thermomètre IR sans contact bricolage V1.0

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Introduction : Thermomètre IR sans contact DIY V1.0

À propos : Je suis bricoleur par passion et ingénieur en énergie de profession. La plupart de mes travaux sont liés à l'énergie solaire et à l'Arduino. En dehors de l'électronique, j'aime l'impression 3D, le travail du bois et faire de l'artisanat à partir d'occasion…

Actuellement, nous poursuivons un monstre invisible nommé Virus Corona COVID-19 et nous traversons la plus grande crise sanitaire de notre époque en raison d'une forte augmentation des cas d'infection. L'un des principaux symptômes de la personne infectée par COVID-19 est une augmentation de la température corporelle, en plus ded'autres symptômes tels que des douleurs dans le corps, des difficultés à respirer.

Il est très essentiel de surveiller en permanence la température corporelle pour détecter un patient corona à un stade très précoce afin que les médicaments appropriés puissent être pris pour une récupération rapide.

Le thermomètre IR normal peut mesurer la température d'un patient covid et peut également propager le virus. Le principal inconvénient du thermomètre à main est que ses performances dépendent de l'opérateur et de la distance au front. Pour résoudre ces problèmes, un appareil estfait qui peut être monté sur le mur pour le dépistage de la fièvre dans les espaces publics sans opérateur. Le matériel peut mesurer automatiquement la température du corps humain lorsque la distance entre le capteur et le front est adéquate.

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Tutoriel vidéo :

Crédit :

La principale source d'inspiration pour ce projet vient du projet iThermowall, je donnerai tout le crédit aux auteurs de ce projet.

J'ai pensé que ce projet est très utile en cette période critique et je peux utiliser mes compétences pour écrire un guide de bricolage en incluant des instructions précises et de bonnes images pour l'illustration afin que tout le monde puisse le recréer facilement.

Fournitures

Composants requis

1. Arduino Nano Amazon

2. Capteur de température GY-906 Amazon

3. Affichage OLED Amazon

4. Capteur de proximité infrarouge Amazon

5. Module chargeur TP4056 Amazon

6. 18650 Batterie Banggood

7. 18650 Support de batterie Amazon

8, 5 V DC-DC Step-Up Converter Amazon

9. Interrupteur à bascule -15 × 21 mm Amazon

LED verte de 10, 5 mm Amazon

LED ROUGE de 11, 5 mm Amazon

12. 2 résistances 330 Ohm Amazon

13. Avertisseur piézo Amazon

14. Carte prototype Amazon

15. Broches d'en-tête Amazon

16. 22 AWG Fils Amazon

17. Cavaliers Amazon

Outils utilisés :

1. Fer à souder Amazon / Banggood

2. Coupe-fil Amazon / Banggood

3. Pince à dénuder Amazon / Banggood

4. Imprimante 3D Amazon / Banggood

5. Ventilateur à air chaud Amazon

Étape 1 : Comment ça marche ?

Le principe de fonctionnement est très simple, le capteur de thermomètre infrarouge MLX90614 lit la température du corps humain lorsque la distance mesurée par le capteur IR entre le front et le capteur correspond à une valeur définie. La lecture du capteur est envoyée à Arduino pour traitement et lela valeur traitée est affichée sur un écran OLED de 0,96".

Outre l'affichage OLED, deux LED et un buzzer sont utilisés pour indiquer la sortie.

1. Lorsque la température corporelle est normale, la LED verte LED1 s'allumera et le buzzer émettra un bip.

2. Lorsque la température corporelle est supérieure à 104 degF, la LED rouge LED2 sera allumée et le buzzer émettra un bip plus longtemps.

Étape 2 : Alimentation

La puissance requise pour l'ensemble du circuit est fournie par deux batteries 18650. Les deux batteries sont connectées en parallèle pour créer une batterie de plus grande capacité pour obtenir une sauvegarde plus longue. La batterie est chargée par un module chargeur TP4056.

La tension de la batterie est augmentée à 7V en utilisant un module convertisseur boost MT3608. Ensuite, la sortie du convertisseur boost est connectée à la broche Vin d'Arduino.

Un interrupteur à bascule est placé entre la sortie du module chargeur TP4056 et le convertisseur boost.

Étape 3 : préparer l'Arduino et la carte du capteur de température

Pour réduire les coûts, le fabricant vous envoie souvent la broche de la carte et des en-têtes, mais s'attend à ce que vous les soudiez à la carte. J'ai reçu le capteur Arduino Nano et MLX 90614 sans souder les broches de l'en-tête.

Pour souder les en-têtes de broches à une carte, placez d'abord les en-têtes de broches dans une planche à pain. C'est facultatif, mais c'est un excellent moyen de s'assurer que les en-têtes de broches seront perpendiculaires à la carte et parallèles les uns aux autres, ce qui facilite l'insertionla carte ailleurs. Placez la carte au-dessus des en-têtes avec les broches passant à travers les trous de la carte.

Utilisez un fer à souder avec une pointe fine car vous travaillerez avec de petites pièces rapprochées. Le résultat de la soudure devrait être un morceau de soudure en forme de cône recouvrant à la fois la pastille circulaire et la partie inférieure de la broche. Làne devrait pas y avoir de soudure reliant deux broches ensemble.

Étape 4 : Capteur de température infrarouge MLX90614

Le MLX90614 est un thermomètre infrarouge pour les mesures de température sans contact capable de mesurer des températures comprises entre -70 et 380 ° C. Le capteur utilise une puce de détection à thermopile sensible aux infrarouges et l'ASIC de conditionnement de signal intégré dans une seule puce. Il fonctionne sur la base de Stefan-La loi de Boltzmann qui stipule que tous les objets émettent de l'énergie IR et l'intensité de cette énergie sera directement proportionnelle à la température de cet objet. L'unité de détection dans le capteur mesure la quantité d'énergie IR émise par un objet ciblé et l'unité de calcul convertiten valeur de température à l'aide d'un ADC intégré de 17 bits et génère les données via un protocole de communication I2C.

Le capteur mesure à la fois la température de l'objet et la température ambiante pour calibrer la valeur de température de l'objet. Le capteur MLX 90614 peut lire la température ambiante dans la plage de -40 à 125 C -40 à 257 °F et la température de l'objet dansla plage de -70 à 380 C -94 à 716 °F.

La connexion du thermomètre infrarouge avec Arduino est très simple puisqu'il utilise l'interface de communication I2C comme de nombreux autres composants.
Le thermomètre MLX90614 a 4 broches : VIN, GND, SCL et SDA.

Les connexions doivent être les suivantes :

Arduino--> MLX 90614

5V ---> VIN

GND --> GND

A5 ----> SCL

A4 ----> SDA

Étape 5 : préparer la batterie

Nous devons connecter les deux batteries 18650 en parallèle. L'emplacement de batterie que j'ai utilisé est un support à deux emplacements avec borne indépendante pour la connexion. Pour effectuer la connexion parallèle, connectez deux bornes de chaque côté ensemble en utilisant un morceau de fil.

Appliquez d'abord une petite quantité de flux sur les bornes, puis court-circuitez-les en utilisant le fil.

Soudez le fil d'extension rouge suivant à la borne positive et le fil noir à la borne négative du support de batterie.

Étape 6 : Capteur de proximité infrarouge

Actuellement, les thermomètres portables sont très populaires pour le dépistage de la fièvre. Cependant, les performances du thermomètre portable dépendent de l'opérateur et de la distance au front. Pour surmonter ces problèmes, un capteur de proximité infrarouge est utilisé pour mesurer la distance entre le capteur etle front, lorsque la distance est adéquate, la lecture de la température sera détectée et affichée. De cette façon, la précision de la mesure est améliorée.

Vous pouvez régler la distance de détection du capteur de proximité à l'objet en ajustant le potentiomètre sur le module du capteur. Tourner le potentiomètre dans le sens des aiguilles d'une montre augmentera la distance de détection et dans le sens inverse des aiguilles d'une montre réduira la distance de détection. J'ai réglé cette distance à environ 50 mm.

Les connexions doivent être les suivantes :

Arduino --> Capteur IR
3.3V ---> VCC

GND --> GND

D9 ----> SORTIE

Étape 7 : écran OLED

Pour afficher la température corporelle, un écran OLED de 0,96" est utilisé. Il a une résolution de 128x64 et utilise un bus I2C pour communiquer avec l'Arduino. Deux broches SCL A5, SDA A4 dans Arduino Nanno sont utilisées pour la communication.

J'utilise le Bibliothèque Adafruit_SSD1306 pour afficher les paramètres.

Vous devez d'abord télécharger le Adafruit_SSD1306. Ensuite, l'installer.

Les connexions doivent être les suivantes :

Arduino --> OLED

5V ---> VCC

GND -->GND

A4----> SDA

A5----> SCL

Étape 8 : Indication LED

Deux LED sont utilisées pour indiquer si la température corporelle est normale ou anormale. La LED verte indique quand la température corporelle est normale et la LED ROUGE indique la condition anormale lorsque la température est supérieure à 104 degF

La LED verte LED1 est connectée à la broche numérique Arduino D3 et la LED rouge LED2 est connectée à D5. Pour limiter le courant de la LED, deux résistances de 330 sont utilisées. Soudez la résistance à la borne positive des LEDLa branche la plus longue de la LED indique la borne positive.

Connectez 4 cavaliers aux LED comme indiqué ci-dessus. Ici, je dois utiliser des cavaliers femelle-femelle pour une connexion plus facile.

Étape 9 : Buzzer d'alerte

Pour fournir des alertes lors du dépistage du corps humain, un buzzer piézo est utilisé. Le buzzer a deux bornes, la plus longue est positive et la jambe la plus courte est négative. L'autocollant sur le nouveau buzzer a également " + " marqué pourindiquer la borne positive.

Vous pouvez souder des fils aux broches du buzzer ou vous pouvez utiliser des fils de connexion femelles comme je l'ai utilisé ici.

Les connexions doivent être les suivantes :

Arduino --> Sonnerie

D7 --> Borne positive

GND --> Borne négative

Étape 10 : Préparer une carte d'extension

La plupart des modules et composants sont connectés aux broches Arduino 5V et GND. Malheureusement, l'Arduino Nano n'a qu'une seule broche 5V et deux broches GND, mais en réalité, nous avons besoin de plus de ces broches pour connecter les composants. Pour surmonter ce défi, j'ai préparé une carte d'extension en utilisant un petit morceau de la carte prototype.

Outre les broches 5V et GND, nous avons besoin de deux broches SDA et SCL pour connecter le capteur MLX 90614 et l'écran OLED.

Ici, j'ai utilisé des broches d'en-tête mâles à angle droit et droites. Vous pouvez facilement le faire en suivant l'image ci-dessus. Dans chaque rangée, toutes les broches sont court-circuitées.

Étape 11 : Faire le circuit

Créez le circuit en suivant le schéma de principe donné dans l'image ci-dessus. J'ai déjà expliqué les détails de connexion de chaque composant et module. Pour faire plus simple, j'ai préparé un circuit de maquette pour vous.

Étape 12 : Conception de circuits imprimés

Après avoir fait le circuit, j'ai réalisé que la connexion de câblage est vraiment désordonnée. Pour rendre le câblage plus propre et plus simple, j'ai conçu un PCB personnalisé pour ce projet. Vous êtes libre d'utiliser mon Fichiers Gerber PCB.

Merci NextPCB :

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Étape 13 : Logiciels et bibliothèques

Tout d'abord, téléchargez le croquis Arduino et installez toutes les bibliothèques.

Téléchargez et installez les bibliothèques suivantes :

1. Adafruit-MLX90614-Bibliothèque : https://github.com/adafruit/Adafruit-MLX90614-Lib...

2. Bibliothèque Adafruit_SSD1306 : https://github.com/adafruit/Adafruit_SSD1306

3. millisDélai : https://github.com/ansonhe97/millisDelay

Branchez le câble USB dans l'Arduino Nano avec votre ordinateur portable ou votre ordinateur de bureau.

Définissez la carte et le numéro de port COM corrects et téléchargez le code dans l'Arduino.

Étape 14 : Boîtier imprimé en 3D

Le boîtier a deux parties :

1. Boîtier avant

2. Étui arrière.

Vous avez besoin d'une structure de support pour imprimer le boîtier avant. Je l'ai imprimé dans le mauvais sens. La bonne façon d'imprimer le boîtier est l'inverse, comme indiqué ci-dessus.

J'ai utilisé mon imprimante Creality CR-10 et des filaments PLA de 1,75 mm pour imprimer les pièces.
Mes paramètres sont :

1. Vitesse d'impression : 60 mm/s

2. Hauteur de couche : 0,2 mm 0,3 fonctionne également bien

3. Densité de remplissage : 30 %

4. Température de l'extrudeuse : 200 deg C

5. Température du lit : 65 deg C

Comme j'ai imprimé le boîtier avant dans le mauvais sens, la plupart des entretoises de montage se sont cassées. J'ai donc utilisé de la colle chaude ou du ruban adhésif double face pour monter les pièces.

Étape 15 : Assemblage

Maintenant, vous pouvez installer tous les composants dans leurs emplacements respectifs. Toutes les pièces sont installées sur le boîtier avant, mais le support de batterie sera installé dans le boîtier arrière.

J'ai utilisé de la colle chaude et du ruban adhésif double face pour monter toutes les pièces.

Après avoir installé les pièces, fermez le boîtier arrière et fixez les 4 vis dans le coin.

Maintenant, notre appareil est prêt à être utilisé.

Étape 16 : Montage et test

Avant la première utilisation, je suggérerai de charger l'appareil avec un câble micro USB. Vous pouvez utiliser n'importe quel chargeur 5V / 1A, cela fonctionnera pour vous. Le voyant rouge sur le TP4056 indique que les batteries sont en charge et le voyant bleu indique qu'il est complètement chargé.

Maintenant, allumez l'interrupteur à bascule, vous remarquerez que l'écran OLED commencera avec le message " initialisation ".

Vous pouvez le tester en plaçant votre main devant le capteur, lorsque la distance est adéquate, la température corporelle sera affichée sur l'écran OLED, la LED s'allumera et vous entendrez également un bip sonore.

Pour simuler la température élevée, j'ai placé la panne du fer à souder devant le capteur, vous remarquerez que la LED rouge s'allumera et entendra un long bip du buzzer.

Une fois qu'il est confirmé que l'appareil fonctionne conformément à notre planification, vous pouvez l'installer dans un endroit approprié. La hauteur du capteur doit être approximativement égale à la hauteur de votre front par rapport au sol.

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62 commentaires

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taki2007

Question il y a 5 mois

Pourquoi augmentez-vous la tension jusqu'à 7V ?
L'arduino n'a besoin que de 5V, ce que le TP4056 fournit déjà avec protection contre les décharges avec une valeur stable, si je ne me trompe pas ?

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Quantz

Réponse il y a 2 mois

Les spécifications Arduino Nano appellent 7-12 Vdc sur la broche Vin, bien que j'aie vu d'autres spécifications tierces dire que n'importe où de 6-20Vdc fonctionnera. Personnellement, je resterais dans le bas de la gamme publiée Arduino 7 Vdc simplement parce que le régulateur linéaire sur la carte dissipera l'excès de tension sous forme de chaleur. L'excès de chaleur doit être évité IMO et de toute façon, appliquer plus de puissance que nécessaire est tout simplement un gaspillage.

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taki2007

Répondre il y a 2 mois

C'est votre erreur ! N'utilisez pas la broche Vin, l'Arduino a une broche 5V qui est conçue pour prendre 5V, aucun courant gaspillé à travers le régulateur... le TP4056 fournit un 5V stable et stable jusqu'à ce que la batterie de sécuritécoupure quand il est vide, donc pas besoin de faire quelques manigances intensifiées.

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Quantz

Répondre il y a 2 mois

Je n'appellerais pas ça tellement une erreur, mais plutôt une question de choix, taki2007.

Vous pouvez certainement faire comme vous le suggérez, mais contourner le régulateur de tension et la protection qu'il fournit à la carte Arduino n'est pas une bonne pratique. J'alimente toujours ma carte via la broche Vin, le connecteur USB ou la prise d'alimentation.

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taki2007

Réponse il y a 5 mois

De plus, l'Arduino le réduit à 5V via un régulateur linéaire donc c'est gaspillé de toute façon ?

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huynhkyanhhuy1983

Question il y a 5 mois

J'ai une question. Si je veux que le code affiche la température en degrés Celsius, quelles parties du code dois-je changer ?

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pablo1479

il y a 5 mois sur Étape 16

Bonjour, une question. Si je veux changer la température en Celsius, comment puis-je modifier le programme. Excellent projet. Merci
Pourquoi utilisez-vous une formule d'étalonnage, c'est la même pour la lecture en °C...

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GuidoMonstrey

Question il y a 4 mois


Question :
Est-ce normal: quand je place ma main devant le capteur de température à environ 50 mm de celui-ci......il dit 37;5°C. Quand je m'approche, il va à 38°C et plus... quand je recule, il indique 39 ° C ou plus... La lecture n'est pas stable... Est-ce normal ou comment puis-je stabiliser cela s'il vous plaît ?



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GuidoMonstrey

Astuce il y a 4 mois

Bonjour,
j'ai fait une recherche dans le forum arduino et j'ai posé une question.
Directement il y avait une réponse de UkHeliBob

Pour passer de F à C c'est dans le script code ou sketch qu'il faut changer :


Donc, je place le numéro de ligne 105 non commenté

105 temptot += mlx.readObjectTempC; //ajouter la lecture au total


et la ligne numéro 106 a commenté :

106 // tentot += mlx.readObjectTempF;


Alors à la ligne 168 , je le place en non commenté :

168 display.print"C ";


et la ligne 175 a commenté :

175 // display.print"F ";


Et enfin je pense je place la ligne 176 non commentée :

176 display.print"C ";

Je n'ai pas encore essayé, car je construis la machine pour l'instant.
Je vous tiens au courant...si ça marche en Celsius....lol...

Merci à UKIHELIBOB Arduino-forum
Selcius et Fahrenheit avec "Adafruit-MLX90614-Library in an Arduino-scrypt - Utilisation d'Arduino / Questions de programmation - Forum Arduino

Guido

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GuidoMonstrey

Question il y a 5 mois

Bonjour, quel beau projet. Je le ferai aussi quand je saurai qu'il est possible de lire la température en ° Celsius au lieu de Fahrenheit......
Est-ce possible s'il vous plaît ? Dois-je changer le code dans le script Arduino code ou sketch s'il vous plaît ?
Dites que c'est possible..... :-

merci
Guido de Belgique la Flandre

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Acarolinensis

il y a 5 mois

Cool projet ! Une préoccupation : où avez-vous obtenu 104 °F comme température seuil pour l'infection à Covid-19 ? Je ne suis pas un expert médical, mais le conseil général que j'ai entendu est qu'une température corporelle de 103 °F est graveet plus de 104 ° F se dirigent vers les convulsions et le territoire de la mort - il est définitivement temps d'être à l'hôpital. Le seuil de dépistage de la température Covid-19 décontracté pour la plupart des entreprises semble être d'environ 100 ° F.

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Build_it_Bob

il y a 5 mois

Super suivi et conception comme toujours, merci beaucoup pour le partage de toutes vos créations !
Bob D

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paul13Z

il y a 5 mois sur Étape 13

Bien qu'il s'agisse d'un bon projet, il existe un défaut qui produira des faux positifs.
Le MLX90614 est réglé sur une émissivité de un en usine. L'émissivité de la peau humaine est de 0,95 à 0,98. Si l'émissivité de l'objet testé est inférieure au point de consigne du capteur, la lecture de la température sera plus élevée.Il y a un registre sur le MLX90614 0x04 qui peut être utilisé pour régler l'émissivité sur la valeur correcte. Si l'émissivité est réglée sur un 1 alors toutes les lectures seront trop élevées. Le résultat pourrait être un sérieux problème pourCes personnes perdraient du temps et de l'argent à tester quelque chose qui n'existe pas.

L'autre point est que la température de l'humain n'est pas une méthode fiable pour détecter si quelqu'un a Covid. Plusieurs études approfondies menées l'année dernière par le NIH et d'autres ont montré que sur 5000 personnes qui étaient positives pour Covid moins de 20%présenté une augmentation de la température.

Paul M PHD, MD

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huynhkyanhhuy1983

il y a 5 mois

Si je n'utilise pas le PCB. Puis-je faire ce projet en suivant votre circuit ? Merci

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lathajay

il y a 5 mois

Si vous pouviez afficher le coût total de ce projet, ce serait utile.

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ArturZ9

Répondre il y a 5 mois

Le coût dépend principalement de l'endroit où vous vous procurez les composants.
Mon magasin de bricolage local facture deux fois au moins le prix d'Amazon et l'Amazon est souvent deux fois plus cher que aliexpress.com
Plus la coque et le PCB imprimés en 3D peuvent varier considérablement en prix.
L'électronique pour ce projet peut être obtenue facilement pour moins de 20 dollars si vous êtes prêt à attendre l'expédition en provenance de l'étranger.

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lathajay

Répondre il y a 5 mois

Merci pour la réponse rapide.