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DIYサーモカムを作る

私の低価格サーマルイメージャーの基本的な考え方は、2010年の物理学の授業から始まりました。先生は、高温計とも呼ばれる一点放射温度計を購入し、その年の後半に科学の競技会に使用したいかどうか尋ねました。友人と私は、サーボモーターを使用して赤外線センサーを広い領域に移動する熱画像スキャナーを作成するというアイデアを思いつきました。

私たちの最初のプロトタイプは、概念実証にすぎませんでした。レゴマインドストームをPCのセンサー用のデータインターフェイスとAdobePhotoshop用の自動マウス/キーボードスクリプトとともに使用して、低解像度の熱画像を作成しました。 「Cheap-ThermocamV1」と呼んだ来年のコンペティション(図A)のデザインを改善しました。これは、Arduinoマイクロコントローラー、2つのサーボモーター、およびJavaで記述されたコンピューターソフトウェアで構成されていました。総材料費はわずか約100ドルでした。

図A.MaxRitterによる写真

最初のキット



2011年に特別賞を受賞し、ソフトウェアとハ​​ードウェアのコンセプトをインターネットに公開しました。フィードバックは肯定的でした—多くの人々がデバイスの独自の適応を構築し(図B)、他の人々はそれを購入することに興味を示しました。これにより、2013年半ばにデバイスの2番目のバージョン(図C)にたどり着き、世界中の人々にオンラインで販売しました。当時私は20歳だったので、これは私にとって大きな一歩でした。 「Cheap-ThermocamV2」は小型のLCDディスプレイを備えており、ロータリーエンコーダーで制御でき、SDカードにデータを保存するオプションがありました。

図C

1年後、大きなタッチスクリーン、スリムなデザイン、そしてはるかに高速なマイクロコントローラーを統合した「Cheap-Thermocam V3(図D)」の作業を終えました。バージョン1から3は、領域をスキャンする可動シングルポイントIRセンサーの元の原理を使用していました。これには非常に安価であるという利点がありましたが、1つの完全な熱画像を作成するのにも数分かかりました。移動するオブジェクトを含む多くのアプリケーションでは、このアプローチは適切ではなかったため、別の方法を探していました。

図D

新しいセンサー

図E

2014年、FLIRはレプトンセンサー(図E)をリリースしました。これは、市場で最初の低コストのサーマルアレイセンサーでした。私はそれを「DIY-ThermocamV1」と呼んだ次のバージョンのデバイスに含めました。これは、スキャン原理から高解像度のリアルタイム熱画像への大きな改善であり、FLIRやFLUKEなどの大企業が市場に出しているソリューションの真剣な代替手段への出発点でした。

DIYのバージョン2-Thermocamは、解像度が4倍に向上したLepton 3.0センサーのサポート、より強力なマイクロプロセッサー、より優れた高速のビジュアルカメラ、リムーバブルストレージなど、多くの拡張機能を提供します。新しいビデオ出力モジュールは、Thermocamからのデータのビデオ出力信号をストリーミングするオプションを提供します。

サーモカムの大きな利点はオープンソースのソフトウェアとハ​​ードウェアであるため、自分のニーズに合わせて変更したり、熱画像の分野での自分の開発の出発点として使用したりできます。デバイス上のファームウェアは、使いやすいタッチメニューで制御でき、さまざまな配色、分析、保存方法など、多くの機能を提供します。 PC上の熱画像とビデオの分析のために、rawファイルはベルリンのドイツ人プログラマーによって開発されたThermoVisionと呼ばれる強力なアプリケーションと完全に互換性があります。コンピューター上の熱データのリアルタイムストリーミングを提供し、いくつかの分析機能を備えたPythonアプリケーションもあります。

学んだ教訓

途中で非常に多くの課題がありました。ほとんどの場合、私はそれらを解決することができましたが、他の場合には、より型破りな解決策を試すことにしました。たとえば、ケースを設計するとき、私は最初に3Dプリンターを使用してケースを作成したいと思いました。しかし、より高価なプリンターでさえ、手作業で多くの印刷後の改良が必要であることが判明しました。これは生産的になるのに時間がかかりすぎました。射出成形も実際の代替手段ではありませんでした。金型を作成するには、少数のユニットを作成するのに非常に費用がかかるためです。結局、後処理を必要としない比較的安価な技術であるエンクロージャーをレーザーカットすることにしました。ドイツで、黒いアクリルからパーツを切り取った会社を見つけました。

私が学んだことの1つは、リリースのタイムスケジュールを厳しく設定しすぎないことでした。これは、必然的に、多くの予期しない問題が発生するためです。私が自分で見つけた経験則は、スケジュールを作成してからそれを2倍にすることです。以前に完了した場合は、常に改善すべき点が見つかるため、それは問題にならないことがよくあります。

私はこのプロジェクトに必要なすべてをインターネット上の情報源と本から学びました。それを手伝ってくれた人はほとんどいませんでした。これは急な道でしたが、私はそれから多くを学びました!このプロジェクトには、プロトタイプの作成、コンポーネントと材料の選択、デバイスの組み立ての容易さ、品質チェック、世界中への配送、マーケティング、顧客との連絡など、多くのステップが必要でした。私がしたことの多くは試行錯誤でした、そして私はそれらの年の間に本当にたくさんの間違いをしました。しかし、それらすべてが私が今日経験した宝物に貢献したので、それらすべてを作る価値がありました。私は、5年間の研究からよりも、Thermocamプロジェクトに取り組むことをより多く学んだとさえ言えます。私の意見では、実際に自分で課題に取り組むときに、個人的にも技術的にも最も進歩します。

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製造プロセス

  1. アンバー
  2. 凝縮したスープ
  3. ゴールキーパーマスク
  4. ギロチン
  5. ケイ素
  6. ウクレレ
  7. 堆肥
  8. ゼラチン
  9. ウォッカ