FLIR Lepton Hookup Guide

Inleiding

Opmerking: Deze tutorial is oorspronkelijk geschreven voor de FLiR Lepton [KIT-13233]. De FLiR Lepton 2.5 met radiometrie zou echter hetzelfde moeten functioneren.

Toen ons team erachter kwam dat we een Long Wave Infrared (LWIR) camera zouden testen, waren er twee woorden die we niet konden stoppen te zeggen:Predator Vision. Dat klopt, we zouden eindelijk de onzichtbare wereld van hitte kunnen zien, wat ons enorm zou helpen als we ooit zouden merken dat we op een team van speciale agenten jagen in een afgelegen jungle ... of, weet je, proberen onszelf niet te verbranden een warme kop thee.

Toevallig is de FLIR Lepton een uitstekende kleine module voor de prijs en Pure Engineering heeft een geweldige klus geklaard door het breakout-bord en de documentatie te draaien.

: FLIR Radiometrische Lepton Dev Kit

: FLiR Dev Kit

Er zijn echter een paar kleine "haperingen" in het installatieproces en daarom dachten we dat het het beste was als we zouden delen wat we hebben geleerd door met dit ding te spelen. Maar eerst… Een beetje theorie…

Vereiste materialen

Om deze tutorial te volgen, hebt u de volgende hardware en software nodig. Je hebt misschien niet alles nodig, afhankelijk van wat je hebt en je setup. Voeg de hardware toe aan uw winkelwagen, lees de handleiding door en pas de winkelwagen indien nodig aan.

Hardware

Vandaag gaan we de Raspberry Pi-voorbeeldcode instellen zoals geleverd door Pure Engineering en te zien is in onze productvideo's. We hebben minimaal een Raspberry Pi nodig... en eigenlijk niet veel anders. Slechts een handvol jumperdraden en een monitor, toetsenbord, bijbehorende kabels voor je Raspberry Pi en de FLIR Lepton-camera naar keuze.

Hieronder vindt u een verlanglijstje van de voorgestelde onderdelen:

FLIR Lepton Hookup Guide-verlanglijst SparkFun-verlanglijstje

: Raspberry Pi LCD – 7″ touchscreen

: SmartiPi Touch

: Draadloos multimediatoetsenbord

: Raspberry Pi 3 B+ Starter Kit

: FLIR Radiometrische Lepton Dev Kit

Opmerking: Om het aantal gebruikte componenten te verminderen, kunt u de thermische camera rechtstreeks op de Pi aansluiten met behulp van F/F-jumpers. Voor een veilige verbinding kun je ook een aangepaste Raspberry Pi-hoed gebruiken met een prototypebord.

: Aansluitdraad – Assortiment (Solid Core, 22 AWG)

: Jumper Wires Premium 6″ F/F – 20 AWG (10 Pack)

: SparkFun Snappable Protoboard

: Raspberry Pi GPIO Tall Header – 2×20

Let op! Als u de PureThermal 2:FLIR Lepton Smart I/O-kaart krijgt, doet de kaart dat niet inclusief de FLIR Lepton-cameramodule. Dit regelt echter de besturing van de camera en onbewerkte videogegevens via USB. Dit is handig als u het op uw computer aansluit en het als een USB-webcamera gebruikt.

: PureThermal 2 – FLIR Lepton Smart I/O-kaart

: USB micro-B-kabel – 6 voet

Voor meer informatie over het instellen van het slimme I/O-bord met uw computer, bekijk de volgende video's met betrekking tot uw installatie om de officiële Lepton-app te installeren.

Vensters
Mac OS
Raspberry Pi

Software

De voorbeeldcode is getest op een Raspberry Pi-model B, maar zou op elk model goed moeten werken zolang je Raspbian hebt geïnstalleerd.

RASPBERRY PI:RASPBIAN IMAGE

U moet ook de QT-dev-tools en het voorbeeld installeren. Bekijk de Software verderop in de tutorial voor meer informatie.

Theorie

Elektromagnetische straling is overal om ons heen (en binnen en overal) en omvat alles van gammastraling aan de hoge frequentiezijde tot radiogolven aan de lage frequentiezijde. Terwijl de meeste beeldsensoren straling detecteren in het zichtbare spectrum (golflengten van 380 tot 700 nanometer), detecteren langegolf infraroodsensoren straling van 900 tot 14.000 nanometer. Dit staat bekend als het infraroodspectrum en is verantwoordelijk voor de meeste warmtestraling die wordt uitgezonden door objecten in de buurt van kamertemperatuur.

Elektromagnetisch spectrum met zichtbaar licht gemarkeerd. Afbeelding met dank aan Wikimedia Commons.

De sensor in de FLiR Lepton is een microbolometer reeks. Microbolometers zijn gemaakt van materialen die van weerstand veranderen als ze worden verwarmd door infraroodstraling. Door deze weerstand te meten, kun je de temperatuur bepalen van het object dat de straling heeft uitgestraald en een afbeelding in valse kleuren maken die die gegevens codeert.

Dit type thermische beeldvorming wordt vaak gebruikt bij gebouwinspectie (om isolatielekken op te sporen), auto-inspectie (om de koelprestaties te controleren) en medische diagnose. Vanwege het vermogen om een beeld te produceren zonder zichtbaar licht, is thermische beeldvorming ook ideaal voor nachtzichtcamera's.

Als het gaat om robotica, zijn thermische camera's vooral nuttige warmtedetectoren omdat het beeld dat ze produceren (omdat het een beeld is) kan worden verwerkt met dezelfde technieken en software als beelden van zichtbaar licht. Stel je voor dat je zoiets als OpenCV gebruikt om niet alleen kleurcentroïden te volgen, maar ook warmtecentra! Dat klopt, je zou hittezoekende robots in je eigen huis kunnen bouwen!

Waar wachten we eigenlijk op? Laat me je de rondleiding geven...

Hardwareoverzicht

Hieronder vindt u enkele kenmerken van de specificaties van de FLIR Lepton. De blauw gemarkeerde cellen geven de kleine verschillen aan tussen de twee versies van de FLIR Lepton-cameramodule.

FLIR Lepton FLIR Lepton v2.5 met radiometrie Resolutie (h x v) 80 pixels x 60 pixels 80 pixels x 60 pixels Spectraal bereik 8 µm tot 14 µm 8 µm tot 14 µm Horizontaal gezichtsveld 51° 50° Thermische gevoeligheid <50mK <50mK Framesnelheid <9Hz <9Hz Bedieningsinterface I2C I2C Video-interface SPI SPI Beloofde tijd voor afbeelding <0,5 sec <1,2 sec (~0,5 sec bij testen in de echte wereld ) Integrale sluiter ✓ Radiometrie 14-bits pixelwaarde 14-bits pixelwaarde, Kelvin Bedrijfsvermogen ~150 mW ~150 mW

Hardware-aansluiting

⚡ Waarschuwing: Het is vermeldenswaard dat, hoewel de Lepton-module niet bijzonder gevoelig is voor elektrostatische ontlading, het een complex en relatief duur onderdeel is. Misschien wilt u een paar voorzorgsmaatregelen nemen terwijl u ermee werkt, zodat u het niet per ongeluk zapt.

Circuitdiagram

Sluit de FLIR breakout aan op de Raspberry Pi GPIO volgens onderstaand schema. Als je een opfrissing nodig hebt over hoe de GPIO-pinnen zijn georiënteerd, ga je naar onze Raspberry Pi GPIO-tutorial. Zorg ervoor dat uw Lepton-module stevig in de aansluiting op het breakout-bord is geklikt.

Er zijn verschillende manieren om uw systeem aan elkaar te koppelen en te monteren. Als je een breadboard en een LCD-aanraakscherm hebt gebruikt met de Pi, zou je opstelling er ongeveer zo uit moeten zien als in de onderstaande afbeelding.

Gefeliciteerd, dat is het hardwaregedeelte gedaan. Nu op naar de softwareconfiguratie!

Software

Zoals ik eerder al zei, wil je dat het Raspbian-besturingssysteem op je Raspberry Pi is geïnstalleerd. Start het op en open het Terminal-programma. Onze eerste zaak van zaken zal het inschakelen van de Pi's SPI- en I2C-interfaces zijn. Gelukkig maakt Raspbian dit gemakkelijk om te doen door een hulpprogramma toe te voegen genaamd raspi-config . Om het hulpprogramma uit te voeren, typt u:
sudo raspi–config

U zou het volgende scherm moeten krijgen, zoals hieronder weergegeven. Klik op de "Geavanceerde opties ”-menu.

Vind je het moeilijk om het circuit te zien? Klik op de afbeelding om het van dichterbij te bekijken.

Selecteer SPI en volg de instructies op de volgende schermen. Nadat u de SPI-stappen hebt voltooid, doet u hetzelfde voor I2C. Wanneer u raspi-config . afsluit , zal het u vragen of u opnieuw wilt opstarten. Ga je gang en doe het zodat de wijzigingen die we zojuist hebben aangebracht, blijven bestaan.

Vind je het moeilijk om het circuit te zien? Klik op de afbeelding om het van dichterbij te bekijken.

De voorbeeldcode van Pure Engineering is een QT-toepassing, dus we moeten die afhankelijkheid installeren voordat we deze kunnen compileren. Maak je geen zorgen, het is gemakkelijk te doen. Zorg ervoor dat de Pi een internetverbinding heeft en voer de volgende opdracht uit om de QT dev-tools te installeren:
sudo apt–get install qt4–dev–tools

Wat er ongeveer zo uit zal zien...

Zodra de installatie is voltooid, gaat u naar de Pure Engineering GitHub-opslagplaats en haalt u de …/software/raspberrypi_video op map. Als je bekend bent met git, kun je dit vanaf de opdrachtregel doen. Voor de meeste mensen is het net zo eenvoudig om naar de bovenstaande link te bladeren en op "Download ZIP" te klikken. U kunt het bestand downloaden naar elke gewenste map, vervolgens cd naar die map in Terminal en uitpakken met de volgende opdracht:
unzip LeptonModule–master.zip

Nu cd in de uitgepakte map 'LeptonModule-master ” en de map “…/raspberrypi_video ”. Deze map bevat alle bestanden die u nodig hebt om de voorbeeldcode te compileren. Eerst moeten we de Lepton SDK "maken". Gebruik de opdracht cd om naar de ".../software/raspberrypi_libs/LeptonSDKEmb32PUB ” directory en voer de make-opdracht uit.

Zodra dat proces is voltooid, gaat u terug naar de ".../raspberrypi_video ” directory en voer qmake &&make:

. uit

Gefeliciteerd! U hebt zojuist de voorbeeldcode gecompileerd en u bent klaar om deze uit te voeren. Typ eenvoudig het volgende in uw opdrachtregel:

Lees meer info…..

FLIR Lepton Aansluitgids