Guide de connexion FLIR Lepton

Introduction

Remarque : Ce tutoriel a été écrit à l'origine pour la FLiR Lepton [KIT-13233]. Cependant, le FLiR Lepton 2.5 avec radiométrie devrait fonctionner de la même manière.

Lorsque notre équipe a découvert que nous allions tester une caméra infrarouge à ondes longues (LWIR), il y avait deux mots que nous ne pouvions pas arrêter de dire :Predator Vision. C'est vrai, nous allions enfin pouvoir voir le monde invisible de la chaleur, ce qui nous aiderait grandement si jamais nous nous retrouvions à chasser une équipe d'agents spéciaux dans une jungle reculée… ou, vous savez, en essayant de ne pas nous brûler une tasse de thé chaud.

Il se trouve que le FLIR Lepton est un excellent petit module pour le prix et Pure Engineering a fait un excellent travail en faisant tourner la carte de dérivation et la documentation.

Kit de développement radiométrique FLIR Lepton

Kit de développement FLiR

Il y a, cependant, quelques « trucs » mineurs dans le processus de configuration et nous avons donc pensé qu'il était préférable de partager ce que nous avons appris en jouant avec cette chose. Mais d'abord… Un peu de théorie…

Matériel requis

Pour suivre ce didacticiel, vous aurez besoin du matériel et des logiciels suivants. Vous n'aurez peut-être pas besoin de tout selon ce que vous avez et votre configuration. Ajoutez le matériel à votre panier, lisez le guide et ajustez le panier si nécessaire.

Matériel

Aujourd'hui, nous allons configurer l'exemple de code Raspberry Pi fourni par Pure Engineering et présenté dans nos vidéos de produits. Au minimum, nous aurons besoin d'un Raspberry Pi… et pas grand-chose d'autre, en fait. Juste une poignée de cavaliers ainsi qu'un moniteur, un clavier, les câbles d'accompagnement pour votre Raspberry Pi et la caméra FLIR Lepton de votre choix.

Vous trouverez ci-dessous une liste de souhaits des pièces suggérées :

Guide de connexion FLIR Lepton Liste de souhaits Liste de souhaits SparkFun

LCD Raspberry Pi – Écran tactile 7″

SmartiPi Touch

Clavier multimédia sans fil

Kit de démarrage Raspberry Pi 3 B+

Kit de développement radiométrique FLIR Lepton

Remarque : Pour réduire le nombre de composants utilisés, vous pouvez câbler la caméra thermique directement sur le Pi à l'aide de cavaliers F/F. Pour une connexion sécurisée, vous pouvez également souder un chapeau Raspberry Pi personnalisé à l'aide d'une carte de prototypage.

Fil de raccordement – ​​Assortiment (âme solide, 22 AWG)

Cavaliers Premium 6″ F/F – 20 AWG (Pack de 10)

SparkFun Snappable Protoboard

En-tête Grand Raspberry Pi GPIO - 2 × 20

Attention ! Si vous obtenez la carte PureThermal 2 :FLIR Lepton Smart I/O Board, la carte pas inclure le module de caméra FLIR Lepton. Cependant, cela gère le contrôle de la caméra et des données vidéo brutes via USB. Ceci est utile si vous le connectez à votre ordinateur et l'utilisez comme une caméra Web USB.

PureThermal 2 – Carte d'E/S FLIR Lepton Smart

Câble USB micro-B – 1,8 m

Pour plus d'informations sur la configuration de la carte d'E/S intelligente avec votre ordinateur, consultez les vidéos suivantes relatives à votre configuration pour installer l'application officielle Lepton.

• Windows
• Mac OS
• Framboise Pi

Logiciel

L'exemple de code a été testé sur un Raspberry Pi modèle B, mais il devrait fonctionner correctement sur n'importe quel modèle tant que Raspbian est installé.

FRAMBOISE PI :IMAGE RASPBIAN

Vous devrez également installer les outils de développement QT et l'exemple. Découvrez le Logiciel plus loin dans le didacticiel pour plus d'informations.

Théorie

Le rayonnement électromagnétique est tout autour (et à l'intérieur, et partout) de nous et est composé de tout, du rayonnement gamma à l'extrémité haute fréquence aux ondes radio à l'extrémité basse fréquence. Alors que la plupart des capteurs d'imagerie détectent les rayonnements dans le spectre visible (longueurs d'onde de 380 à 700 nanomètres), les capteurs infrarouges à ondes longues détectent les rayonnements de 900 à 14 000 nanomètres. C'est ce qu'on appelle le spectre infrarouge, et il représente la majeure partie du rayonnement thermique émis par les objets proches de la température ambiante.

Spectre électromagnétique avec lumière visible mis en évidence. Image reproduite avec l'aimable autorisation de Wikimedia Commons.

Le capteur à l'intérieur du FLiR Lepton est un microbolomètre déployer. Les microbolomètres sont constitués de matériaux qui changent de résistance lorsqu'ils sont chauffés par le rayonnement infrarouge. En mesurant cette résistance, vous pouvez déterminer la température de l'objet qui a émis le rayonnement et créer une image en fausses couleurs qui code ces données.

L'imagerie thermique de ce type est souvent utilisée dans l'inspection des bâtiments (pour détecter les fuites d'isolation), l'inspection automobile (pour surveiller les performances de refroidissement) et le diagnostic médical. De plus, en raison de sa capacité à produire une image sans lumière visible, l'imagerie thermique est idéale pour les caméras de vision nocturne.

Lorsqu'il s'agit de robotique, les caméras thermiques sont des détecteurs de chaleur particulièrement utiles car l'image qu'elles produisent (du fait qu'elles sont, eh bien, une image) peut être traitée en utilisant les mêmes techniques et logiciels que les images en lumière visible. Imaginez utiliser quelque chose comme OpenCV pour suivre, non seulement les centroïdes de couleur, mais aussi les centroïdes de chaleur ! C'est vrai, vous pourriez construire des robots à recherche de chaleur dans votre propre maison !

Au fait, qu'est-ce qu'on attend ? Laissez-moi vous faire visiter…

Présentation du matériel

Vous trouverez ci-dessous certaines des caractéristiques des spécifications de la FLIR Lepton. Les cellules surlignées en bleu indiquent les légères différences entre les deux versions du module de caméra FLIR Lepton.

FLIR Lepton FLIR Lepton v2.5 avec radiométrie Résolution (h x v) 80 pixels x 60 pixels 80 pixels x 60 pixels Plage spectrale 8 µm à 14 µm 8 µm à 14 µm Champ de vision horizontal 51° 50° Sensibilité Thermique <50mK <50mK Fréquence d'images <9Hz <9Hz Interface de contrôle I2C I2C Interface vidéo SPI SPI Délai d'image promis <0,5 s <1,2 s (~0,5 s dans des tests réels ) Obturateur intégré ✓ Radiométrie Valeur de pixel de 14 bits Valeur de pixel de 14 bits, Kelvin Puissance de fonctionnement ~150 mW ~150 mW

Raccordement matériel

⚡ Avertissement :  Il convient de mentionner que bien que le module Lepton ne soit pas particulièrement sensible aux décharges électrostatiques, il s'agit d'un composant complexe et relativement coûteux. Vous voudrez peut-être prendre quelques précautions lorsque vous travaillez avec afin de ne pas le zapper accidentellement.

Schéma de circuit

Connectez le breakout FLIR au GPIO Raspberry Pi selon le schéma ci-dessous. Si vous avez besoin d'un rappel sur la façon dont les broches GPIO sont orientées, visitez notre tutoriel Raspberry Pi GPIO. Assurez-vous que votre module Lepton est bien enclenché dans la prise sur la carte de dérivation.

Il existe plusieurs méthodes pour connecter et monter votre système ensemble. Si vous avez utilisé une maquette et un écran tactile LCD avec le Pi, votre configuration devrait ressembler à l'image ci-dessous.

Félicitations, la partie matérielle est terminée. Passons maintenant à la configuration du logiciel !

Logiciel

Comme je l'ai mentionné plus tôt, vous voudrez que le système d'exploitation Raspbian soit installé sur votre Raspberry Pi. Démarrez-le et ouvrez le programme Terminal. Notre première tâche consistera à activer les interfaces SPI et I2C du Pi. Heureusement, Raspbian rend cela facile à faire en incluant un utilitaire appelé raspi-config . Pour exécuter l'utilitaire, tapez simplement :
sudo raspi–config

L'écran suivant devrait s'afficher, comme indiqué ci-dessous. Cliquez sur « Options avancées ".

Vous avez du mal à voir le circuit ? Cliquez sur l'image pour voir de plus près.

Sélectionnez SPI et suivez les instructions sur les écrans suivants. Après avoir terminé les étapes SPI, faites la même chose pour I2C. Lorsque vous quittez raspi-config , il vous demandera si vous souhaitez redémarrer. Allez-y et faites-le pour que les modifications que nous venons d'apporter restent inchangées.

Vous avez du mal à voir le circuit ? Cliquez sur l'image pour voir de plus près.

L'exemple de code de Pure Engineering est une application QT, nous devrons donc installer cette dépendance avant de pouvoir la compiler. Ne vous inquiétez pas, c'est facile à faire. Assurez-vous que le Pi dispose d'une connexion Internet et exécutez la commande suivante pour installer les outils de développement QT :
sudo apt–get install qt4–dev–tools

Ce qui ressemblera à quelque chose comme ça…

Une fois l'installation terminée, accédez au référentiel Pure Engineering GitHub et récupérez le …/software/raspberrypi_video annuaire. Si vous connaissez git, vous pouvez le faire à partir de la ligne de commande. Pour la plupart des gens, il est tout aussi facile de parcourir le lien ci-dessus et de cliquer sur « Télécharger ZIP ». Vous pouvez télécharger le fichier dans le répertoire de votre choix, puis cd dans ce répertoire dans Terminal et le décompresser à l'aide de la commande suivante :
unzip LeptonModule–master.zip

Maintenant, cd dans le dossier décompressé "LeptonModule-master » et le répertoire « …/raspberrypi_video ”. Ce répertoire contient tous les fichiers dont vous avez besoin pour compiler l'exemple de code. Tout d'abord, nous devons « créer » le SDK Lepton. Utilisez la commande cd pour accéder au fichier "…/software/raspberrypi_libs/LeptonSDKEmb32PUB " et exécutez la commande make.

Une fois ce processus terminé, cd revenez au "…/raspberrypi_video " et exécutez qmake &&make :

Toutes nos félicitations! Vous venez de compiler l'exemple de code et vous êtes prêt à l'exécuter. Tapez simplement ce qui suit dans votre ligne de commande :

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Le projet/post en cours peut également être trouvé en utilisant :

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