เครื่องวัดอุณหภูมิ IR อัจฉริยะแบบไม่สัมผัสโดยใช้ Arduino และ Android - บันทึกและแบ่งปันผลลัพธ์พร้อมรูปภาพ

สถานการณ์ COVID-19 ในปัจจุบันไม่จำเป็นต้องมีการแนะนำ ในขณะที่ทุกคนพยายามอย่างเต็มที่เพื่อก้าวไปข้างหน้าสิ่งสำคัญคือต้องดำเนินการอย่างมีความรับผิดชอบและแก้ไขปัญหานี้ร่วมกัน ทุกวันนี้ในสถานที่สาธารณะหลายแห่งและในที่ชุมนุมอื่น ๆ การคัดกรองอุณหภูมิร่างกายของแต่ละบุคคลเพื่อเป็นมาตรการป้องกันเพื่อตรวจหาไข้ อุปกรณ์ที่ใช้ทำนี้เรียกว่า Contactless Infrared Thermometer อย่างที่หลายคนอาจสังเกตเห็นว่ามีความต้องการผลิตภัณฑ์นี้เพิ่มขึ้นอย่างมาก แต่ก็ไม่ยากที่จะสร้างด้วยตัวคุณเองซึ่งไม่เพียง แต่ตอบสนองวัตถุประสงค์ของผลิตภัณฑ์เท่านั้น แต่ยังให้คุณสมบัติที่มีประโยชน์มากกว่าผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์อีกด้วย ก่อนหน้านี้ (ย้อนหลังไปนานก่อนการระบาด) เราได้สร้างปืนเทอร์โมมิเตอร์ IR แบบไร้สัมผัสแบบมือถือคุณสามารถตรวจสอบได้หากสนใจ

ดังนั้นวัตถุประสงค์ของบทช่วยสอนนี้คือการออกแบบเครื่องวัดอุณหภูมิแบบไร้สัมผัสที่มีต้นทุนต่ำและง่ายต่อการสร้างที่สามารถวัดอุณหภูมิของร่างกายบันทึกลงใน excel พร้อมกับรูปภาพของบุคคลเพื่อให้สามารถแบ่งปันบันทึกกับหน่วยงานที่เกี่ยวข้องได้อย่างง่ายดาย โดนใจ !! มาเริ่มกันเลย….

ต้นทุนต่ำและสร้างง่าย - แอพ Android สำหรับกู้ภัย

ในการดูอย่างรวดเร็วเราสามารถแยกส่วนสำคัญบางส่วนบนเทอร์โมมิเตอร์ ได้แก่ เซ็นเซอร์อุณหภูมิ IR, ไมโครคอนโทรลเลอร์, จอแสดงผล, ไดรเวอร์จอแสดงผลและแบตเตอรี่ ตอนนี้วัตถุประสงค์ของเราคือการลดต้นทุนและวัสดุที่แพงที่สุด (ในขณะที่จัดทำเอกสาร) ก็คือเซ็นเซอร์อุณหภูมิ IR นั่นเอง น่าเสียดายที่ในฐานะผู้ผลิตมีตัวเลือกไม่มากนักที่คุณสามารถเข้าถึงได้อย่างรวดเร็วนอกเหนือจาก MLX90614 และ MLX90615 ในทางกลับกันหากคุณพอใจกับการใช้เซ็นเซอร์อนาล็อกคุณจะมีทางเลือกที่ถูกกว่ามากมาย แต่การสร้างและปรับเทียบอุปกรณ์ของคุณจะไม่ใช่เรื่องง่ายทางเลือกเป็นของคุณที่นี่ สำหรับบทช่วยสอนนี้เราจะใช้เซ็นเซอร์ MLX90615 จาก Melexis

เมื่อเลือกเซ็นเซอร์แล้วเราจะเหลือเพียงไมโครคอนโทรลเลอร์จอแสดงผลและแบตเตอรี่เท่านั้น ดังนั้นเราจึงตัดสินใจที่จะลดค่าใช้จ่ายของทั้งสามส่วนนี้โดยใช้ประโยชน์จากโทรศัพท์มือถือ Android ทุกวันนี้เกือบทุกคนมีโทรศัพท์ Android ที่ดีพร้อมกล้องถ่ายรูปที่ดี เราสามารถสร้างแอปพลิเคชัน Android ง่ายๆที่สามารถสื่อสารกับเทอร์โมมิเตอร์ของเราและทำกิจกรรมอื่น ๆ เช่นการบันทึกข้อมูลและการจับภาพ ด้วยวิธีนี้เราไม่เพียง แต่ทำให้มันทำงานได้เร็วขึ้นเท่านั้น แต่ยังสามารถเพิ่มแอปพลิเคชันที่มีศักยภาพได้ด้วยการแชร์ผลบันทึกพร้อมรูปภาพบน WhatsApp, Gmail หรือแพลตฟอร์มอื่น ๆ นี่คือเหตุผลที่เราสร้างแอปพลิเคชัน Android ของเราที่ชื่อว่า“ Easy Scan” ซึ่งเป็นแบบโอเพนซอร์สและ APK นั้นดาวน์โหลดได้ฟรีและเพิ่มเติมในภายหลัง ดังนั้นวัสดุเดียวที่จำเป็นสำหรับโครงการนี้คือ -

1. MLX90615 เซ็นเซอร์อุณหภูมิ IR
2. TCRT5000 IR เซนเซอร์
3. Arduino นาโน

ทำไมต้อง TCRT5000 และ Arduino Nano

สำหรับหลาย ๆ คนคงมีคำถามนี้ผุดขึ้นมา เหตุผลในการใช้เซ็นเซอร์ IR TCRT5000 คือการตรวจจับตำแหน่งของเทอร์โมมิเตอร์และอ่านค่าอุณหภูมิโดยอัตโนมัติ ด้วยวิธีนี้คุณจะไม่ต้องทำอะไรกับแอปพลิเคชันเลยเมื่อเปิดตัวทำให้ใช้งานง่าย นอกจากนี้การอ่านจะดำเนินการต่อเมื่อเซ็นเซอร์อยู่ในระยะที่เหมาะสมจากบุคคลดังนั้นเราจึงไม่ต้องกังวลกับการอ่านค่าที่ผิดพลาด

เหตุผลในการใช้ Arduino Nano คือมีอินเทอร์เฟซ USB ในตัวซึ่งเป็นสิ่งสำคัญในการสื่อสารระหว่างคอนโทรลเลอร์และโทรศัพท์ หากคุณไม่มีคุณสามารถใช้ Mega หรือแม้แต่ UNO ได้ แต่เมื่อพูดถึงเงื่อนไขด้านต้นทุนคุณยังสามารถใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ใช้พลังงานต่ำเช่น STM8S หรือคอนโทรลเลอร์อื่น ๆ ที่รองรับ I2C, ADC และ UART ก็จะทำงานได้ดีสำหรับโครงการนี้

เชื่อมต่อ MLX90615 และ TCRT5000 กับ Arduino

แผนภาพวงจรของโครงการของเรานั้นง่ายมากเราต้องเชื่อมต่อเซ็นเซอร์ MLX90615 และ TCRT5000 กับบอร์ด Arduino nano ของเราเท่านั้น แผนภาพวงจรที่สมบูรณ์สำหรับเครื่องวัดอุณหภูมิร่างกายแบบไม่สัมผัสมีดังต่อไปนี้

MLX90615 และ TCRT500 ทำงานที่ 3.3V และ 5V ตามลำดับเพื่อให้เราสามารถจ่ายไฟได้ตามลำดับ หมุดสื่อสาร I2C A4 (SDA) และ A5 (SCL) ใช้เพื่อสื่อสารกับเซ็นเซอร์ MLX90615 มันเป็นเรื่องธรรมดาที่จะใช้ TCRT5000 กับ Op-Amp ในโหมดเปรียบเทียบเหมือนที่เราทำในรถระยะไกลโครงการ BLDC ของเรา แต่ที่นี่เราจำเป็นต้องมีความน่าเชื่อถือมากขึ้นและเราเซ็นเซอร์อินฟราเรดควรจะมีภูมิคุ้มกันต่อแสงแดดดังนั้นฉันจึงเชื่อมต่อไดโอด IR กับพินดิจิทัลและโฟโตไดโอดกับขาอนาล็อกของ Arduino วิธีนี้ทำให้เราสามารถวัดค่าจากโฟโตไดโอดในช่วงปกติแล้ววัดอีกครั้งหลังจากเปิด IR LED ความแตกต่างระหว่างค่าทั้งสองนี้จะช่วยให้เราจัดการกับสัญญาณรบกวนได้