Diy Thermal Camera Telephoto Converter: Hatua 15

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:54

Hivi majuzi nilinunua Kamera ya Mafuta ya Kutafuta RevealPro, ambayo inajisikia sensa ya joto ya 320 x 240 na> kiwango cha fremu 15 Hz kwa bei ya bei rahisi.

Moja ya maswala ambayo ninayo na kamera hii ni kwamba inakuja na lensi iliyowekwa ya uwanja wa mtazamo wa 32 °. Hii ni sawa kwa ukaguzi wa jumla wa joto, lakini ni shida halisi wakati wa kujaribu kutumia kamera kwa kazi ya karibu kutathmini utaftaji kwenye bodi za mzunguko zilizochapishwa au kubainisha sehemu mbaya au ya chini. Kwa upande mwingine wa umbali, lensi ya 32 ° FOV inafanya kuwa ngumu kuona na kupima joto la vitu kwa mbali, au vitu vidogo kwa umbali wa kawaida.

vielelezo vya kukuza "jumla" vimeelezewa, lakini sijui kwamba mtu yeyote ameonyesha bado jinsi ya kuunda kibadilishaji cha picha kwa moja ya kamera hizi.

Hatua ya 1: Darubini rahisi

Kufikiria kitu kwa mbali na kamera ya joto inahitaji darubini rahisi iliyotengenezwa na lensi zinazofanya kazi katika 10 rangem. Darubini ya msingi ya kukataa ambayo ina vitu viwili vya macho, lengo na kipande cha macho. Kusudi ni lensi kubwa ambayo hukusanya nuru kutoka kwa kitu cha mbali na inaunda picha ya kitu hicho kwenye ndege inayolenga. Kitambaa cha macho ni glasi ya kukuza ambayo kamera ya joto inaweza kuona picha halisi.

Kama inavyoonyeshwa kwenye takwimu, kuna usanidi mbili wa kimsingi wa darubini ya kukataa: Darubini ya Keplerian ina kipande cha macho cha lensi na darubini ya Galilaya ina kipande cha macho cha lensi. Picha kama inavyoonekana kupitia darubini ya Keplerian imegeuzwa, wakati ile inayotengenezwa na darubini ya Galilaya iko sawa. Darubini yenyewe sio mfumo wa kutengeneza picha. Badala yake, kamera ya joto iliyoambatanishwa na darubini mwishowe huunda picha kupitia macho yake mwenyewe.

Ukuzaji wa darubini ya Keplerian imedhamiriwa na uwiano kati ya urefu wa urefu wa lensi za lengo na vipengee vya macho:

Ukuzaji_Keplerian = fo / fe

Darubini ya Galilaya hutumia lengo zuri na kijicho hasi, kwa hivyo ukuzaji wake unapewa na:

Ukubwa wa macho_Galilean = -fo / fe

Ukubwa wa lengo pia ni muhimu kwa sababu kipenyo chake ni kikubwa, ndivyo inavyoweza kukusanya mwanga zaidi, na ni bora zaidi kutatua vitu vya karibu.

Hatua ya 2: Chagua Lens zinazofaa kwa Uchunguzi wa Mafuta

Kamera za joto hupima ukubwa wa nuru ya infrared karibu 10 µm. Hii ni kwa sababu vitu hutoa mionzi ya mtu mweusi ikiongezeka kwa urefu wa urefu huo kwa mujibu wa sheria ya uhamishaji wa Wien. Walakini, glasi ya kawaida haipitishi mwanga kwa urefu wa mawimbi hayo, kwa hivyo lensi zinazotumiwa katika picha ya joto lazima zifanywe kwa geranium au Zinc Selenide ambayo inaruhusu mionzi katika upeo wa 10 µm kupita.

Lenti za germanium (Ge) hutumiwa sana kwa matumizi ya upigaji picha ya joto kwa sababu ya anuwai ya upitishaji (2.0 - 16 µm) katika mkoa wa kuvutia. Lenti za geranium ni laini kwa nuru inayoonekana na zina muonekano wa metali-kijivu. Ziko ndani ya hewa, maji, alkali, na asidi nyingi. Germanium ina fahirisi ya kinzani ya 4.004 saa 10.6 µm, na mali yake ya usafirishaji ni nyeti sana ya joto.

Zinc Selenide (ZnSe) hutumiwa zaidi na lasers za CO2. Inayo anuwai pana ya usafirishaji (600 nm - 16.0 µm). Kwa sababu ya ngozi ya chini kwenye sehemu nyekundu ya wigo unaoonekana, lensi za ZnSe hutumiwa kawaida katika mifumo ya macho ambayo inachanganya lasers za CO2 (ambazo hufanya kazi kwa saa 10.6 µm), na heNe ya bei nyekundu inayoonekana-nyekundu au lasers ya mpangilio wa semiconductor. Masafa yao ya usafirishaji ni pamoja na sehemu ya wigo unaoonekana, ukiwapa rangi ya machungwa ya kina.

Lensi mpya za infrared zinaweza kununuliwa kutoka Thorlabs, Edmund Optics, na wasambazaji wengine wa vifaa vya macho. Kama unavyodhania, lensi hizi sio za bei rahisi - /1 / 2 "lensi za muundo-mbonyeo kutoka Thorlabs zina bei ya karibu $ 140, wakati lensi za ZnSe ziko karibu $ 160. Ø1" lensi zinauzwa kwa karibu $ 240, wakati ZnSe kwa gharama hii ya kipenyo karibu dola 300. Ziada hupata au sadaka za Mashariki ya Mbali ni bora kutengeneza adapta za jumla na simu. Lensi za ZnSe kutoka China zinaweza kununuliwa kwenye eBay® kwa karibu $ 60.

Hatua ya 3: Ubunifu wa Kubadilisha Telephoto

Niliweza kupata lensi ya pl1”Ge plano-convex na urefu wa urefu wa 50 mm (sawa na Thorlabs LA9659-E3) na Ø1 / 2 L pl-convex lens yenye urefu wa milimita 15 (sawa na Thorlabs LA9410-E3) kutengeneza kibadilishaji changu cha picha ya Keplerian. Ukuzaji ni hivi:

Ukuzaji = fo / fe = 50mm / 15mm = 3.33

Adapter za simu za ukuzaji mwingine ni rahisi kubuni kwa kutumia fomula rahisi zilizoonyeshwa hapo juu. Tafadhali kumbuka kuwa urefu wa bomba kuu la lensi inaweza kuhitaji kubadilishwa, kwani umbali kati ya lensi unapaswa kuwa karibu na f0 + fe.

Hatua ya 4: Kukusanya Vipengele vya Kubadilisha Telephoto

Utahitaji vifaa vifuatavyo kujenga kibadilishaji cha picha kama yangu (zote ni sehemu za Thorlabs):

LA9659-E3 Ø1 Lens ya Pl Plano-Convex, f = 50 mm, Imefunikwa kwa AR: 7-12 $m $ 241.74

LA9410-E3 Ø1 / 2 Lens ya Pl Plano-Convex, f = 15 mm, Imefunikwa na AR: 7-12 $m $ 139.74

SM1V05 Ø1 "Tube ya Lens inayoweza Kurekebishwa, 0.31" Kiwango cha Kusafiri $ 30.25

SM1L15 Tube ya Lenzi ya SM1, 1.50 Kina ya Thread, Pete Moja ya Kubakiza Pamoja $ 15.70

ADAPTER ya SM1A1 na Nyuzi za SM05 za nje na Nyuzi za Ndani za SM1 $ 20.60

SM05L03 SM05 Lens Tube, 0.30 Thread Deep, Pete Moja ya Kubakiza Pamoja $ 13.80

SM1RR SM1 Kubakiza Gonga ya Ø1 Mirija ya Lens na Milima $ 4.50

Jumla na lensi mpya za germanium $ 466.33

Nyumba tu $ 84.85

Niliweka kibadilishaji changu cha simu kwenye bomba la macho lililotengenezwa na vifaa vya bomba vya SM1 na SM05 vya Thorlab. Niliweka lensi ya lengo mbele ya bomba la lensi linalobadilishwa la SM1V05 kuruhusu kulenga kwa kuiwezesha kurekebisha umbali kati ya lensi. Pete ya nje ya SM1 hutumiwa kufunga umakini. Kutumia sehemu mpya kabisa kutoka kwa Thorlabs unaweza kutarajia kutumia karibu $ 466. Ikiwa unatumia lensi za ZnSe kutoka eBay ® na sehemu mpya kwa nyumba ambayo labda utatumia karibu $ 200.

Ufungaji wa darubini hauitaji kuwa ya kupendeza kama yangu. Mabomba ya PVC na mpangilio fulani wa kulenga (k.m lensi iliyowekwa kwenye kofia iliyofungwa) itafanya kazi sawa kabisa. Walakini, napenda sana Mirija ya SM ya Thorlabs kwa sababu ni ya bei rahisi na inafaa kabisa kwa ujenzi wa aina hii ya vyombo vya macho. Kwa kuongezea, upande uliofungwa wa kipofu cha macho cha SM05L03 kinakaa kabisa dhidi ya pete ya utunzaji wa lensi ya Tafuta RevealPRO.

Hatua ya 5: Hatua ya Ujenzi 1: Ondoa Gonga Kutoka kwa Tube ya SM1L15

Kutumia vidole vyako au ufunguo wa spana (k.m Thorlabs SPW602 ambayo inauzwa kwa $ 26.75) ondoa pete ya kuweka SM1 inayoingia ndani ya bomba la SM1L15.

Hatua ya 6: Hatua ya Ujenzi 2: Andaa Vipengele vya Mkutano wa Lens ya Lengo

Andaa vifaa ambavyo utahitaji kwa mkusanyiko wa lensi ya lengo:

• Bomba la lensi linalobadilishwa la SM1V05
• Pete mbili za kuweka SM1 (moja yao hutoka kwenye bomba la lensi la SM1L15 kama inavyoonyeshwa katika hatua ya awali)
• Ø1 "L Pl Ge-Convex Lens, f = 50 mm, Imefunikwa kwa AR: 7-12 µm (au sawa)

Hatua ya 7: Ujenzi Hatua ya 3: Ingiza Pete ya Hifadhi ya SM1 Kwenye SM1V05 kwa kina cha 6mm

Kutumia wrench au vidole vyako, ingiza pete moja ya kubakiza ndani ya bomba la lensi inayobadilishwa ya SM1V05 kwa kina cha takriban 6mm. Hii inaweza kuhitaji kubadilika kulingana na lensi uliyochagua kama lengo lako. Wazo ni kuruhusu lensi kukaa nyuma ya kutosha ili kuwezesha kutumia pete ya kuweka upande wa pili wa lensi.

Hatua ya 8: Hatua ya 4 ya Ujenzi: Ingiza Lenti ya Lengo na Pete ya Hifadhi ya nje

Ingiza lensi ya lengo na upande wake wa mbonyeo ukiangalia nje na kisha urekebishe kwa kutumia pete ya pili ya kuweka. Kuwa mwangalifu usizidi kukaza, kwani hii inaweza kuharibu lensi! Ikiwa unatumia kibano au zana nyingine badala ya wrench ya spanner kuwa mwangalifu usikate lensi.

Hatua ya 9: Hatua ya 5 ya Ujenzi: Andaa Vipengele vya Vipande vya Jicho

Andaa vifaa ambavyo utatumia kukusanya kipande cha macho:

• Bomba la lensi la SM05L03
• Pete ya kuhifadhia SM5 (imeondolewa kwenye bomba la SM05L03)
• /1 / 2 "Lens ya Pl Plano-Convex, f = 15 mm, Imefunikwa na AR: 7-12 µm (au sawa)

Hatua ya 10: Hatua ya Ujenzi 6: Unganisha Kipande cha Jicho

Kukusanya kipande cha macho kwa kuingiza lensi ya kipande cha macho kwenye bomba la SM05L03. Upande wa mbonyeo unapaswa kukabiliwa na nyuzi za nje (chini kwenye picha ifuatayo). Rekebisha lensi kwa nafasi na pete ya kubakiza ya SM05. Ikiwezekana, tumia wrench ya spanner ya SM05 (kwa mfano Thorlabs SPW603, ambayo inauzwa kwa $ 24.50) kuingiza na kaza pete ya kuhifadhia SM05. Kuwa mwangalifu usizidi kukaza, kwani hii inaweza kuharibu lensi! Ikiwa unatumia kibano au zana nyingine badala ya wrench ya spanner kuwa mwangalifu usikate lensi.

Hatua ya 11: Hatua ya Ujenzi 7: Mlima Eyepiece kwa SM1-to-SM05 Adapter

Piga mkusanyiko wa lensi ya kipande cha macho kwenye adapta ya SM1A1 SM1-to-SM05.

Hatua ya 12: Hatua ya Ujenzi 8: Mkutano wa Mwisho

Mwishowe, futa mkusanyiko wa lensi ya kipande cha macho (iliyowekwa kwenye adapta ya SM1A1) na mkusanyiko wa lensi ya lengo kwenye bomba la lensi la SM1L15. Hii inakamilisha mkusanyiko wa kibadilishaji cha picha ya Keplerian.

Hatua ya 13: Tumia Kigeuzi cha Telephoto

Weka kibadilishaji cha simu mbele ya lensi ya kamera ya joto na uanze kuchunguza! Unapaswa kuzingatia lensi kwa kugeuza mkusanyiko wa lensi hadi picha kali ya somo lako ipatikane. Pete ya nje ya SM1 inayokuja na bomba la lensi inayoweza kubadilishwa ya SM1V05 inaweza kutumika kufunga mpangilio wa kuzingatia.

Unaweza kutaka kuzingatia kabisa kuweka Thorlabs SM05NT ($ 6.58) SM05 Locking Ring (ID 0.535 "-40, 0.75" OD) kwenye mlima wa lensi ya kamera yako ili uweze kupandisha haraka vigeuzi vya jumla au vya picha mbele ya lensi ya kamera bila kuathiri utendaji wake wa asili.

Mwishowe, kumbuka kwamba darubini ya Keplerian inabadilisha picha, kwa hivyo utaona picha ya joto chini-chini kwenye skrini ya kamera yako. Inachukua mazoezi kidogo kuzoea ukweli kwamba kuashiria kamera na kibadilishaji cha picha iliyosanikishwa inahitaji harakati katika mwelekeo tofauti wa picha.

Hatua ya 14: Utendaji

Nimefurahishwa sana na matokeo. Takwimu zinaonyesha picha za mfano wa kibadilishaji cha telefoto kinachotumika. Vipande vya kushoto vinaonyesha picha iliyonaswa kupitia lensi iliyowekwa ya Tafuta RevealPRO. Vipande vya kulia vinaonyesha eneo moja kwa kutumia kibadilishaji cha picha cha × 3.33. Niliongeza mstatili wa rangi ya machungwa kwenye picha zilizo kwenye sehemu za kushoto ili kuonyesha mkoa uliokuzwa na kibadilishaji cha simu. Vipimo vya mstatili ni 1 / 3.33 zile za sura ya picha, ikionyesha kuwa ukuzaji uliopatikana na kibadilishaji cha simu ni kweli x 3.33.

Kwa kweli, mifumo ya lensi iliyotumiwa katika Tafuta RevealPRO na kibadilishaji cha telephoto ni rahisi sana, kwa hivyo upotoshaji na upigaji kura unatarajiwa. Kama inavyoonyeshwa kwenye picha za majirani zangu wa nyuma ya nyumba na sehemu ya anga, vignetting inaonekana wazi wakati wa kutumia kibadilishaji cha telephoto kwa picha za masomo kwa umbali mkubwa. Walakini, maelezo ambayo hayawezi kuonekana na kamera isiyosaidiwa ni dhahiri kwa kutumia kibadilishaji cha picha.

Hatua ya 15: Vyanzo

Vifuatavyo ni vyanzo vya nyenzo zilizotajwa katika Agizo hili:

• Tafuta - www.thermal.com
• Thorlabs - www.thorlabs.com
• Edmund Optics Viwanda - www.edmundoptics.com

Kumbuka: Sihusikiwi kwa njia yoyote na kampuni hizi.

Usomaji na Majaribio zaidi

Kwa majaribio ya kufurahisha zaidi juu ya fizikia na upigaji picha wa ulimwengu ambao hauonekani, tafadhali angalia vitabu vyangu (bonyeza hapa kupata vitabu vyangu kwenye Amazon.com) na uende kwa wavuti zangu: www.diyPhysics.com na www. UVIRimaging.com.