Infrarood Camera

Wij hebben als project een infrarood camera gemaakt om infrarood straling grafisch te kunnen weergeven. Infrarood straling zijn elektromagnetische golven van golflengten tussen de 740nm tot 10^5 nm die niet te zijn met het menselijke oog, maar wel gevoeld kunnen worden in de vorm van warmte. Hierbij hebben we een opstelling bedacht van twee zwarte doosjes van verschillende temperaturen zodat je het verschil tussen de doosjes fysiek kan voelen en het met de infraroodcamera ook echt kan aantonen. Dit project bestaat dus uit verschillende subonderdelen zoals het maken van de black box opstelling en het maken van de infraroodcamera. Eerst zullen we uitleggen hoe de infraroodcamera in elkaar zit en daarna hoe de black box opstelling gemaakt zou kunnen worden.

Om deze infraroodcamera te maken zijn er verschillende materialen, benodigde tools en skills nodig. De materialen/onderdelen die nodig zijn voor dit project:

• Mini Breadboard
• Male-Male jumper kabels
• Male-Female jumper kabels
• Waveshare 2.4 inch LCD-TFT Display ( https://www.tinytronics.nl/nl/displays/tft/waveshare-2.4-inch-tft-lcd-display-240*320-pixels-spi?sort=p.price&order=ASC )
• AMG8833 Adafruit thermische beeldsensor ( linknaarproduct )
• Plywood voor de blackboxen
• Arduino Uno
• Arduino verbindingskabel
• Batterij van 9V
• Zwarte verf voor de blackboxen
• 3D filament
• Plastic zakjes
• Heet water
• Koud water (water met ijsklontjes)
• Soldeersel
• Ducttape

De tools die nodig zijn:

• Soldeerbout
• Lasersnijder
• 3D-printer
• Laptop om de code te kunnen versturen naar de Arduino

Skills die handig zijn om te beheersen:

• solderen ( uitleghierinEngels )
• programmeren in Arduino IDE
• eventueel ervaring met 3D printprogramma's

De thermische beeldsensor van Adafruit komt met losse pinnetjes die nog vast gesoldeerd moeten worden aan het board van de thermische sensor. Voor deze stap zijn dus de soldeerbout nodig, soldeersel, de pinnetjes van de sensor en de sensor zelf. In het plaatje is te zien hoe de pinnetjes zijn vastgepind. Mocht je nog geen ervaring hebben met solderen, kan het geen kwaad om de volgende link te bekijken waarin solderen in het Engels wordt uitgelegd ( lerensolderen ).

Nu de thermische sensor bij stap 1 is vast gesoldeerd, is het ready om te kunnen gebruiken voor de set-up. Bij deze stap is het de bedoeling alles van de camera met elkaar te gaan verbinden. De materialen die bij deze stap nodig zijn:

• Arduino Uno
• Male-Male jumper kabels
• Male-Female jumper kabels
• Thermische beeldsensor ( die gesoldeerd is!)
• LCD-TFT Display
• Mini Breadboard

In het bestand hieronder is het overzicht nog eens duidelijk te zien hoe alles aangesloten moet worden. In dit bestand is een normaal breadboard te zien, maar om ruimte te besparen kan hiervoor een mini breadboard worden gebruikt die hetzelfde aangesloten kan worden.

De camera case is met een 3D printer gemaakt en hiervoor moet eerst in het programma Fusion360 het ontwerp worden gemaakt. In dit geval hoef je niet het ontwerp zelf te maken en zit het document al bij deze stap. Er hoeft dus alleen geprint te worden. Bij deze stap is dus alleen een 3D-printer en 3D-fillament nodig.

De camera case is geprint en het circuit is aangesloten. Dan is het nu tijd om het circuit in de camera case te bevestigen. Hierbij is het handig om gebruik te maken van ducttape aangezien de case redelijk ruim is en het niet gewild is dat de onderdelen veel kunnen bewegen in het doosje. Het is handig om eerst de display vast te plakken en daarna de sensor. Wellicht is het nodig weer wat kabeltjes los te maken om alles goed erin te kunnen stoppen. Bij het ontwerpen van de camera case is er rekening gehouden met welke componenten in de case moest en dus zitten er speciale 'compartimenten' waar de verschillende onderdelen precies in passen.

Het maken van de blackboxen staat los van het maken van de camera dus stappen 5 en 6 kunnen ook eerst worden uitgevoerd. Bij deze stap is het de bedoeling dat de doosjes worden gemaakt met een lasersnijder aangezien dit preciezer is en er makkelijker een doosje kan worden gemaakt dat in elkaar geklikt kan worden. Voor deze doosjes is er gebruik gemaakt van Plywood met een dikte van 3mm. Het lasersnijbestand zit bij deze stap dus ook dit ontwerpen is niet meer nodig. Dit bestand moet 2 keer geprint worden voor de totale opstelling.

Als de doosjes geprint zijn, moeten ze eerst in elkaar geklikt worden. Hierbij is het handig de bovenkant niet vast te klikken aangezien het anders moeilijk wordt deze weer eraf te kunnen halen. Het is daarom de bedoeling dat de deksel licht opgeschuurd wordt zodat het doosje makkelijk open en dicht kan. Als het doosje in elkaar zit, kan het zwart worden gespoten. Doe dit het liefst buiten op een ondergrond die vies mag worden ( denk aan een stuk karton bijvoorbeeld).

Nu alles klaar is kunnen de plastic zakjes worden gevuld met koud en warm water zodat ze in de blackboxen gestopt kunnen worden. Wacht ongeveer 3 a 4 minuten totdat het doosje de temperatuur van het water kan aannemen en daarna kan je met de camera het temperatuurverschil zien. De tweede foto laat de totale opstelling zien met de warme doos aan de rechterkant en de koude doos aan de linkerkant.