Guía de integración FLIR Lepton: Hardware, software y configuración en Raspberry Pi

Introducción

Nota: Esta guía se escribió originalmente para el FLIR Lepton KIT‑13233, pero el FLIR Lepton 2.5 con Radiometría funciona igual.

Cuando nuestro equipo comenzó a probar una cámara de infrarrojo de onda larga (LWIR), nos entusiasmó instantáneamente la perspectiva de "ver lo invisible". Ya sea monitorizando una selva remota o simplemente evitando que una taza caliente nos queme, el FLIR Lepton ofrece una puerta de entrada compacta y asequible a la imagen térmica.

El FLIR Lepton es un excelente módulo por su precio, y la placa breakout y documentación de Pure Engineering facilitan su integración.

FLIR Radiometric Lepton Dev Kit

FLiR Dev Kit

Aunque la configuración es simple, hay algunos matices que vale la pena notar. A continuación compartimos los conocimientos adquiridos y proporcionamos un recorrido paso a paso.

Materiales requeridos

Para seguir este tutorial necesitará una serie de componentes de hardware y software. Dependiendo de su configuración existente, es posible que no necesite todo lo que se lista a continuación. Añada artículos a su carrito, revise la guía y ajuste según sea necesario.

Hardware

Usaremos el código de ejemplo para Raspberry Pi proporcionado por Pure Engineering y mostrado en sus vídeos de producto. Como mínimo, necesitará:

• Una Raspberry Pi (cualquier modelo ejecutando Raspbian)
• Módulo de cámara FLIR Lepton (cualquier versión)
• Cables jumper (H/H) – 20 AWG preferidos
• Monitor, teclado y fuente de alimentación para la Pi
• Opcional: pantalla táctil de 7″ o SmartiPi Touch para visualización más integrada

A continuación, una lista sugerida de componentes. Siéntase libre de omitir los que ya tenga.

Lista de deseos FLIR Lepton Hookup Guide – SparkFun Wish List

Raspberry Pi LCD – 7″ Touchscreen

SmartiPi Touch

Teclado multimedia inalámbrico

Raspberry Pi 3 B+ Starter Kit

FLIR Radiometric Lepton Dev Kit

Consejo: Para una configuración mínima puede cablear el Lepton directamente a la Pi con hilos de núcleo sólido 22 AWG. Para una conexión más robusta, considere soldar un HAT personalizado para Raspberry Pi.

Cable de conexión – Surtido (Núcleo sólido, 22 AWG)

Cables Jumper Premium 6″ H/H – 20 AWG (Paquete de 10)

SparkFun Snappable Protoboard

Raspberry Pi GPIO Tall Header – 2×20

Si compra la PureThermal 2 – FLIR Lepton Smart I/O Board, tenga en cuenta que no incluye el módulo de cámara Lepton. Sin embargo, proporciona control basado en USB y datos de vídeo en bruto, ideal para usar la cámara como webcam USB.

PureThermal 2 – FLIR Lepton Smart I/O Board

Cable USB micro‑B – 6 pies

Para instrucciones detalladas sobre la configuración de la placa Smart I/O con su ordenador, vea los siguientes vídeos:

• Windows
• Mac OS
• Raspberry Pi

Software

El código de ejemplo ha sido probado en una Raspberry Pi Modelo B, pero funcionará en cualquier modelo de Pi con Raspbian instalado.

IMAGEN RASPBIAN

Además, necesitará las herramientas de desarrollo Qt y el código de ejemplo de Pure Engineering. Vea la sección Software a continuación para instrucciones paso a paso.

Teoría

El espectro electromagnético abarca desde rayos gamma de alta energía hasta ondas de radio de baja frecuencia. La mayoría de cámaras de consumo capturan luz visible (380–700 nm). Los sensores de infrarrojo de onda larga (LWIR), como el Lepton, detectan radiación en el rango 9–14 µm –exactamente las longitudes de onda emitidas por objetos cercanos a temperatura ambiente.

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

El núcleo del Lepton es un array de microbolómetros. Los microbolómetros cambian su resistencia eléctrica en respuesta a la energía infrarroja absorbida. Midiendo esta resistencia, el sensor calcula la temperatura superficial y produce una imagen en falso color que codifica datos de temperatura.

La imagen térmica encuentra aplicaciones en diagnóstico de edificios, análisis de refrigeración automotriz, diagnóstico médico y sistemas de visión nocturna. En robótica, las cámaras térmicas permiten detección de centroides de calor usando librerías estándar de procesamiento de imagen como OpenCV –haciendo robots buscadores de calor un proyecto DIY realista.

Visión general del hardware

A continuación, especificaciones clave para las dos variantes más comunes de Lepton. Las celdas resaltadas en azul indican diferencias entre el Lepton original y el Lepton 2.5 con Radiometría.

	FLIR Lepton	FLIR Lepton v2.5 c/ Radiometría
Resolución	80 × 60 px	80 × 60 px
Rango espectral	8–14 µm	8–14 µm
Campo de visión horizontal	51°	50°
Sensibilidad térmica	<50 mK	<50 mK
Frecuencia de frames	<9 Hz	<9 Hz
Interfaz de control	I²C	I²C
Interfaz de vídeo	SPI	SPI
Tiempo a imagen	<0,5 s	<1,2 s (≈0,5 s en pruebas reales)
Obturador integral	✓	✓
Radiometría	Valor de píxel 14-bit	Valor de píxel 14-bit, Kelvin
Potencia de operación	≈150 mW	≈150 mW

Conexión del hardware

⚠️ Advertencia: Aunque el módulo Lepton es tolerante a descargas electrostáticas, es un componente de precisión. Manipule con cuidado y evite superficies con carga estática.

Diagrama de circuito

Conecte la placa breakout del Lepton a los pines GPIO de la Raspberry Pi siguiendo el diagrama siguiente. Si necesita un repaso del pinout GPIO, consulte nuestro tutorial GPIO de Raspberry Pi. Asegúrese de que el módulo Lepton esté firmemente encajado en el zócalo breakout.

Configuraciones típicas usando breadboard y pantalla táctil se ilustran en las imágenes siguientes.

¡Enhorabuena – ha completado el montaje de hardware! A continuación, configuraremos el software.

Software

Comience instalando Raspbian en su Raspberry Pi. Una vez arrancado, abra una terminal y habilite las interfaces SPI e I²C de la Pi mediante la utilidad raspi-config:

sudo raspi-config

Navegue a Opciones avanzadas → SPI, luego repita el proceso para I²C. Tras cada selección, reinicie la Pi para aplicar los cambios.

El ejemplo de Pure Engineering es una aplicación Qt, así que instale las herramientas de desarrollo Qt:

sudo apt-get install qt4-dev-tools

Luego, descargue el código de ejemplo desde el repositorio GitHub de Pure Engineering. Puede clonar el repositorio o descargar el archivo ZIP y descomprimirlo. Después vaya al directorio raspberrypi_video:

cd LeptonModule-master/raspberrypi_video

Compile primero el SDK de Lepton:

cd ../software/raspberrypi_libs/LeptonSDKEmb32PUB
make

Vuelva al directorio raspberrypi_video y compile la aplicación:

qmake && make

Una vez finalizada la compilación, lance la aplicación con:

./LeptonVideo

Ahora debería ver una transmisión térmica en vivo desde su cámara Lepton. Desde aquí, puede experimentar con OpenCV, registro de datos o integrar la cámara en un proyecto de robótica.

Recursos adicionales

• Documentación del SDK Lepton de Pure Engineering
• Tutorial de procesamiento de imágenes térmicas con OpenCV

¡Gracias por seguir la Guía de conexión FLIR Lepton! ¡Feliz imagen!