Guía de conexión de FLIR Lepton

Introducción

Nota: Este tutorial fue escrito originalmente para FLiR Lepton [KIT-13233]. Sin embargo, el FLiR Lepton 2.5 con radiometría debería funcionar igual.

Cuando nuestro equipo descubrió que estaríamos probando una cámara infrarroja de onda larga (LWIR), hubo dos palabras que no podíamos dejar de decir:Predator Vision. Así es, finalmente íbamos a poder ver el mundo invisible del calor, lo que nos ayudaría mucho si alguna vez nos encontráramos cazando un equipo de operativos especiales en una jungla remota ... o, ya sabes, tratando de no escaldarnos. una taza de té caliente.

Da la casualidad de que el FLIR Lepton es un pequeño módulo excelente por el precio y Pure Engineering ha hecho un gran trabajo haciendo girar la placa de conexiones y la documentación.

Kit de desarrollo radiométrico de FLIR Lepton

Kit de desarrollo FLiR

Sin embargo, hay algunos "errores" menores en el proceso de configuración, por lo que pensamos que era mejor si compartíamos lo que aprendimos jugando con esta cosa. Pero primero ... Un poco de teoría ...

Materiales necesarios

Para seguir este tutorial, necesitará el siguiente hardware y software. Sin embargo, es posible que no necesite todo, dependiendo de lo que tenga y su configuración. Agregue el hardware a su carrito, lea la guía y ajuste el carrito según sea necesario.

Hardware

Hoy configuraremos el código de ejemplo de Raspberry Pi proporcionado por Pure Engineering y presentado en nuestros videos de productos. Como mínimo, necesitaremos una Raspberry Pi ... y no mucho más, en realidad. Solo un puñado de cables de puente, así como un monitor, un teclado, los cables correspondientes para su Raspberry Pi y la cámara FLIR Lepton de su elección.

A continuación se muestra una lista de deseos de las partes sugeridas:

Lista de deseos de la guía FLIR Lepton Hookup Lista de deseos de SparkFun

Raspberry Pi LCD - Pantalla táctil de 7 ″

SmartiPi Touch

Teclado inalámbrico multimedia

Kit de inicio para Raspberry Pi 3 B +

Kit de desarrollo radiométrico de FLIR Lepton

Nota: Para reducir la cantidad de componentes utilizados, puede conectar la cámara térmica directamente al Pi utilizando cables de puente F / F. Para una conexión segura, también puede soldar un sombrero Raspberry Pi personalizado con una placa de creación de prototipos.

Cable de conexión - Surtido (núcleo sólido, 22 AWG)

Cables de puente Premium 6 ″ F / F - 20 AWG (paquete de 10)

Protoboard SparkFun Snappable

Encabezado alto GPIO de Raspberry Pi - 2 × 20

¡Atención! Si obtiene PureThermal 2:placa de E / S inteligente Lepton de FLIR, la placa no incluyen el módulo de cámara FLIR Lepton. Sin embargo, esto maneja el control de la cámara y los datos de video sin procesar a través de USB. Esto es útil si lo conecta a su computadora y lo usa como una cámara web USB.

PureThermal 2:placa de E / S inteligente Lepton de FLIR

Cable USB micro-B - 6 pies

Para obtener más información sobre cómo configurar la placa de E / S inteligente con su computadora, vea los siguientes videos relacionados con su configuración para instalar la aplicación oficial de Lepton.

• Windows
• Mac OS
• Raspberry Pi

Software

El código de ejemplo se ha probado en una Raspberry Pi modelo B, pero debería funcionar bien en cualquier modelo siempre que tenga Raspbian instalado.

FRAMBUESA PI:IMAGEN RASPBIANA

También necesitará instalar las herramientas de desarrollo de QT y example. Echa un vistazo al Software más adelante en el tutorial para obtener más información.

Teoría

La radiación electromagnética nos rodea (y dentro y por todas partes) y se compone de todo, desde la radiación gamma en el extremo de alta frecuencia hasta las ondas de radio en el extremo de baja frecuencia. Mientras que la mayoría de los sensores de imágenes detectan radiación en el espectro visible (longitudes de onda de 380 a 700 nanómetros), los sensores infrarrojos de onda larga detectan radiación de 900 a 14.000 nanómetros. Esto se conoce como espectro infrarrojo y representa la mayor parte de la radiación térmica emitida por objetos cercanos a la temperatura ambiente.

Espectro electromagnético con luz visible resaltada. Imagen cortesía de Wikimedia Commons.

El sensor dentro del FLiR Lepton es un microbolómetro formación. Los microbolómetros están hechos de materiales que cambian de resistencia a medida que se calientan por la radiación infrarroja. Al medir esta resistencia, puede determinar la temperatura del objeto que emitió la radiación y crear una imagen de color falso que codifique esos datos.

Las imágenes térmicas de este tipo se utilizan a menudo en la inspección de edificios (para detectar fugas de aislamiento), la inspección de automóviles (para controlar el rendimiento de refrigeración) y el diagnóstico médico. Además, debido a su capacidad para producir una imagen sin luz visible, la termografía es ideal para cámaras de visión nocturna.

Cuando se trata de robótica, las cámaras térmicas son detectores de calor especialmente útiles porque la imagen que producen (en virtud de ser, bueno, una imagen) se puede procesar utilizando las mismas técnicas y software que las imágenes de luz visible. ¡Imagínese usar algo como OpenCV para rastrear, no solo los centroides de color, sino también los centroides de calor! Así es, ¡podrías estar construyendo robots buscadores de calor en tu propia casa!

De hecho, ¿a qué estamos esperando? Déjame darte el recorrido ...

Descripción general del hardware

A continuación se enumeran algunas de las características de las especificaciones de FLIR Lepton. Las celdas resaltadas en azul indican las ligeras diferencias entre las dos versiones del módulo de cámara FLIR Lepton.

FLIR Lepton FLIR Lepton v2.5 con radiometría Resolución (h x v) 80 píxeles x 60 píxeles 80 píxeles x 60 píxeles Rango espectral 8 µm a 14 µm 8 µm a 14 µm Campo de visión horizontal 51 ° 50 ° Sensibilidad térmica <50 mK <50 mK Velocidad de fotogramas <9Hz <9Hz Interfaz de control Interfaz de vídeo I2C I2C SPI SPI Tiempo prometido para la imagen <0,5 s <1,2 s ( ~ 0,5 s en pruebas del mundo real ) Contraventana integral ✓ Radiometría Valor de píxel de 14 bits Valor de píxel de 14 bits, Kelvin Potencia de funcionamiento ~ 150 mW ~ 150 mW

Conexión de hardware

⚡ Advertencia: Vale la pena mencionar que, si bien el módulo Lepton no es particularmente sensible a las descargas electrostáticas, es un componente complejo y relativamente caro. Es posible que desee tomar algunas precauciones mientras trabaja con él para no eliminarlo accidentalmente.

Diagrama de circuito

Conecte la salida FLIR a la Raspberry Pi GPIO de acuerdo con el diagrama a continuación. Si necesita un repaso sobre cómo están orientados los pines GPIO, visite nuestro tutorial Raspberry Pi GPIO. Asegúrese de que su módulo Lepton esté bien encajado en el zócalo de la placa de conexiones.

Existen varios métodos para conectar y montar su sistema juntos. Si usó una placa de pruebas y una pantalla táctil LCD con el Pi, su configuración debería verse similar a la imagen a continuación.

Felicitaciones, esa es la parte del hardware hecha. ¡Ahora en la configuración del software!

Software

Como mencioné anteriormente, querrá tener el sistema operativo Raspbian instalado en su Raspberry Pi. Arranque y abra el programa Terminal. Nuestro primer asunto comercial será habilitar las interfaces SPI e I2C de Pi. Afortunadamente, Raspbian hace que esto sea fácil de hacer al incluir una utilidad llamada raspi-config . Para ejecutar la utilidad, simplemente escriba:
sudo raspi – config

Debería aparecer la siguiente pantalla como se muestra a continuación. Haga clic en " Opciones avanzadas ”Menú.

¿Tiene dificultades para ver el circuito? Haga clic en la imagen para verla más de cerca.

Seleccione SPI y siga las instrucciones en las siguientes pantallas. Una vez que haya completado los pasos de SPI, haga lo mismo con I2C. Cuando salga de raspi-config , le preguntará si desea reiniciar. Continúe y hágalo para que se mantengan los cambios que acabamos de hacer.

¿Tiene dificultades para ver el circuito? Haga clic en la imagen para verla más de cerca.

El código de ejemplo de Pure Engineering es una aplicación QT, por lo que tendremos que instalar esa dependencia antes de poder compilarla. No se preocupe, es fácil de hacer. Asegúrese de que el Pi tenga una conexión a Internet y ejecute el siguiente comando para instalar las herramientas de desarrollo de QT:
sudo apt – get install qt4 – dev – tools

Que se verá algo así ...

Una vez que se complete la instalación, vaya al repositorio de Pure Engineering GitHub y recupere el … / software / raspberrypi_video directorio. Si está familiarizado con git, puede hacerlo desde la línea de comandos. Para la mayoría de las personas, es igual de fácil navegar hasta el enlace anterior y hacer clic en "Descargar ZIP". Puede descargar el archivo a cualquier directorio que desee, luego cd a ese directorio en Terminal y descomprimirlo usando el siguiente comando:
descomprimir LeptonModule–master.zip

Ahora cd en la carpeta descomprimida " LeptonModule-master ”Y el directorio“ … / raspberrypi_video ”. Este directorio contiene todos los archivos necesarios para compilar el código de ejemplo. Primero, necesitamos "hacer" el SDK de Lepton. Utilice el comando cd para navegar hasta “… / software / raspberrypi_libs / LeptonSDKEmb32PUB ”Y ejecute el comando make.

Una vez que se haya completado el proceso, vuelva a enviar el cd al " ... / raspberrypi_video ”Y ejecute qmake &&make:

¡Felicidades! Acaba de compilar el código de ejemplo y está listo para ejecutarlo. Simplemente escriba lo siguiente en su línea de comando:

Leer más… ..

Guía de conexión de FLIR Lepton

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