было не сделать видеозаписи результатов. Писал всё с помощью программы OBS. Хоть программа предназначена для видеотрансляций, однако вполне подходит для такого типа задач. Первые съёмки делал съёмки дома, так сказать побегал по квартире, попробовал как же это будет, удобно или нет.

Но дома это всё фигня, каждый может в ночи поснимать на унитазную трубу, ты попробуй на улицу выйди, и чтобы тебя не забрали в дурку. И я таки сделал это!

В этой прогулке меня больше всего удивила реакция людей. Представляете себе, некоторый чудак, в камуфляже, ходит со сливной трубой, из которой торчит куча проводов и уходит в рюкзак, с другой стороны он глядит в неё.

Мне кажется, что я больше был похож на сумасшедшего охотника за привидениями, чем на исследователя. Но всем было абсолютно всё равно, на меня не обращали никакого внимания, будто таких индивидуумов куча ходит по улицам.

Прогулка с камерой по парку

Меня больше всего удивил необыкновенно белый, снежный, цвет листьев. Это было наиболее непривычно.

То, что я видел на экране

Короче говоря, лучше один раз увидеть, чем тысячу раз прочитать! Людей я всячески старался не снимать, чтобы не было проблем в будущем, если только они случайно не попадали в кадр. Если кто попал, то приношу свои извинения.

Итог

Как по мне, изготовление таких вот штук весело и забавно. Помогает отвлечься от рутины и развлечься. А если данная поделка принесёт кому-то хоть малейшую пользу, так вообще будет круто! Не бойтесь экспериментировать и творить.

З.Ы. Хочу выразить благодарность всем кто поддерживает мои статьи донатом. Это очень ценно, и даёт понимание того что пишу я не просто так. Большое спасибо!

Блог компании RUVDS.com
Компьютерное железо
Видеотехника
DIY или Сделай сам

Источник: habr.com

Прибор ночного видения из старого смартфона: инструкция переделки камеры в инфракрасную своими руками

Когда вы покупаете новый смартфон, вы храните ваш старый смартфон про запас и не используете его, так что это великолепный хак, который сделает из старого девайса полезную камеру ночного видения почти бесплатно!

Сенсор каждой камеры может видеть инфракрасное излучение, например тепловую часть света. Но фильтр, блокирующий инфракрасную часть света, защищает CCD сенсор смартфона от выгорания от инфракрасного излучения высокой силы, например от солнечного излучения. Теперь, если мы уберём блокирующий фильтр инфракрасного излучения, камера получит возможность видеть инфракрасную часть светового спектра. Теперь, если вы используете ИК осветитель, вы неожиданно сможете видеть в темноте.

У вас появится возможность видения в темноте, почти как у профессиональных камер, таких как Fujifilm X-T1 и Sony Xray, за очень низкую цену!

Смотрите полное видео здесь: ссылка

Шаг 1: Как это работает?

Каждая цифровая камера имеет сенсор CCD, который может видеть инфракрасный спектр света, но так как долговременное инфракрасное излучение может нанести непоправимый ущерб сенсору, фильтр, блокирующий инфракрасный спектр, ставится для решения этой проблемы.

Если мы уберём этот фильтр, то сможем увидеть инфракрасную красоту!

На картинке представлены фильтры заданных волн, используемые для получения различных эффектов. Теоретически, можно использовать любую камеру для этого хака. Например, вашу зеркалку, сотовый, или дешевый автомобильный видеорегистратор, что я и сделал. Запомните, что чем дешевле камера, тем проще будет работа.

Шаг 2: Делаем собственный прибор ночного видения

Показать еще 6 изображений

Приобретайте запчасти в вашем местном магазине:

3W инфракрасный светодиод ссылка
Маленький понижающий конвертер постоянного тока ссылка
Термоусадка ссылка
Кабель USB ссылка
Набор отвёрток ссылка

Сперва создадим невидимый ИК излучатель. Я прикрепил ссылки, так что вы можете легко купить нужные части

Соедините 5V и ваш понижающий конвертер
Установите выходное напряжение на 2v, крутя его маленький потенциометр
Теперь подсоедините ИК диод к его выходу
Наденьте термоусадку на диод

ИК излучатель готов.

Шаг 3: Добираемся до камеры

Пошаговый процесс создания прибора ночного видения своими руками:

Откройте смартфон и открутите крышку на задней части
Аккуратно отцепите все гибкие провода или кабели батареи
Вы увидите модуль камеры

ОСТОРОЖНО: Для следующих процедур избегайте использования любых острых приспособлений и посвятите им достаточно времени, иначе вы можете поцарапать сенсор изображения.

Шаг 4: Переделка вашей камеры в ИК камеру

Показать еще 4 изображения

Теперь окончательно снимите ваш модуль камеры, если он похож на мой. Если они отличаются, то переходите сразу к следующему шагу.
Вам нужно получить доступ к ИК фильтру, он может находиться в сборе с круглым объективом, либо внутри квадратного сенсора изображения. Чтобы понять, где этот фильтр, постарайтесь открутить линзу и найти красноватый ИК фильтр.
Удалите этот ИК фильтр, если он закреплён и не выходит — просто сломайте его отвёрткой. После успешного удаления ИК фильтра ваш мод готов.
Поставьте всё аккуратно обратно, но не закручивайте ничего.

Шаг 5: Настройка фокуса

Проверьте вашу камеру, если вы все сделали правильно, она должна работать, но скорее всего, будет не в фокусе. Завинчивайте линзу до тех пор, пока не увидите чёткую картинку.
Теперь закрутите все винты камеры и телефона, как было раньше.

Сложнейшая часть нашей переделки завершена.

Шаг 6: Весёлая часть (ночная съемка)!

Могу сказать, что этот самодельный мод работает очень хорошо. Всего с двумя ИК диодами можно видеть предметы на дистанции 10 метров в кромешной тьме!

Игорь Самоделов

Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.

Источник: masterclub.online

Делаем небюджетный тепловизор своими руками

Кто из посмотревших фильм «Хищник» не мечтал обладать термальным зрением как инопланетный охотник? В наше время это не сложно, но достаточно дорого: не каждый может позволить себе купить тепловизор, хотя в последнее десятилетие, с развитием технологий, они стали гораздо доступнее. Одним из многих проектов на ардуино, которым я был очарован и вовлечен в удивительный мир микроконтроллеров, был как раз тепловизор, если его можно так назвать. Устройство на основе однопиксельного бесконтактного датчика температуры и системы механической развертки хотя меня и сильно впечатлило, но я так и не повторил его, так как, честно сказать, скорость его работы совсем не впечатляла. К слову сказать, датчик MLX90614, использованный в том проекте, достаточно дорогой (по стоимости за пиксель) по сравнению с теми, речь о которых пойдет дальше.

Disclaimer
Топик должен был называться «делаем бюджетный тепловизор», но за то время, пока у меня не доходили до него руки, ситуация изменилась и он стал весьма небюджетным. О текущих ценах на комплектующие в конце статьи.

Тема тепловизоров меня захватила и я всегда с интересом следил за новостями в этой области электроники. Очевидно, чтобы не использовать систему механической развертки нужен датчик большего разрешения, я составил для себя список таких датчиков, но многие из них были недоступны для покупки.

Еще недавно на просторах интернета можно было встретить истории, что продавец отказывался отправлять подобные датчики в нашу страну, считая их устройством двойного назначения. Когда же в свободной продаже на Aliexpress появился модуль с датчиком AMG8833, а в сети появились проекты с его использованием, я не смог противостоять желанию получить его, хотя стоимость и превышала почти вдвое ежемесячный лимит, отведенный мною на покупки. Датчик был приобретен за 37$ (сейчас его можно купить за 28$). Конечно разрешение у сенсора очень низкое для какого бы то ни было практического использования в качестве тепловизора, но его достаточно, чтобы получить массу восторга, впервые взглянув на мир «глазами хищника».
«селфи» снятое на AMG8833

Вдоволь поэкспериментировав с AMG8833, я отложил его для будущего использования и стал думать о большем. Ведь все на том же Aliexpress в продаже появились модули на базе сенсора MLX90640 с разрешением 32*24 и ценой в 60-70$. С таким разрешением возможно использовать его для каких то практических целей, ну и конечно поиграть серьезнее.

Особенности MLX90640:
— Диапазон рабочих температур от -40 до 85 ° C, позволяет использовать в сложных промышленных условиях
— Может измерять температуру объекта от -40 до 300 ° C
— Типичная точность измерения температуры целевого объекта 1 °, точность по всей шкале измерения
— NETD всего 0,1K RMS при частоте обновления 1 Гц
— Не требуется повторная калибровка для конкретных температурных требований, что обеспечивает большее удобство и снижает эксплуатационные расходы
— Два варианта поля зрения (FoV): стандартное (MLX90640BAB) 55 ° x35 ° и широкоугольное (MLX90640BAA) 110 ° x75 ° Матрица с широкоугольным полем зрения обладает меньшим шумом и большей точностью измерения.
— 4-контактный корпус TO39 с необходимой оптикой
— Цифровой интерфейс, совместимый с I²C, упрощающий интеграцию

Отдельно датчик можно было приобрести примерно за 55-60$ в зависимости от версии. Но мне интереснее модули с обвязкой. Есть несколько вариантов таких модулей:
1. Модули, включающие сам сенсор и его обвязку для питания и работы с микроконтроллером по шине I2C.

2. Модули для платформы M5STACK/M5STICK, такие модули содержат необходимую обвязку для питания сенсора и работы с микроконтроллером по шине I2C.

3. Модули с микроконтроллером, реализующим UART интерфейс. Для работы с таким модулем можно обойтись без внешнего микроконтроллера, подключив его к ПК через USB-UART конвертер, я встречал 2 варианта таких модулей. Программное обеспечение для ПК позволяет визуализировать исходное тепловое изображение с сенсора или с программной интерполяцией.

4. Следующим вариантом развития модулей с микроконтроллером являются модули, в которых реализован USB интерфейс и которые можно напрямую подключать к ПК, при этом сохранен UART интерфейс и доступна шина I2C самого сенсора. Для доступа к сенсору по I2C нужно замкнуть конденсатор сброса (который еще нужно найти).

5. Наконец последним вариантом является модуль Red Eye Camera, в котором также реализован USB интерфейс, но, насколько я понял, нет возможности получить сырые данные с сенсора по I2C, при этом доступен UART. Судя по картинкам на странице товара для данного модуля есть ПО для Android.

Мне хотелось иметь возможность для взаимодействия с сенсором по I2C, поэтому я выбрал модуль под номером 4, в котором есть эта возможность, а также реализован USB интерфейс. Со всевозможными скидками на распродаже 11.11.2019 г. этот модуль был приобретен за 54,31$.

Такой довольно дорогой модуль поставлялся в упаковке без какой бы то ни было защиты, к счастью не пострадал. Размеры модуля 28*15 мм.

К сожалению, не удалось найти никакой другой информации о данном модуле кроме представленной на странице товара: ни схемы, ни ПО. На модуле указано его название, версия и дата — «mlx_module v3.1.0 20190608. Но поиск по данному обозначению не дал никаких результатов. У всех продавцов одни и те же фото и описание товара.

Я не терял надежды, что драйвера под Windows найдутся автоматически, но чуда не произошло. При подключении в диспетчере устройств появилось новое неизвестное устройство с com-портом, после поиска драйверов оно было идентифицировано как трекбол, но драйвера не были правильно установлены. При этом в системе еще появляется com-порт. Я попытался использовать ПО от аналогичного модуля без usb, но безрезультатно: видимо протоколы обмена данными через UART у этих модулей отличаются. При последующих подключениях оно вообще не обнаруживалось.

Остался второй вариант использования данного модуля – подключение непосредственно к сенсору по шине I2C. Для этого, согласно информации на странице товара, необходимо замкнуть конденсатор сброса. Осталось найти его на плате среди десятка конденсаторов.

На плате установлены следующие компоненты:
— микроконтроллер STM32F301K6;
— USB-UART конвертер CH340;
— стабилизатор напряжения;
— кварцевый резонатор;
— резисторы и конденсаторы.

Вид сверху.

Вид снизу.

Чтобы найти нужный конденсатор, пришлось изучить даташит на микроконтроллер STM32F301K6 и прозвонить саму плату. Конденсатор, подключенный к пину reset микроконтроллера STM32, выделен на фотографии красным. Потребовалась довольно тонкая работа, чтобы замкнуть его с помощью кусочка провода МГТФ.

Я проверил несколько примеров работы сенсора с ESP32. Для итоговой реализации я использовал в качестве управляющей платформы TTGO T-Watch, о которой можно узнать из моих обзоров: раз, два. Для подключения сенсора к T-Watch я использовал прото-шилд для Wemos D1 mini и угловые штырьковые гребенки. Получилось довольно компактно, конечно, корпус бы не помешал. Взяв за основу данный проект, я переделал его под TTGO T-Watch, а также добавил интерполяцию и возможность сохранения фотографий на microSD.
Пример сохраненных фото с «тепловизора».

Ещё несколько примеров фотографий

Фотографии сделаны до реализации интерполяции в разрешении 32*24 пикселей. А на видео уже пример работы с интерполяцией, с разрешением 64*48. Частота кадров составляет всего 4 кадра в секунду она зависит от частоты опроса датчика и задается программно, частоту можно увеличить до 32 при этом увеличится погрешность измерений.

Дополнительная информация
Я так же проверил работу сенсора MLX90640 c OpenMV

Несмотря на столь небольшое разрешение сенсора MLX90640 его вполне можно использовать для множества целей:
— поиск утечек тепла в доме, при утеплении лоджии проверено на личном опыте;
— поиск греющихся элементов на плате, конечно самые мелкие детали будут неразличимы, но тем не менее такой инструмент может быть полезен;
— контроль присутствия людей, там где нет возможности использовать видеокамеру, человека можно заметить с расстояния порядка 10 м;
— пожарная безопасность;

Функции и улучшения, которые я хотел бы добавить к «тепловизору»:
— переделать проект под большой дисплей с тачскрином;
— добавить поддержку LVGL и сделать красивый дизайн с меню;
— увеличить разрешение сохраняемых изображений;
— добавить возможность потоковой трансляции изображения по Wi-Fi.

Я хочу также реализовать следующие проекты на основе сенсора MLX9040:
— Мобильный тепловизор на основе ESP32.
— Мобильный тепловизор для андроид.
— Радиоуправляемый робот с термальным зрением.
— Камера наблюдения с режимом термальной съемки.
— Тепловизор с детектором лиц на базе kendryte k210.
— Шлем виртуальной реальности или очки с термокамерой.

P.S.S.
В следствие пандемии коронавируса цены на сенсор MLX90640 взлетели в несколько раз. На Aliexpress можно найти модуль примерно за 200$. В конце 2019 г. компания Sipeed обещала выпустить в скором времени модуль термокамеры с разрешением 32*32 на базе сенсора от Heimann за ~ 50$, но опять же из-за пандемии этим обещаниям не суждено было сбыться. Надеюсь в будущем ситуация улучшится.

Добавить в избранное Понравилось +162 +254

18 декабря 2020, 15:42
автор: Lucky13
просмотры: 42536

Источник: mysku.club

Прибор ночного видения из мобильного телефона своими руками

Простая доработка любого мобильника с камерой позволит превратить его в прибор ночного видения (ПНВ), способный работать и записывать видео в полной темноте, без малейшего источника освещения. Настоящие ПНВ используют для подсветки инфракрасные излучатели, их спектр не виден человеческому глазу. А для обнаружения этого свечения используются специальные видеокамеры, воспринимающие свет инфракрасного (ИК) диапазона (в старых ПНВ использовались электронно-лучевые трубки). Наш агрегат будет работать по такому же принципу: мы доработает камеру, чтобы она воспринимала ИК лучи. И оборудуем телефон ИК подсветкой.