Как сделать инфракрасную камеру своими руками
Инфракрасная цифровая камера своими руками
Данная статья является переводом руководства, размещенного на сайте http://www.instructables.com. Надеемся, что статья окажется вам полезной.
Существует несколько способов получить инфракрасные фотографии. Самый простой способ – это использовать плагин или поиграть с настройками цвета и кривых в Photoshop. Но в итоге вы получите всего лишь жалкое подобие настоящего ИК фото. Самый распространенный способ – это купить инфракрасный фильтр и использовать его в своем объективе. Но и здесь присутствуют некоторые недостатки. Во-первых, в фотокамере используется встроенный ИК фильтр, который блокирует часть ИК лучей. Во-вторых, вы не сможете нормально сфокусировать изображение без штатива.
Самый лучший способ – это использовать специальную ИК камеру, но они очень редки и дороги.
И все, что остается вам – это сделать инфракрасную камеру своими руками. В данном руководстве предлагается использовать не слишком новую, но и не очень старую камеру D80.
Шаг 1. Инструменты, материалы:
— б/у Nikon D80 камера
— любой инфракрасный фильтр, диаметром не менее 50 мм.
Чтобы разобрать камеру, вам понадобиться всего один инструмент: крестообразная отвертка. Также на всякий случай имейте под рукой маленький пинцет. Для того чтобы обрезать фильтр до нужного размера воспользуйтесь водоабразивным станком, хотя вы можете сделать все своими руками.
Шаг 2. Пошаговое руководство:
Камеру D80 очень легко разбирать. Всю последовательность разборки вы можете увидеть на фотографиях. Предварительно снимите объектив, достаньте батарею и флэшку.
— открутите 4 винта снизу камеры
— открутите 2-2 винта по бокам камеры
-откройте крышку батарейного отсека и потяните ее аккуратно, чтобы оттянуть нижнюю часть корпуса. Одновременно откройте крышку отсека для карты памяти и также потяните ее аккуратно, чтобы оттянуть заднюю часть корпуса. С помощью отвертки вы можете помочь немного, чтобы отсоединить маленькую защелку, соединяющую заднюю часть корпуса с нижней частью
-откиньте заднюю часть корпуса
-отсоедините шлейф, соединяющий заднюю часть корпуса и камеру
— окрутите помеченные на фотографии винты и снимите металлическую пластину
— отсоедините шлейфы в двух местах между печатной платой (РСВ) и корпусом фотоаппарата
— окрутите еще один винт
— откиньте панель, зафиксируйте ее чем-нибудь
— далее идет плата с сенсором, аккуратно открутите три винта
— аккуратно откиньте плату с сенсором на РСВ плату
— зеленое защитное стекло является ИК фильтром, это именно то, что нам следует заменить
— открутите 4 винта по бокам и снимите удерживающую рамку
— снимите фильтрующее стекло
ИК фильтр, который мы собираемся установить, должен быть определенного размера: 29.5 мм на 25 мм. Перед установкой хорошенько почистите фильтр. Затем установите его и соберите фотоаппарат.
Шаг 3. Вырезание фильтра:
Рекомендуем вам воспользоваться водоабразивным станком для вырезания нужного по размеру фильтра. Хотя все можно сделать и руками. Необходимо получить прямоугольный кусочек фильтра размерами 29.5 мм на 25 мм.
Шаг 4. Тестовые фотографии:
Фотографии ИК камеры выглядят монохромно красными, поэтому рекомендуется установить на камере вручную минимальное значение баланса белого цвета. Также лучше всего сохранять фотографии в формате RAW, чтобы иметь больше возможностей для постобработки. И установите значение ISO на 100. Это позволит избежать шума на фотографии.
Читайте также:
Да, спасибо! Почитал еще несколько форумов, теперь все совсем понятно. С ИК-съемкой придется повременить. 🙂
Сергей, спасибо за разъяснения и развернутый ответ!
Александр Петрович, как почему? Потому, что в аппарате стоит Hot Mirror, про удаление которого и идет речь в данной статье. Этот фильтр не пропускает на матрицу волны ИК-диапазона.
Александр Петрович, НЕТ!
Сергей Доманов, если я захочу своим никоном Д3100 поснимать ИК-фото, мне достаточно будет купить фильтр на объектив? Понимаю, что в видоискатель ничего не видно будет. А фото подобного, как в теме, качества, я смогу получить?
Мне кажется, так немного лучше!
Если мы с матрицы снимем защитный фильтр, зачем вырезать ИК? Может проще на объектив его одевать? А то так получаем ТОЛЬКО ИК-камеру, без возможности обычных фото.
Тепловизор своими руками из фотоаппарата
Наверное, многие смотрели фильм «Хищник» и немного завидовали способности видеть тепловое излучение, как пресловутый инопланетянин. Оказывается, не только на охоте можно пользоваться этой фишкой, а ещё во многих сферах производства и медицины. И не такое уж дорогое это удовольствие — тепловизор, а смастерить его своими руками можно даже из фотоаппарата а-ля мыльница. Как это сделать, и где девайс можно применить — тема сегодняшней статьи.
Для чего можно использовать тепловизор
Помимо спецэффектов в фантастических фильмах, прибор находит следующее применение:
Помимо перечисленного, тепловизор находит применение в астрономических телескопах, при ветеринарном контроле и в системах ночного вождения. Словом, спектр его применения точно не ограничивается охотой.
Принцип работы прибора
Не вдаваясь в дебри физики, поведаю: все тела температурой выше абсолютного нуля излучают тепло. В среднем инфракрасном диапазоне (7-14 мкм), не видимом человеческим глазом, максимальная степень излучения у тел температурой от -50 до +50 градусов. На дисплее тепловизора отражается цветная картинка перепада температур изучаемой поверхности. Градация цвета происходит в диапазоне цветов радуги от фиолетового к красному, в зависимости от степени нагрева поверхности.
Для некоторых производственных процессов интересны температуры в несколько сотен градусов. Длина волны у излучения в этом спектре меньше — 3-7 мкм. Но по принципу действия используемые для замеров приборы, независимо от рабочих температур, полностью идентичны.
Если тело имеет температуру порядка тысячи градусов, вспомогательные девайсы уже не нужны, свечение видно невооружённым глазом.
Работа прибора включает три основных этапа:
Современные устройства позволяют производить такие преобразования и получать изображения практически без задержки, в реальном времени.
Как переделать фотоаппарат в тепловизор
Вообще-то, переделывать ничего особо и не придётся. Изначально матрица фотоаппарата воспринимает инфракрасное излучение. Другое дело, что заводы-изготовители ставят в них так называемые тепловые фильтры, которые отражают либо поглощают попадающее на их поверхность ИК-излучение.
По-другому этот фильтр называют тепловое зеркало, в буржуйском исполнении — «hot mirror». В результате воспринимаемый матрицей фотоаппарата спектр становится примерно идентичным тому, что видит человеческий глаз.
Если извлечь из фотоаппарата ИК-фильтр, он начнёт работать как тепловизор. Можно (но не обязательно) установить вместо него фильтр видимого спектра. Как показывает практика, особой роли он не играет и на работу прибора влияния практически не оказывает.
Помимо фотоаппарата, подопытными (или жертвами — как процесс пойдет) для изготовления чудо-девайса могут послужить:
Описывать технологию их переделки не буду, поскольку это уже совсем другая история. Да и технология доработки сложнее, а затрат — на порядок больше.
Недорогой тепловизор своими руками
Но, такой функционал нужен не всегда и в данной статье описывается процесс изготовления самодельного сканирующего тепловизора, стоимость которого не превышает 200$. Процесс сканирования объекта занимает примерно с минуту. Данный тепловизор подойдет для съемки статических обьектов.
В устройстве используется два сервопривода (для перемещения по горизонтали и вертикали), контроллер Arduino (для обработки сигналов и передачи данных в персональный компьютер), лазерный модуль или лазерная указка (чтобы вы видели зону сканирования), сам модуль бесконтактного датчика температуры MLX90614ESF, корпус и поворотное устройство.
Примеры изображений карты температуры поверхностей, полученных с данного тепловизора:
Список используемых элементов:
Вебкамера Microsoft LifeCam VX-700
Поворотное устройство (2 координаты) Lynxmotion Pan and Tilt Kit:
Aliexpress 5-7$, Robotshop.com 9.95$, lynxmotion.com 9.95$
Датчик MLX90614
Сборка тепловизора
1. Для начала необходимо разместить плату Arduino в корпус с батарейным отсеком
2. При помощи суперклея или эпоксидки закрепите серводвигатель в пустом пространстве впереди Arduino.
3. Разместите второй серводвигатель в поворотное устройство и закрепите всю конструкцию на серводвигателе.
4. Теперь, необходимо подключить MLX90614 к Arduino. Для этого подсоедините Ground к GND, Vin к 3.3V, SDA к pin 4 и SCL к pin 5. Также, установите резистор 4.7 кОм от SDA к 3.3V, а второй от SCL к 3.3V. Смотрите схему ниже.
5. Подключите Laser Card или лазерную указку. Лазер нужен для того, чтобы вы могли видеть, где в настоящий момент сканирует тепловизор.
6. После, необходимо установить вебкамеру и сориентировать ее точно с ИК датчиком и лазером, чтобы они были направлены в одну и ту же точку. На этом сборка тепловизора закончена.
Программное обеспечение Arduino
Скачать скетч для конфигурирования датчика. После заливки данного скетча в Arduino, откройте Serial Monitor и нажмите клавишу. Программа изменит настройки EEPROM датчика. Это требуется сделать только один раз. После того, как увидите надпись «Finish» отсоедините Arduino от ПК и присоедините его снова.
Скачать главный рабочий скетч Arduino.
Дополнительно, понадобится библиотека I2CMaster.
Программное обеспечение для компьютера
ПО для компьютера написано на JAVA, поэтому вам понадобится Java Runtime Environement. ПО работает под Windows, Linux или Mac OSX в 32-bit & 64-bit. Однако, если запускается под Windows 64 бит, то лучше установить 32-битную версию JAVA. Скачать.
Тепловизор для охоты своими руками – как и из каких приборов можно сделать
Повсеместное использование тепловизоров на охоте спровоцировало резкое увеличение спроса на них. Однако стоимость профессионального оборудования может достигать 10 000$, что является неприемлемым для многих. В качестве альтернативы предпринимаются попытки сделать тепловизор для охоты своими руками. Но можно ли это осуществить в домашних условиях?
Сложность изготовления тепловизора
Это устройство необходимо для фиксации инфракрасного излучения, которое испускают животные. На практике бывалые охотники используют его не для поиска добычи, а быстрого нахождения подранков. Для остальных аспектов прибор мало подходит, так как дальность его действия ограничена чувствительностью.
Конструкция тепловизора во многом схожа с классической цифровой камерой. Для работы используются следующие элементы:
Сложность самостоятельного изготовления тепловизора заключается в особых материалах, применяемых для производства оптической системы и светочувствительной матрицы. Эти компоненты можно приобрести отдельно и самостоятельно адаптировать для совместной работы. Бюджет подобного проекта будет сопоставим с покупкой заводской модели.
Варианты адаптации других устройств
В Сети можно найти множество вариантов переделки стандартных видео и фотокамер, чтобы они выполняли функцию тепловизора. Если бы такое было возможно на практике – производители сделали эту опцию базовой для подобного оборудования. Но максимум, что можно достичь – режим ночной съемки с ограниченным расстоянием до 2 м.
Часто встречающиеся варианты переделок стандартных цифровых видеоустройств:
Для анализа целесообразности подобных переделок следует узнать порядок работы и возможные последствия изменения конструкционной схемы.
Цифровая камера
Несмотря на схожесть в конструкции, сделать из цифровой камеры полноценный тепловизор очень проблематично. Демонтаж фильтра, работающего в ИК диапазоне не приведет к желаемому результату. Последствия подобной операции – повышение уровень цветового шума при съемке и быстрый выход из строя элементов матрицы.
Дополнительно можно столкнуться со следующими проблемами:
После учета всех этих нюансов в итоге получится не совсем качественный тепловизор. Дальность его работы будет минимальная, а погрешность изображения на экране не позволит нормально охотиться.
Для переделки потребуется приобрести специальный набор, состоящий из таких элементов:
После сборки устройство будет фиксировать тепловое излучение на небольших расстояниях – до 30 м.
Покупка дополнительного девайса для смартфона
В последнее время стали популярны бытовые тепловизоры, которые пытаются адаптировать для охоты. На практике они могут быть полезны только для поиска следов от подранка, так как имеют ограничение по дальности действия. Чаще всего подобные модели применяют для анализа системы отопления или расчета тепловых потерь в доме.
Ярким примером является миниатюрный тепловизор Seek Thermal, работающий в «тандеме» со смартфоном. Но для анализа актуальности его использования во время охоты необходимо ознакомиться с техническими параметрами устройства:
Стоимость подобной модели составляет 17 500 рублей.
Приобретать профессиональный тепловизор для охоты рекомендуется только в том случае, если он по-настоящему необходим. Попытки изготовления самодельных моделей чаще всего не приводят к успеху.
Привет, я Александр-идейный вдохновитель блога. Свою жизнь в плане карьеры и свободного времени я связал с лесом. А как иначе, когда живешь в Карелии! В этом блоге я отвечаю за разделы, посвящённые охоте, походам и снаряжению.
Добро пожаловать в мой мир!