وحدة كاميرا التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء Waveshare MLX90640

1. المقدمة

يُقدّم هذا الدليل تعليماتٍ مُفصّلة لإعداد وتشغيل وصيانة وحدة كاميرا التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء Waveshare MLX90640. تتميّز هذه الوحدة بمصفوفة استشعار حراري بالأشعة تحت الحمراء البعيدة بدقة 32×24 بكسل، وتتصل عبر واجهة I2C، مما يجعلها مناسبة للتكامل مع مُتحكّمات دقيقة مُختلفة مثل Raspberry Pi وArduino (ESP32) وSTM32.

يرجى قراءة هذا الدليل جيداً قبل استخدام المنتج لضمان التشغيل الصحيح ومنع حدوث أي تلف.

2. انتهى المنتجview والميزات

تم تصميم وحدة الكاميرا الحرارية MLX90640 لتطبيقات التصوير الحراري، حيث توفر حلاً مضغوطًا وفعالًا للكشف عن درجة الحرارة وتصويرها.

الشكل 2.1: أمام view وحدة الكاميرا الحرارية MLX90640، توضح عدسة الأشعة تحت الحمراء والموصل.

المميزات الرئيسية:

• مصفوفة المستشعرات: يعتمد على مصفوفة مستشعر حراري بالأشعة تحت الحمراء البعيدة MLX90640 مع 32×24 بكسل.
• مجال View: مجال 55 درجة view للكشف الحراري الشامل.
• الواجهة: يتواصل عبر واجهة I2C، قابلة للتكوين لوضع سريع (حتى معدل بيانات 1 ميجاهرتز).
• حساسية درجة الحرارة: فرق درجة الحرارة المكافئ للضوضاء (NETD) 0.1K RMS عند معدل تحديث 1 هرتز.
• المجلدtagالتوافق ه: على متن المجلدtagالمترجم الإلكتروني ، متوافق مع المجلد التشغيلي 3.3V / 5Vtage.
• التوافق: مصمم للاستخدام مع منصات Raspberry Pi و Arduino (ESP32) و STM32.

الشكل 2.2: قاع view وحدة الكاميرا الحرارية MLX90640، والتي تعرض العلامة التجارية لشركة Waveshare ومعلومات الطراز.

3. معلومات السلامة

• التفريغ الكهروستاتيكي (ESD): تعامل مع الوحدة بحرص لتجنب تلفها بسبب التفريغ الكهروستاتيكي. اتخذ الاحتياطات اللازمة للوقاية من الكهرباء الساكنة.
• مزود الطاقة: تأكد من حجم امدادات الطاقةtagيقع الجهد e ضمن النطاق المحدد (3.3 فولت/5 فولت). جهد غير صحيحtagيمكن أن يؤدي ذلك إلى إتلاف الوحدة.
• الاتصالات: تأكد دائمًا من فحص توصيلات الأسلاك جيدًا قبل توصيل الطاقة لتجنب حدوث دوائر قصر أو تشغيل غير صحيح.
• بيئة التشغيل: تجنب تعريض الوحدة لدرجات حرارة قصوى أو رطوبة عالية أو بيئات أكالة.
• العناية بالعدسة: لا تلمس عدسة الأشعة تحت الحمراء مباشرة. نظفها بقطعة قماش ناعمة وخالية من الوبر فقط عند الضرورة.

4. دليل الإعداد

4.1. وصف التوصيلات الكهربائية

تستخدم وحدة MLX90640 واجهة I2C للاتصال. وفيما يلي توصيلات الدبابيس النموذجية:

• بطاقة الائتمان: مدخل مصدر الطاقة (3.3 فولت أو 5 فولت).
• أرض الواقع: اتصال الأرض.
• سدا: خط بيانات تسلسلي I2C.
• SCL: خط ساعة الاتصال التسلسلي I2C.

الشكل 4.1: وحدة MLX90640 مزودة بوصلات أسلاك توصيل نموذجية للتكامل.

4.2. الاتصال بوحدة تحكم دقيقة (مثل Raspberry Pi)

1. توصيل الطاقة: قم بتوصيل طرف VCC الخاص بوحدة MLX90640 بمخرج الطاقة 3.3 فولت أو 5 فولت الخاص بوحدة التحكم الدقيقة. قم بتوصيل طرف GND بالأرضي الخاص بوحدة التحكم الدقيقة.
2. اتصال I2C: قم بتوصيل طرف SDA الخاص بوحدة MLX90640 بطرف SDA الخاص بوحدة التحكم الدقيقة. قم بتوصيل طرف SCL الخاص بوحدة MLX90640 بطرف SCL الخاص بوحدة التحكم الدقيقة. راجع دليل وحدة التحكم الدقيقة الخاصة بك لمعرفة تخصيصات أطراف I2C.
3. إعداد البرنامج: قم بتثبيت المكتبات وبرامج التشغيل اللازمة لمستشعر MLX90640 على المنصة التي اخترتها (Raspberry Pi، Arduino، STM32). يوفر موقع Waveshare موارد التطوير ونماذج تجريبية.ampالكود الخاص بهذه المنصات.

للحصول على تفاصيل إعداد البرامج وبرمجتها، انظر المثال التاليamples، يرجى الرجوع إلى وثائق Waveshare الرسمية وموارد التطوير المرفقة مع الوحدة.

5. تعليمات التشغيل

5.1. الحصول على البيانات

بمجرد توصيل الوحدة بشكل صحيح وإعداد بيئة البرنامج، يمكنك البدء في جمع البيانات الحرارية. يوفر مستشعر MLX90640 مصفوفة 32×24 من قراءات درجة الحرارة، والتي يمكن معالجتها لإنشاء صورة حرارية.

• اتصالات I2C: تتصل الوحدة عبر بروتوكول I2C. تأكد من أن ناقل I2C الخاص بوحدة التحكم الدقيقة لديك مُهيأ بشكل صحيح ويعمل بالسرعة المطلوبة (حتى 1 ميجاهرتز للوضع السريع).
• معدل الإطارات: يمكن للمستشعر توفير البيانات بمعدلات تحديث مختلفة. تم تحديد فرق درجة الحرارة المكافئ للضوضاء (NETD) بقيمة 0.1 كلفن RMS عند معدل تحديث 1 هرتز. قد تؤثر معدلات التحديث الأعلى على قيمة NETD.
• بيانات المعايرة: يتطلب مستشعر MLX90640 قراءة بيانات المعايرة الداخلية وتطبيقها للحصول على قياسات دقيقة لدرجة الحرارة. ويتم ذلك عادةً بواسطة مكتبات البرامج المتوفرة.

5.2. التصوير الحراريample

يمكن استخدام هذه الوحدة لعرض توزيعات درجات الحرارة، كما هو موضح في المثالampانظر أدناه مع Raspberry Pi.

الشكل 5.1: على سبيل المثالampالإعداد الذي يوضح وحدة MLX90640 وهي تلتقط صورة حرارية لجهاز Raspberry Pi، وتعرض تغيرات درجة الحرارة.

عادةً ما يقوم البرنامج بتحويل بيانات المستشعر الخام إلى مصفوفة درجة حرارة، والتي يمكن بعد ذلك عرضها كصورة حرارية مرمزة بالألوان، حيث تمثل الألوان المختلفة نطاقات درجات حرارة مختلفة.

6. الصيانة

• تنظيف: حافظ على نظافة الوحدة وخلوها من الغبار. استخدم قطعة قماش ناعمة وجافة وخالية من الوبر لمسح الوحدة برفق. تجنب استخدام السوائل أو المنظفات الكاشطة.
• تنظيف العدسات: العدسة التي تعمل بالأشعة تحت الحمراء حساسة. إذا كانت عملية التنظيف ضرورية للغاية، فاستخدم قطعة قماش مخصصة لتنظيف العدسات أو فرشاة ناعمة مصممة للمكونات البصرية. تجنب الضغط عليها.
• تخزين: عند عدم الاستخدام، قم بتخزين الوحدة في كيس مضاد للكهرباء الساكنة في بيئة جافة وباردة، بعيدًا عن أشعة الشمس المباشرة ودرجات الحرارة القصوى.
• تحديثات البرامج الثابتة: تحقق بشكل دوري من موقع Waveshare الرسمي webموقع أو موارد تطوير لأي تحديثات للبرامج الثابتة أو تحسينات لمكتبة البرامج.

7. استكشاف الأخطاء وإصلاحها

المشكلة: لم يتم اكتشاف الوحدة بواسطة المتحكم الدقيق.

حل:

• تحقق من صحة جميع توصيلات الأسلاك (VCC، GND، SDA، SCL) وأنها آمنة.
• تأكد من حجم امدادات الطاقةtagيقع e ضمن نطاق 3.3 فولت / 5 فولت.
• تحقق مما إذا كان ناقل I2C مفعلاً ومُهيأً بشكل صحيح على وحدة التحكم الدقيقة الخاصة بك.
• تأكد من عنوان I2C الخاص بوحدة MLX90640 (عادة ما يكون ثابتًا، ولكن تحقق من الوثائق).

المشكلة: قراءات درجة حرارة غير صحيحة أو مشوشة.

حل:

• تأكد من أن العدسة نظيفة وخالية من أي عوائق.
• تأكد من أن برنامجك يقوم بتطبيق بيانات المعايرة الصحيحة.
• تحقق من وجود تداخل كهرومغناطيسي في بيئة التشغيل.
• تأكد من إعداد معدل التحديث؛ قد تؤدي المعدلات الأعلى إلى ظهور المزيد من التشويش إذا لم يتم التعامل معها بشكل صحيح.

مشكلة: برنامج exampتفشل البرامج في التجميع أو التشغيل.

حل:

• تأكد من تثبيت جميع المكتبات المطلوبة وربطها بشكل صحيح في بيئة التطوير الخاصة بك.
• تأكد من أن نظام التشغيل أو البرامج الثابتة الخاصة بوحدة التحكم الدقيقة الخاصة بك متوافقة مع المثال المرفقampليز.
• تحقق من أي تكوينات أجهزة أو وصلات توصيل محددة مطلوبة من قبل المستخدم السابقampليز.

8. المواصفات

الشكل 8.1: رسم توضيحي لأبعاد وحدة الكاميرا الحرارية MLX90640 (الأبعاد بالملليمترات).

9. الضمان والدعم

يخضع منتج Waveshare هذا لضمان الشركة المصنعة القياسي. للاطلاع على شروط وأحكام الضمان المحددة، يرجى الرجوع إلى موقع Waveshare الرسمي. webالموقع أو الاتصال بخدمة دعم العملاء الخاصة بهم.

الدعم الفني: توفر Waveshare موارد تطوير شاملة وأدلة استخدام، بما في ذلك أمثلةampملفات خاصة بـ Raspberry Pi و Arduino (ESP32) و STM32. هذه الموارد ضرورية لنجاح عملية دمج وتشغيل الوحدة.

للحصول على مزيد من المساعدة، يرجى زيارة صفحة دعم Waveshare الرسمية أو الاتصال بفريق الدعم الفني الخاص بهم مباشرة.