Créer une thermocam DIY

L'idée de base de mon imageur thermique à bas prix a commencé avec mon cours de physique en 2010. Notre professeur a acheté un thermomètre infrarouge à point unique, également appelé pyromètre, et a demandé si quelqu'un voulait l'utiliser pour un concours scientifique plus tard dans l'année. Un ami et moi avons eu l'idée de créer un scanner d'images thermiques utilisant des servomoteurs pour déplacer le capteur infrarouge sur une grande surface.

Notre premier prototype n'était rien de plus qu'une preuve de concept; nous avons utilisé Lego Mindstorms avec une interface de données pour le capteur sur le PC et un script souris/clavier automatisé pour Adobe Photoshop pour créer des images thermiques à basse résolution. J'ai amélioré notre conception pour le concours de l'année prochaine (Figure A), que j'ai appelé le « Cheap-Thermocam V1 ». Il se composait d'un microcontrôleur Arduino, de deux servomoteurs et d'un logiciel informatique écrit en Java; le coût total du matériel n'était que d'environ 100 $.

Figure A. Photo de Max Ritter

Premiers kits

En 2011, j'ai remporté un prix spécial et publié les concepts logiciels et matériels sur Internet. Les retours ont été positifs :de nombreuses personnes ont construit leur propre adaptation de l'appareil (Figure B), et d'autres ont exprimé leur intérêt à en acheter un. Cela m'a conduit à la deuxième version de l'appareil (figure C) à la mi-2013, que j'ai vendue en ligne à des personnes du monde entier. J'avais 20 ans à l'époque, donc c'était un grand pas pour moi. Le "Cheap-Thermocam V2" comportait un petit écran LCD, qui pouvait être contrôlé via un encodeur rotatif et avait la possibilité d'enregistrer les données sur une carte SD.

Figure C

Un an plus tard, j'ai terminé mon travail sur le « Cheap-Thermocam V3 (Figure D) », qui intégrait un grand écran tactile, un design mince et un microcontrôleur beaucoup plus rapide. Les versions 1 à 3 utilisaient le principe original d'un capteur IR mobile à point unique qui balaye une zone. Bien que cela ait l'avantage d'être très bon marché, il a également fallu quelques minutes pour créer une image thermique complète. Pour de nombreuses applications, y compris des objets en mouvement, cette approche n'était pas adaptée, je cherchais donc une alternative.

Figure D

Un nouveau capteur

Figure E

En 2014, FLIR a lancé son capteur Lepton (Figure E), qui était le premier capteur à matrice thermique à faible coût sur le marché. Je l'ai inclus dans la prochaine version de mon appareil, que j'ai appelé le « DIY-Thermocam V1 ». C'était une grande amélioration du principe de numérisation aux images thermiques haute résolution en temps réel et le point de départ vers une alternative sérieuse aux solutions sur le marché des grandes entreprises comme FLIR ou FLUKE.

La version 2 de la DIY-Thermocam offre de nombreuses améliorations, notamment la prise en charge du capteur Lepton 3.0 avec une résolution quatre fois supérieure, un microprocesseur plus puissant, une caméra visuelle meilleure et plus rapide et un stockage amovible. Un nouveau module de sortie vidéo offre la possibilité de diffuser un signal de sortie vidéo des données de la Thermocam.

Un grand avantage de la Thermocam est le logiciel et le matériel open source, vous pouvez donc le modifier selon vos propres besoins ou l'utiliser comme point de départ pour vos propres développements dans le domaine de l'imagerie thermique. Le micrologiciel de l'appareil peut être contrôlé à l'aide d'un menu tactile facile à utiliser et offre de nombreuses fonctionnalités, telles que différentes combinaisons de couleurs, analyses ou méthodes d'enregistrement. Pour l'analyse des images thermiques et des vidéos sur PC, les fichiers bruts sont entièrement compatibles avec une application puissante appelée ThermoVision, développée par un programmeur allemand de Berlin. Il existe également une application Python qui offre une diffusion en temps réel des données thermiques sur l'ordinateur et dispose de certaines fonctionnalités d'analyse.

Leçons apprises

Il y avait tellement de défis en cours de route. Dans la plupart des cas, j'ai pu les résoudre, dans d'autres, j'ai décidé d'essayer des solutions plus non conventionnelles. Par exemple, lors de la conception du boîtier, j'ai d'abord voulu utiliser une imprimante 3D pour le produire. Cependant, il s'est avéré que même les imprimantes les plus chères nécessitaient beaucoup de raffinement post-impression à la main. Cela a pris trop de temps pour être productif. Le moulage par injection n'était pas non plus une réelle alternative, car créer un moule était excessivement coûteux pour fabriquer un petit nombre d'unités. Au final, j'ai décidé de découper une enceinte au laser, une technique relativement bon marché qui ne nécessite aucun post-traitement. J'ai trouvé une entreprise en Allemagne qui a découpé les pièces pour moi en acrylique noir.

Une chose que j'ai apprise était de ne pas fixer le calendrier de sortie trop serré, car, inévitablement, de nombreux problèmes inattendus se produiront. Une bonne règle de base que j'ai trouvée pour moi-même est de faire un calendrier, puis de le doubler. Si vous avez terminé plus tôt, ce n'est souvent pas un problème, car vous trouvez toujours quelque chose à améliorer.

J'ai appris tout ce dont j'avais besoin pour ce projet à partir de sources sur Internet et de livres. Il n'y avait presque personne qui m'a aidé avec ça. C'était un chemin escarpé, mais j'en ai tellement appris! Le projet a nécessité de nombreuses étapes :fabrication du prototype, choix des composants et des matériaux, facilité d'assemblage de l'appareil, contrôles de qualité, livraison dans le monde entier, marketing et contact client, pour n'en nommer que quelques-unes. Beaucoup de choses que j'ai faites étaient des essais et des erreurs, et j'ai vraiment fait beaucoup d'erreurs au cours de ces années. Cependant, ils ont tous contribué au trésor d'expériences que j'ai aujourd'hui, cela valait donc la peine de les faire tous. Je dirais même que j'ai plus appris en travaillant sur le projet Thermocam que de mes cinq années d'études. À mon avis, vous faites le plus de progrès - à la fois personnellement et techniquement - lorsque vous travaillez réellement sur des défis par vous-même.

Lire plus d'informations…..

Construisez une thermocam DIY