Как сделать тепловизор своими руками

Принцип работы тепловизора

Работа тепловизора основана на способности любого объекта генерировать тепловое излучение (ИК-излучение), интенсивность которого напрямую зависит от температуры объекта. Тепловизор фиксирует ИК-лучи на больших расстояниях, преобразуя их в удобный для восприятия человеком вид. Разность тепловых излучений различных объектов и позволяет видеть рельефы в темноте, а также холодные или горячие потоки. При этом красным цветом обозначаются максимально высокотемпературные участки, черным или синим — низкотемпературные.

Следует понимать принципиальное различие между такими устройствами, как тепловизор и прибор ночного видения. Разница состоит в их способности видеть в темноте. Тепловизор передает собственное ИК-излучение объектов, в то время как прибор ночного видения – отраженное и усиленное излучение-подсветку от других объектов. То есть выполнение функций прибора ночного видения тепловизором возможно, а вот построение теплокарты с помощью прибора ночного видения – нет.

Алгоритм работы тепловизора состоит из трех этапов:

1. Фиксации ИК излучения.
2. Преобразования его в температурные величины.
3. Формирования термограммы – теплового изображения объекта, отображающего распределение температуры на поверхностях объектов.

Причем действия эти происходят мгновенно.

Несмотря на достаточно сложный принцип работы тепловизора, схема портативного приспособления не является слишком громоздкой.

Однако следует учитывать, что для достаточной четкости изображения на экране требуется наличие специальной оптики, с примесью германия. Именно этим и продиктована дороговизна профессиональных устройств. Их стоимость исчисляется тысячами, а иногда и десятками тысяч долларов. Согласитесь, сумма немаленькая.

Огромные возможности тепловизоров уже давно воодушевляют многих молодых людей на идею собрать это устройство собственноручно. И, к счастью, способы, позволяющие смастерить тепловизор своими руками и избежать столь внушительных трат, существуют. Конечно, если не предполагается использование прибора в профессиональных целях.

Три варианта реализации тепловизора в домашних условиях мы приводим ниже – выбирайте, какой вам понравится больше. А датчики для тепловизоров и другие элементы устройства можно купить в готовом виде.

Тепловизор своими руками из фотоаппарата

Одним из вариантов является самостоятельное изготовление тепловизора на базе фотоаппарата, в состав которого входит матрица со структурой, как и у настоящего прибора.

Изначально каждый фотоаппарат настраивается таким образом, чтобы человек получал изображения в натуральном виде. С этой целью устанавливается специальный фильтр, отражающий или поглощающий инфракрасные лучи. В результате, кривая чувствительности матрицы становится идентичной кривой человеческого глаза. Для того чтобы фотоаппарат стал выполнять функции тепловизора, из него нужно удалить фильтр инфракрасного излучения. Иногда вместо него устанавливается фильтр видимого спектра, не имеющий большого значения и не влияющий на качество изображения. Таким же образом можно изготовить тепловизор для охоты своими руками.

Готовый тепловизор может применяться в домашних условиях. С его помощью легко обнаружить места проникновения в помещение холодного воздуха, ликвидировать сквозняки и утечку тепла.

Принцип диагностики зданий, сооружений, домов (коттеджей), квартир с помощью тепловизора Flir

Специфическим моментом станет отсутствие ламп накаливания или дневного освещения

Они отвлекут «внимание» прибора и показатели станут размытыми, заниженными в случае действительных утечек. Тепловизионное обследование идеально в вечернее время суток.Для того чтобы верно определить проблемы готового дома, съемка тепловизором проводится зимой – разница между температурой внутри и на улице как минимум 15⁰, то есть желательны морозы

При этом соблюдается условие – отопление должно функционировать в помещениях не менее двух суток

Кроме того, если дом жилой и там расставлена мебель, лежат ковры и прочие интерьерные вещи, то важно освободить поверхности от бытовых предметов – они помешают достоверности

Тепловизионный снимок окна покажет, где есть проблемы защиты от потерь тепла

Необходимость на охоте

Тепловизор – прибор многофункциональный, но, помимо использования в качестве стационарного оборудования (для контроля различных промышленных техпроцессов), наиболее полезна его портативная и переносная версия. В полной мере относится сказанное и к применению прибора на охоте – причём желательным является конструкция аппарата в виде ударопрочного и лёгкого моноблока, обеспечивающая высокую дальность различимой видимости (на профессиональных моделях составляющая 1,5 км и имеющая уровень защиты свыше IP54). Если аппарат будет собран на цифровой, а не аналоговой оптике (с трудом позволяющей отличить горячий костёр от холодного снега на расстоянии уже 100 метров), охотник получит возможность найти зверя или птицу в самых неблагоприятных для обычного человеческого зрения условиях. К таковым можно отнести и тёмное время суток, и густой туман, и дождь, и даже заросли, маскирующие животных, застывших и не двигающихся с места.

Готовый тепловизор

Для тепловизора же излучение тела теплокровных млекопитающих или птиц на мониторе будет выглядеть ярким пятном, что просто не позволит добыче остаться незамеченной.

Сборка

• Размещаем плату Arduino в корпусе с батарейным отсеком.
• Закрепляем серводвигатель при помощи суперклея или эпоксидки в переднем пустом пространстве платы.
• Размещаем второй серводвигатель в поворотном устройстве и закрепляем всю конструкцию.
• Подключаем инфракрасный термометр к Arduino, подсоединив для этого Ground к GND, SDA к PIN4 VIN к 3.3V и SCL к PIN5. Также установим резистор 4.7 кОм, подключив SDA к 3.3V и SCL к 3.3V.
• Производим подключение Laser Card или же лазерной указки. Это для того, чтобы отслеживать, с какого места в настоящий момент происходит сканирование.
• Устанавливаем веб-камеру так, чтобы ее направление точно совпадало с направлением ИК-датчика и лазера.

И все. Вы сделали тепловизор своими руками!

Конструкция прибора

Сейчас просто уйма градусников и прочих устройств, которые считывают (измеряют) температуру с поверхности. Но зачастую все они имеют контактную схему работы.

Пирометр работает совершенно по другому принципу. Он улавливает тепловые волны которые излучает поверхность.

В конструкции прибора есть специальный «раструб» именно сюда и приходит излучение от поверхности. Далее в самом начале «раструба» есть пирометрический датчик, именно в нем тепловая энергия преобразуется в электрический импульс. Чем выше температура испускаемая с поверхности, тем больше импульсов будет генерировать датчик, после этого они по специальным алгоритмам преобразуются и выводятся на жидкокристаллический дисплей в виде показаний.

У каждого пирометра, есть своя допустимая длинна работы. Если вы превышаете это расстояние, то показания могут отклоняться на достаточно большой процент. В идеале производитель пишет, на каком расстоянии нужно производить замеры. А также какой процент отклонения будет с увеличением работы.

Сфера применения самодельного тепловизора

Возможно ли использование тепловизора, изготовленного таким способом, в домашних нуждах? Вполне. Будет ли пригоден такой тепловизор для строительства или, к примеру, при охоте? Вполне вероятно. Во всяком случае, любителям отдыха на природе такое устройство точно придется по душе. С его помощью вы сможете контролировать приближение животных к вашему лагерю в ночное время, а также в тумане или клубах пыли проводить поиски заблудившихся членов группы.

Если в вашем распоряжении есть ненужная зеркалка, около 40 $ на ИК-фильтр, желание и возможность разобрать фотоаппарат, то попробовать этот вариант, конечно же, стоит.

Как выбрать тепловизор

Тепловизор — верный помощник инженеров стройконтроля, специалистов по техническому обследованию и энергоаудиторов. Он помогает определить качество теплоизоляции, обнаружить мостики холода, проверить работу отопительных приборов и т.д. Но иногда тепловизор трудно выбрать: нужно знать, какие функции точно не пригодятся, чтобы не переплатить за него.

Например, чтобы обследовать стены частных домов, подойдет тепловизор до 200 тысяч рублей. На более крупных объектах — общественные и промышленные здания — функциональности бюджетных приборов будет недостаточно. Здесь ценник варьируется от 200 тысяч до 2 млн рублей.

6 шагов по выбору строительного тепловизора

Шаг 1. Выберите разрешение детектора.

Шаг 2. Выберите разрешение экрана.

Шаг 3. Выберите тепловую чувствительность.

Шаг 4. Выберите погрешность измерения температуры.

Шаг 5. Выберите необходимые функции.

Шаг 6.Выберите ценовую категорию.

Разрешение детектора, пикселей	меньше 320х240	Идеально для: близкого осмотра теплоизоляции стен и инженерных коммуникаций внутри и снаружи частных домов и небольших зданий для определения качества выполненных работ (частная практика).
320х240	Идеально для: обследования нарушений теплоизоляции зданий, кроме больших объектов вроде промзданий или ЛЭП. Для составления официальных отчётов и заключений.
больше 320х240	Снимает на безопасном расстоянии: например, при угрозе обрушения конструкции Плохие погодные условия не помеха: дает точный результат даже при интенсивных осадках Идеально для: обследования конструкций и оборудований крупных инженерных сооружений (промздания, ЛЭП, АЭС) на безопасном расстоянии. Для составления официальных отчётов и заключений.
Разрешение экрана, пикселей	меньше 640х480	Идеально для: быстрого осмотра стен, стыков конструкций и отопительных приборов.
640х480 и выше	Идеально для: комплексного обследования любых типов зданий и сооружений.
Тепловая чувствительность (NETD), °C	>0,6	Идеально для: разницы температур наружного и внутреннего воздуха не менее 20°C. Например, для Москвы при температуре воздуха внутри здания 20-25°C прибором можно пользоваться около 250 дней в году.
≤0,6	Идеально для: разницы температур наружного и внутреннего воздуха 5-10°C и выше. Например, для Москвы при температуре воздуха внутри здания 20-25°C прибором можно пользоваться практически круглый год.
Погрешность измерения температуры	выше 2 °C или 2%	Идеально для: проведения осмотров частных домов и гражданских зданий без детальной обработки результатов.
ниже 2 °C или 2%	Идеально для: необходимости составить официальные акты или отчёты по результатам обследования любых зданий.
Функциональность программной начинки	Функция «Картинка в картинке»	Идеально для: составления качественного отчёта и наглядной демонстрации заказчику проблемных мест.
Функция видеоизмерения	Идеально для: повышения скорости обработки результатов и качества отчёта.
Функция голосового сопровождения	Идеально для: тех, кто профессионально занимается тепловизионным обследованием и у кого нет времени записывать важные моменты в блокнот.
Цена, тыс. руб	до 250	Небольшое разрешение детектора Минимум функций Идеально для: тех, кто предлагает услуги по обследованию коттеджей и частных домов.
250-700	Стандартное разрешение детектора Большой набор функций и примочек Идеально для: юридических лиц с допуском СРО, которые проводят тепловизионные обследования частных и многоквартирных домов, офисных и торговых зданий.
больше 700	Идеально для: крупных специализированных организаций, которые проводят обследования промышленных и гражданских зданий большой площади и высокого уровня ответственности.

*Детектор — устройство наподобие объектива фотоаппарата, захватывающее изображение. Чем выше его разрешение, тем качественнее будет картинка.

На рынке можно выделить несколько групп производителей: китайские, российские и западные. Первые отличаются низкой ценой, но специалисты жалуются на высокие погрешности прибора при определении температур. Российские модели отстают в технологичности от западных, но стоят дешевле: они подойдут для обследования частных домов. Нишу тепловизоров на нашем рынке почти полностью занимают европейские и американские производители: Fluke, Flir, Testo и другие.

Варианты адаптации других устройств

Можно найти много вариантов переделки стандартных фото- и видеокамер, а также других устройств, чтобы они могли выполнять функции тепловизора. Идеальной замены добиться невозможно, так как в таком случае производители сделали бы данную опцию базовой для оборудования. Максимум, чего можно достичь при переделке камеры – это режим ночной съемки на расстоянии до 2 метров.

Цифровая камера

Несмотря на некоторую схожесть в конструкции, является очень проблематичным сделать полноценный тепловизор из цифровой камеры. Демонтаж фильтра, работающего в диапазоне ИК, не принесет желаемого результата. Негативные последствия подобной операции – быстрый выход из строя матрицы и повышение уровня цветового шума.

Дополнительно можно столкнуться с такими проблемами:

• для работы специальной матрицы требуется особая система охлаждения, отсутствующая в бытовой технике;
• чувствительность матрицы в устройстве не рассчитана на восприятие инфракрасного диапазона. То есть, ее нужно заменить на соответствующую;
• программное обеспечение устройства не позволит правильно обработать полученное изображение – понадобится перепрошивка.

Если учесть все эти нюансы, то в итоге получится не очень качественный тепловизор. Его дальность будет минимальная, а высокая погрешность изображения не позволит нормально охотиться.

Web-камера

Альтернативным вариантом может быть изготовление устройства, которое регистрирует тепловое излучение животных и птиц, из Web-камеры.

Для переделки нужно приобрести специальный набор, который включает следующие элементы:

• плата Arduino для передачи изображения;
• два серводвигателя, необходимых для вертикального и горизонтального смещения камеры;
• температурный датчик MLX90614;
• камера и лазерная указка (для использования в качестве тепловизионного прицела для охоты).

После сборки устройство будет способно фиксировать тепловое излучение на расстоянии до 30 метров. Бинокль с тепловизором для охоты можно также попытаться сделать с использованием Web-камер.

Инфракрасный термометр

Своими руками прибор можно сделать и с помощью платы Arduino и инфракрасного градусника. Для этого необходимо взять хороший инфракрасный термометр, так как известно, что он может измерять температуру на некотором расстоянии, и подключить его к светодиодам с фонаря через плату Arduino.

Фонарь для этого следует брать из качественных изделий. Если купите дешевую модель, то и тепловизор получится таким же. Плата Arduino – устройство, предназначенное для строительства простых схем в робототехнике и автоматике. Используется не специалистами в этих областях.

Программируйте плату так, чтобы свет фонарика изменялся в зависимости от температуры объекта.

Допустим, что холодные предметы будут синего цвета, живые объекты – красными, нейтральные – зелеными. Таким образом, при наведении прибора, разные объекты будут иметь соответствующий цвет. К прибору можно подключить цифровой дисплей, получая картинку с качеством не хуже, чем у дорогих моделей готовых тепловизоров.

Так, вполне реально самостоятельно сделать охотничий тепловизор. И если стоимость прибора в магазинах составляет от 19 000 рублей, самодельный прибор вам обойдется в сумму от 2 до 5 тысяч. Окончательная стоимость определяется комплектующими деталями.

Например, стоимость платы Arduino – от 150 рублей, она зависит от качества, на светодиодный фонарь придется потратить от 500 до 2 000 рублей, а приличный дисплей можно приобрести за цену 1000–1500 рублей.

Видео: термосканер своими руками

http-equiv=”Content-Type” content=”text/html;charset=utf-8″>frame style=”display: block; margin: 0px auto;” id=”_ytid_36665″ data-origdata-orig src=”https://www.youtube.com/embed/HL5KFOlVboU?enablejsapi=1&autoplay=0&cc_load_policy=0&iv_load_policy=3&loop=0&modestbranding=1&rel=1&showinfo=1&fs=1&playsinline=1&controls=2&color=red&autohide=1&theme=dark&” class=”__youtube_prefs__” title=”YouTube player” allow=”autoplay; encrypted-media” allowfullscreen data-no-lazy=”1″ data-skipgform_ajax_framebjll=””>

В заключение можно сказать, что ряд современных стандартных гаджетов вполне позволяют преобразовать себя в тепловизоры – после внесения минимальных изменений в конструкцию. И в результате, не требуя огромных дополнительных вложений, значительно расширяют временные и погодные рамки условий, при которых с помощью даже самодельных тепловизоров можно засечь желанную добычу. Хотя при ночном вождении использование таких самодельных устройств в качестве прибора ночного видения автомобилях все же не рекомендуется (а созданных на основе веб-камер – запрещается).

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:

• смартфон;
• видеокамера;
• веб-камера;
• ИК-датчик.

Описывать технологию их переделки не буду, поскольку это уже совсем другая история. Да и технология доработки сложнее, а затрат — на порядок больше.

Постобработка

Прежде всего, если вы обрабатываете RAW-файлы в Lightroom Classic CC, вам придется использовать редактор Adobe DNG Profile Editor. Для чего? Чтобы выйти за рамки баланса белого в 2000k. Если вы обрабатываете ваши RAW-фотографии в Capture One Pro, вам не понадобится дополнительного ПО.

Шаг 1: Коррекция баланса белого

После того, как я добился правильного баланса белого, я обрабатываю фото как любое другое: добавляю резкости, шумоподавления и контраста. После этого я отправляюсь в Photoshop.

Общее суждение для смены каналов: вы должны заменить красный на синий и синий на красный. Это работает, но есть идея получше: вы получите намного лучшие цвета, если вы добавите еще зеленый канал между красным и синим.

Шаг 2: Смена каналов

Вот такие настройки я установил:

После того, как этот шаг закончен, пришло время получить вот этот вид, словно у старой пленки Aerochrome.

Шаг 3: Регулировка насыщенности оттенка

Наконец, последние штрихи – добавим свет и облака для скругления изображения:

Шаг 4: Финальные штрихи

Виды устройств

Тепловизор — настолько востребованное и многофункционально устройство, что имеет два технологических варианта конструкции:

Стационарный. Устройства этой категории предназначены для использования на промышленных предприятиях с целью контроля за технологическими процессами. Система азотного охлаждения — достаточно частое приспособление, которым оборудован подобный тепловизор. Характеристики его рабочих температур весьма внушительны: от −40 до +2000 °C. В основе данных систем лежат, как правило, устройства, собранные на матрицах полупроводниковых фотоприемников.

Переносной (портативный). Инновационные разработки позволили отойти от использования громоздкого охлаждающего оборудования, перейдя к производству тепловизоров на базе неохлаждаемых кремниевых микроболометров. Таким приборам присущи все достоинства своих предшественников, к которым относится, например, малый шаг температуры при измерении (0,1 °C). Возможно также применение тепловизора данного класса для сложных оценочных работ, требующих одновременно простоты использования и портативности устройства. Многие портативные тепловизоры обладают возможностью подключения к ПК для оперативной обработки данных с них.

Применение тепловизора в той или иной сфере налагает определенные отпечатки на требуемые эксплуатационные характеристики данного устройства. Поэтому перед покупкой этого прибора вами должны быть оценены условия его использования. Поможет в этом инструкция. Тепловизор, приобретенный без должного ознакомления с правилами эксплуатации, может совершенно не подходить под ваши нужды. Например, тепловизоры, применяемые при охоте, должны иметь ударопрочный корпус из легкого сплава со степенью защиты не ниже IP54.

Желательно, чтобы это была моноблочная конструкция с индикацией на видоискателе и ЖК-экране. И видимая дальность охотничьих тепловизоров должна достигать 1500 м, тогда как в строительной сфере такие требования к тепловизорам не предъявляются.

Критерии выбора

Чтобы сделать правильный выбор тепловизора, нужно заранее понимать стоящие задачи и возможные способы их технического решения. Финансовый аспект имеет второстепенное значение, так как дорогой прибор вовсе не обязательно будет лучшим выбором. Такая техника часто обладает избыточными для охотника функциями или предназначена для других целей.

Решение о том, какой выбрать тепловизор, нужно принимать с учетом следующих факторов:

Качество устройства. Покупать тепловизор не имеет смысла, если он часто ломается. Получить информацию о надежности прибора можно, почитав специализированные форумы, где есть отзывы реальных пользователей. Перед покупкой его нужно проверить на исправность.
Изучить технические характеристики

Речь идет о рассмотрении важной для пользователя-охотника информации. Если какими-либо функциями тепловизор не обладает, а они необходимы, то лучше поискать другой прибор.
Не всем нужны самые дорогостоящие модели

Начинающему охотнику вполне сгодится бюджетный тепловизор.
Важнейшими характеристиками прибора являются такие качества — тип объектива, разрешение матрицы, частота кадров. От этих параметров зависят дистанция наблюдения, детализация и качество картинки.
Комфортнее всего работать с электронной калибровкой.
Монокуляры применяют в сочетании с дневной оптикой. Тепловизор стоит дороже, но заменяет оба указанных устройства.
Существуют тепловизионные приборы со встроенными видеорекордерами или лазерными целеуказателями, однако большая часть тепловизоров рассчитана на подключение внешних устройств.
На длительную охоту желательно взять аккумуляторную батарею.
Дополнительные опции (Wi-Fi, GPS, компас) полезны, но приводят к значительному удорожанию.
Гарантийный талон. Без гарантийного обслуживания приобретать прибор ни в коем случае нельзя. Стандартный срок гарантии — 1 год. На дорогие модели срок гарантии увеличивается до 3-5 лет.

Практическая технология обследования «утечки» тепла

Действие прибором не требует каких-либо знаний или труда

Важно действовать медленно и фиксировать полученные данные:

• Сначала обследования проводят внутри дома, где выявляется значительный процент дефектов – от 85. Поиск проблем ведут постепенно – от окна к дверям, исследуя все количество технологических проемов и стен, а не только тепло объема комнаты.
• Затем следует внешняя съемка по фасадам и кровле. Тщательность важна, так как участки на одной плоскости разительно отличаются друг от друга показаниями и обследование дома тепловизором это обязательно покажет.
• Результаты обрабатывают сначала прибором, затем компьютерными программами, отчего результат более точен – ведется лазерная обработка данных.

Если работают профессионалы, то спустя время, они предоставят заказчику услуги подробный отчет с замечаниями и рекомендациями. Самостоятельное обследование лишено такой возможности, если знаний об устранении огрехов в части теплоизоляции или ветропароизоляции нет.

Тепловизор своими руками из смартфона

Сам смартфон невозможно превратить в тепловизор без использования дополнительного оборудования. Однако с недавних пор стала выпускаться специальная приставка Seek Thermal, являющаяся по своей сути мобильным миниатюрным тепловизором, с размерами, не более спичечного коробка.

Этот мини-прибор способен работать со многими смартфонами на базе Андроид версии не ниже 4.3. Он выполняет те же функции, что и настоящие фирменные тепловизоры, подключается через стандартные разъемы. Получается довольно легко собрать самодельный тепловизор своими руками. Несмотря на маленькие размеры, объектив камеры оборудован кольцом для фокусирования, а также чувствительным сенсором в виде матрицы на 32 тыс. пикселей, частота съемки у которой составляет 9 Гц. Основным достоинством прибора считается величина рабочего температурного диапазона в пределах от -40 до +330С.

Смартфон для тепловизора является не только экраном, отображающим информацию, но и своеобразной вычислительной машиной. Все действия выполняются с помощью специального приложения Seek Thermal, обладающего широкими возможностями. Данная программа позволяет сделать выбор цветовой палитры, единиц измерения температуры, выполнить настройку изображения и много других операций.

Устройство из web-камеры

Этот вариант также возможен – но наиболее трудоёмок и относительно дорог, поскольку требует дополнительных затрат в сумме примерно $150. К тому же эффективно полученный прибор на сервоприводах способен будет засечь лишь неподвижный предмет с тепловым излучением.

Особенности сборки тепловизора из веб-камеры на фото

Положение ИК фильтра Камера в разобранном виде Как разобрать камеру Демонтаж ИК фильтра Вынуть ИК фильтр

Для сборки понадобится:

• специальная плата передачи изображения на ПК Arduino, устанавливаемая в батарейный отсек;
• один малый серводвигатель для перемещения по вертикали, крепящийся спереди от платы скотчем или суперклеем;
• второй большой серводвигатель, размещаемый в поворотном по горизонтали устройстве и служащий основой для закрепления на нём всей конструкции;
• температурный датчик MLX90614, подключаемый к плате Arduino согласно схеме;
• аналогичным образом подключаемая лазерная указка (указывающая текущее направление сканирования);
• сама «вебка», точно сориентированная с указкой и тепловым датчиком.

Данная конструкция и будет работать как тепловизор с целеуказателем (правда, придётся отдельно скачать и установить ещё и софт для Arduino – доступный в интернете и небольшой по размеру – около 7Мб вместе с инструкцией по установке скетчей и библиотек).

Схема подключения датчика и сервоприводов к микроконтроллеру

Принцип работы

Принцип действия тепловизоров основан на законе физики, согласно которому любое нагретое тело излучает в пространство тем более интенсивное инфракрасное излучение (ИК), чем горячее температура предмета – в том числе и тело теплокровного животного. Такое излучение улавливается нашим прибором и преобразуется в картинку на мониторе, удобную для человеческого восприятия. Разница в температуре ИК-излучения передаётся различными цветами, привычными для нас по традиционному, видимому излучению. От тёмно-фиолетового и синего для наиболее холодных тел – до оранжевого и ярко-красного горячих.

Схема тепловизора

Осуществляется этот процесс приёма-передачи изображения в 3 этапа:

• улавливание ИК-оптикой теплового излучения;
• цифровое распределение его по величинам температур;
• построение термографической картинки – имитации так называемой тепловой карты объекта (чем-то схожей с привычным показом температур на картах метеорологических прогнозов погоды).

Стоит отметить, что для человеческой скорости реакции все эти действия осуществляются по существу мгновенно.

Конечно, собранный самостоятельно тепловизор качества картинки и эффективной дальности профессионального аппарата не даст. Но для охотника, желающего засечь хотя бы просто бесформенное тепловое пятно затаившегося зверя, в устройстве высокой чёткости стоимостью в 5, 10, а иногда и в 20 тысяч долларов, в сущности, нет необходимости.

Как действует тепловизор — изображение

Мы готовы предложить вам три практических варианта сборки любительского тепловизора – а какой из них выбрать, решать остаётся самому охотнику.

Принцип работы тепловизора на примере автомобиля

Этот метод создания тепловизора наиболее прост и недорог – поскольку требует минимального вмешательства в конструкцию цифровика и таких же невысоких затрат. Основан он на том простом физическом факте, что цифровые аппараты на входе фиксируют ИК-излучение так же, как и обычное. Но, поскольку в обычных условиях тепловая часть спектра фотографу не нужна, перед приёмной матрицей производителями устанавливается специальный фильтр, отражающий ИК-лучи (так называемый «hot mirror», или тепловое зеркало).

Изготовление самодельного тепловизора из фотоаппарата

Таким образом, превращение цифровика в тепловизор по существу будет заключаться лишь в замене одного снятого фильтра (инфракрасного) на другой (для обычного света). Причём на практике даже 2-е действие, в принципе, можно не осуществлять.

Схема обработки изображения фотоаппаратом

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:

• Оптическая система. Необходима для фокусировки изображения и перенаправления его на принимающее устройство.
• Светочувствительная матрица. Она состоит из множества фотоэлементов, фиксирующих разницу спектра картинки, находящейся в радиусе действия оптической системы.
• Информационный блок обработки и дисплей для вывода графической информации.

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.

Выводы

Из описанных нами вариантов сборки самодельных тепловизоров напрашиваются два вывода:

1. Смастерить тепловизор самостоятельно вполне возможно.
2. Самодельный тепловизор имеет очень узкую область применения.

Поэтому если тепловизор вам необходим в глобальных целях, стоит отложить эксперименты и потратиться на высококачественную технику. Всем же, кто просто любит конструировать и кого вполне устроят возможности самоделок, можно дать совет — собирайте, экспериментируйте, и вполне может быть, что вам удастся переплюнуть достижения описанных нами самодельных вариантов и создать гораздо более совершенные тепловизоры для охоты своими руками. Дерзайте!

Тем, кто не особо дружит с паяльником и отверткой, но очень любит проводить время на природе, а также тем, кому в профессиональных целях может пригодиться визуализация температурных свойств предметов в диапазоне от 0 до 100 °C, рекомендуется обратить внимание на готовое полупрофессиональное оборудование. Например, на смартфоны с тепловизором Flir One

Эти устройства вполне могут сослужить службу охотникам и путешественникам-экстремалам, поскольку удобны, мобильны, способны работать при температуре от 0 до 45 °C и высокой атмосферной влажности. И при этом стоимость такого устройства не намного отличается от затрат на всевозможные самоделки.