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两百元不到的热成像装置?DIY热成像的绝佳方案!

04/21 09:25
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之前一直有一个想法想做一个热成像仪,正好最近有一个项目需要用到热成像,于是在琢磨如何制作使用一款具有无线功能的热成像装置。

1、器件选型

由于需要涉及无线传输,还要求使用WIFI,那么主控就是优先考虑ESP32作为主控。

但是关于热成像传感器的选择就需要我头疼了,如何在保证开发效率以及成本的情况下选择合适的传感器。

最开始我选择的是MI0802这款热成像传感器:

它的分辨率达到80*62,比较满足我的要求。不过MI0802居然是不开源的。于是只能选择其他的传感器了。

后来看到了MLX90640,百元级别的价格能实现32*24像素的分辨率,就先买了一块模块来试试开发难度。

2、程序开发

Arduino IDE有MLX90640的库,因此开发起来很简单,只需要调用相应的库。

Adafruit_MLX90640 mlx;float frame[32*24];          // 原始温度数据

创建90640的实例对象和帧缓存区

  // 读取热像仪数据  if(mlx.getFrame(frame) != 0) {    //错误    return;  }

读取摄像头的原始数据

为了能够显示出来,这里使用一块240*240的TFTLCD来显示。

  tft.startWrite();  for(int y=0; y<24; y++) {    for(int x=0; x<32; x++) {      uint16_t color = tempToColor(frame[y*32 + x]);      tft.fillRect(x*7, y*10, 7, 10, color);    }  }  tft.endWrite();

tempToColor是将温度转化为不同颜色来显示。

可以看到也是能成功的显示出来,不过由于分辨率问题,像素感太强,因此我对他进行双线性插值伪彩显示。

3、双线性插值伪彩显示

双线性插值的原理不做过多赘述,总体而言就是根据已知的像素对中间的区域进行估计。

for(int screenY = 0; screenY < 240; screenY++) {    // 计算对应的原始数据行(保留右侧16像素显示信息)    for(int screenX = 0; screenX < 224; screenX++) {       // 将屏幕坐标映射到原始数据坐标(32x24 → 224x240)      float srcX = (screenX * 31.0) / 223.0;  // 0-31      float srcY = (screenY * 23.0) / 239.0;   // 0-23
      // 确定四个相邻采样点      int x0 = floor(srcX);      int y0 = floor(srcY);      int x1 = min(x0 + 1, 31);      int y1 = min(y0 + 1, 23);            // 计算插值权重      float xWeight = srcX - x0;      float yWeight = srcY - y0;
      // 获取四个点的温度值      float temp00 = frame[y0*32 + x0];      float temp01 = frame[y0*32 + x1];      float temp10 = frame[y1*32 + x0];      float temp11 = frame[y1*32 + x1];
      // 双线性插值计算      float temp =         temp00 * (1 - xWeight) * (1 - yWeight) +        temp01 * xWeight * (1 - yWeight) +        temp10 * (1 - xWeight) * yWeight +        temp11 * xWeight * yWeight;
      // 绘制像素      tft.drawPixel(screenX, screenY, tempToColor(temp));    }  }

双线性插值伪彩处理

接下来让我们看看效果

4、后续安排

后面应该会对这个项目继续更近,打算将其制作成PCB,总成本大概不到200元并且设计相应的手机APP,期待以后的文章吧!

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