Для чего можно использовать самодельный тепловизор
Любые живые и неживые объекты с температурой поверхности выше нуля излучают тепло. Различить его невооруженным взглядом нельзя, поскольку речь идет о свечении в инфракрасном диапазоне. Но зато увидеть такое излучение позволяет специальный прибор — тепловизор. Он предоставляет цветную картинку, где теплые объекты выделены цветами от фиолетового до красного в зависимости от конкретной температуры.
Стоимость профессиональных тепловизоров довольно высокая, но полезный прибор можно сделать самостоятельно из старой техники, например, из цифрового фотоаппарата.
Важно! Устройство будет менее функциональным, чем покупное, но с главной задачей справится. Тепловизор может пригодиться для нескольких целей
Тепловизор может пригодиться для нескольких целей.
- Контроль за утечками тепла. При помощи прибора можно оценить качество теплоизоляции и выяснить, где именно наблюдаются резкие температурные перепады.
- Диагностика утечки энергии. Тепловизор поможет установить слабые места электроприборов, понять, где происходит излишний нагрев проводников, вызванный плохим контактом.
- Ночное видение. Тепловизор из старого фотоаппарата может оказаться очень полезным на темной улице или в лесу, поскольку поможет обнаружить людей и теплые объекты.
Также устройства инфракрасного спектра применяют в машиностроении, металлургии, в медицине и при спасательных операциях. Но здесь речь идет уже о профессиональных приборах с высоким уровнем надежности и расширенным функционалом.
Как укрыться от тепловизора — самый простой способ
Если между человеком и тепловизором находится преграда, которая медленно нагревается, прибор не сможет распознать объект. Но так происходит далеко не всегда (рисунок 2).
На самом деле скрыться от тепловизора можно, причем весьма легким и доступным способом.
Как бы парадоксально это не звучало, но самая простая и доступная защита от прибора — это костюм Гилли. Отечественные военные называют его «лешим» или «кикиморой». Обычно такая экипировка используется снайперами для маскировки на местности.
Так почему человека в таком костюме нельзя заметить на тепловизоре? Все дело в том, что в костюме Гилли, кроме основы, прилегающей к телу, есть наружная маскировочная мишура. Она крепится к основе, но напрямую с телом не контактирует. Именно этот наружный слой и будет скрывать человека от инфракрасного излучения, так как маскировка не соприкасается с телом и не нагревается.
Рисунок 2. Маскировочный костюм Гилли — один из простых способов укрыться от тепловизора
Многие считают этот тезис спорным, хотя на практике все зависит от модели и степени новизны тепловизора, а также качества самого маскировочного костюма.
Альтернативные варианты
Все остальные альтернативные варианты маскировки основаны на использовании материалов, которые либо не поглощают тепло, либо отражают его (рисунок 3).
Рисунок 3. Альтернативные варианты маскировки работают не всегда
На открытой местности в качестве защиты используют несколько вариантов. Первый — фольга. Этот вариант хоть и имеет право на существование, но все же существенно уступает костюму Гилли. Многие тепловизоры распознают фольгу, но вот увидеть под ней человека не смогут. Эти данные использовал один американец, который создал специальный маскировочный плащ со слоем фольги. Правда, практические испытания этого изобретения еще не до конца завершены, поэтому и эффективность способа не подтверждена.
Второй вариант используют военные. Его суть заключается в ношении специального защитного костюма, созданного по новейшим технологиям. Принцип «работы» костюма можно сравнить с хамелеоном, но он подстраивается под окружающую среду не по цвету, а по температуре. За счет этого граница между прохладным окружением и теплом человеческого тела становится размытой, и тепловизор не видит объект.
Еще больше информации о тепловизорах и способах укрытия от них можно узнать из видео.
https://youtube.com/watch?v=7rO5rDXENmU
Поделиться
- 100
2.12.2020
1 896
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
Самодельный тепловизор своими руками
Наверное, каждый страйкболист и не только, в глубине души мечтает о крутом тепловизоре или хотя бы ПНВ. Однако ценник настолько заоблачный, что мечты зачастую остаются лишь мечтами. Однако, соратник по хобби пошел дальше и все-таки собрал тепловизор своими руками. О том, сколько стоит самодельный тепловизор и стоит ли овчинка выделки – в этой статье.
Статья в тему: ПНВ смоими руками.
Грустная история со счастливым (пока) концом. Началось все в далеком прошлом, года два, а то и три назад.. ) Голубая мечта розового детства – тепловизор.
Всячески гуглил разные авиты с ебеями и в один прекрасный день стал обладателем тепловизионной охранной уличной камеры. “Внутре у ней” оказался модуль TAU 2 буржуйской фирмы FLIR, с разрешением 320х240 и частотой 9 Hz с объективом 25 мм.
В первый же день, прибежав на работу, раскрутил гермобокс, извлек модуль и подключил питание и монитор – восторгам не было предела, пока не оторвал провод питания и чуть не уронил монитор – система оказалась не очень мобильна. Из загашника были извлечены видеоочки, купленные недорого на авито “на всякий случай, пусть будут” и пара банок аккумуляторов 18650, скрутил все это армированным скотчем. Полученное чудо можно было с натягом назвать тепловизионным биноклем.
Вдоволь насмотревшись на горячие трубы, теплые светильники на потолке и пробегающих мимо сотрудников, счастливый побежал домой.
Дома достав прибор со словами “жена, глянь какая штука, всяко лучше шубы” щелкаю выключателем на приборе и вижу.. а ничего не вижу – не кажет.. Повырывав лишние волосы в разных местах и с надеждой, что просто где-то провод плохо припаял, утром пошел на работу. Собственно всякой фигней именно на работе и занимаюсь.
Читать также Лазерные прицелы для пистолетов от Sightmark
Короче, как выяснилось позже, с помощью друга-мегаэлектронщика Никиты – сдох модуль, практически весь. В течении, наверное, года свыкался с мыслью “не жили богато – нех*й начинать” – детальки к модулю теоретически где-то есть и так же теоретически их можно купить, а на практике сначала долго кормили завтраками а потом ответили “а мы не можем в Россию посылать такие высокотехнологические детальки”..
Вопрос решился неожиданно, брат мегаэлектронщика плотно общается с братьями китайцами, и я пересекся с ним случайно, слово за слово, он – “а какие детальки то нужны?” отправляет в китай электрическое письмо, и через две недели приходит полный ремкомплект.
Починили, короче, модуль.
Смотал я опять бинокль из скотча и для теста съездил на игру “колтан”, все было замечательно и просто офигительно, кроме того, что врага видишь, а стрелять не получается.. )
Возникла мысль переделать это все в прицел, и тут моим проэктом заинтересовался еще один друг, Александр, который поел всех собак в округе на тему порисовать в 3D и попилить нарисованное на ЧПУшечке.
Сначала много рисовали, обсуждали, думали, снова рисовали.
В результате склонились к варианту максимально похожему на буржуйский монокуляр фирмы ATN, который можно использовать как прицел. Ну и бонусом прикрутили сверху крепление под коллиматорный “доктер” и рельсу сбоку – пусть будет.
Собственно, после этого Александр выточил детали корпуса из люминия, с небольшим запасом в количестве четырех комплектов.. ) Еще одну детальку, точнее две, горловину с крышечкой батареечного отсека мне выточил просто гениальный, с золотыми руками человек Валерий. (обязательно посмотрите его работы на tehnari.ru нифига не реклама, он в ней не нуждается)
Ну и потихоньку начал собирать все в кучу.
Читать также Как настроить бинокль?
Изготовил всякие нужные мелочи, типа клавиатуры.
Дорисовали и допилили кронштейн.
Рекомендуем купить Естественно сразу попримерял все это на автомат
замечательно смотрится.
Дальше нужен был небольшой крестик в середине экрана – всетаки прицел.. ) Не прошло и полгода как мегаэлектронщик Никита сделал к тепловизору модуль питания и генератор прицельной марки, оно же показывает батарейку и меняет вид перекрестья.
В результате – почти сбылась мечта.. )) Осталось дождаться когда Александр выточит пуансон с матрицей для изготовления резинового хлястика на крышечку батареечного отсека, к слову, клавиатура была изготовлена так же, прессованием и вулканизацией, из сырой резины. Материал взят из оригинального топика на желтой.
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:
- Фиксации ИК излучения.
- Преобразования его в температурные величины.
- 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.
Изготовление термопары.
Изготовление термопары труда большого не представляет. Для этого берём два отрезка проволоки, добытую ранее константановую и любую медную, желательно близких по диаметру, скручиваем их вместе с одного конца на расстояние 0,5 — 1,0 см. Именно эту скрученную часть проволок мы и будем сваривать.
Сваривать термопары в домашних условиях удобно способом, который был описан ранее вот в этой статье. Для лучшего контакта проволок термопары со сварочным крокодилом, можно обмотать элементы будущей термопары проводом, чуть ниже скрутки, прижать к проводу от трансформатора плоскогубцами, и коснуться самой скрутки угольным электродом. Напряжение для надёжной сварки подобрать опытным путём.
У нас должен получиться на конце скрученных вместе проводов, оплавленный шарик (или подобие его), который и есть термопара.
Скрученные ранее провода нужно будет аккуратно раскрутить до места сварки, это на всякий случай, чтобы исключить их замыкание между собой, и надеть на них изоляционные трубочки, в качестве которых можно использовать фторопластовую оболочку от проводов.
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.
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:
- Видео и фотокамеры. По утверждениям «специалистов» достаточно демонтировать особый фильтр и оборудование может превратиться в тепловизор для охоты. Своими руками это можно сделать с помощью паяльника и небольшой доработки конструкции.
- Web-камера. Дополнительно приобретаются компоненты, позволяющие устройству работать в ИК диапазоне.
- Покупка девайсов для смартфонов.
Для анализа целесообразности подобных переделок следует узнать порядок работы и возможные последствия изменения конструкционной схемы.
О том, как выбрать хороший бинокль для охоты, читайте здесь.
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:
- Чувствительность матрицы в фото или видеоустройстве не рассчитана для восприятия инфракрасного диапазона. Т.е. ее нужно будет заменить на соответствующую.
- Для работы специальной матрицы необходима особая система охлаждения, которой нет в бытовой технике.
- Программное обеспечение не позволит правильно обработать изображение – потребуется перепрошивка.
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.
Переделка Web-камеры
Альтернативным вариантом является изготовление устройства, регистрирующего тепловое излучение животных, из Web-камеры. Работоспособность подобной самоделки на практике не проверялась – удалось найти только теоретическую схему.
- плата Anduro, преобразующая аналоговый сигнал в цифровой для дальнейшей обработки;
- два серводвигателя, необходимых для горизонтального и вертикального смещения камеры;
- температурный датчик MLX90614;
- лазерная указка и камера.
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:
- чувствительность – 70 mK;
- задекларированная дальность обнаружения – до 550 м, но при отсутствии тумана и большого количества тепловых объектов;
- есть цветовая подсветка.
Стоимость подобной модели составляет 17 500 рублей.
https://youtube.com/watch?v=yZvcnkFmx4Y
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.
Рейтинг самых лучших тепловизоров для охоты 2021 года
Цена у хороших тепловизоров для охоты высокая и вполне сравнима со стоимостью топовых винтовок. Но возможности тоже очень широкие, поэтому при наличии финансов лучше выбрать устройства из списка премиальных.
Dedal Venator
Тепловизионный прицел представляет увеличение в 2 или 4 крата, работает на частоте 50 Гц и обладает разрешением 384 на 288 пикселей. Быстро включается, отлично выдерживает отдачу мощного оружия, оснащен пятью вариантами прицельной сетки. Есть видеовход для подключения записывающего устройства.
Цена на тепловизор Venator стартует от 320000 рублей
Fortuna General One 6s
Тепловизор с матрицей 640 на 480 точек дает приближение 1,7 крата и четкое детализированное изображение. Предоставляет возможность цифровой настройки, которая не сбивается под воздействием отдачи. Среди минусов охотники отмечают быстрый расход аккумулятора, автономность у прибора невысокая.
Купить тепловизионный прицел Fortuna можно от 369000 рублей
Pulsar Helion XQ50F
Тепловизор от известного бренда предоставляет плавное увеличение 4,1-16,4 крат и цифровой зум. Его стоит выбрать для применения ночью, в дождь и туман. Девайс позволяет записывать видео на встроенный рекордер. В приборе есть дальномер, определяющий расстояние до объекта.
Цена ИК-девайса Helion начинается от 190000 рублей
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.
https://youtube.com/watch?v=oN6PZcdBz_w
https://youtube.com/watch?v=nwr_moxiBY8
https://youtube.com/watch?v=HL5KFOlVboU
Что такое тепловизор для смартфона
Стандартный тепловизор для телефона имеет размер небольшого мр3-плеера. Особенность устройства – это оснащение разъемом microUSB, с помощью которого он устанавливается на гаджет под управлением iOS или Android. В таком дополнении уже установлена камера, которая при высоком разрешении матрицы имеет два вида работы: стандартный режим и для смартфона.
Фирменная программа тепловизор для Андроид или гаджет от Apple предоставляет возможность не только видеть картинку в таком режиме, но и делать снимки для дальнейшего просмотра. При таких свойствах смартфон с тепловизором может использоваться не только в частных, но и коммерческих сферах. Матрица камеры устройства обеспечивает полноценное изображение.
Технология
Тепловизор работает по стандартному принципу, как и профессиональное оборудование этой категории. Инфракрасная камера фиксирует изображение и улавливает тепловые излучения (ИК сигналы), преобразуя в электронный сигнал. Телефон с дополнительным девайсом показывает температуру объектов, а дальность действия камер очень велика. Мобильный тепловизор с установленным магниевым датчиком может ловить температуру на расстоянии более километра. Цена гаджета на этот показатель не влияет.
Некоторые модели устройства работают как от обычного аккумулятора смартфона, так и от встроенного. Автономность гаджета на Айфон или Андроид делает его мобильным. Синхронизация с гаджетом осуществляется с помощью lightning разъема (для iphone) или microUSB (тепловизор на Андроид). Фиксация температуры осуществляется во всем диапазоне – от 0 до 100 градусов по Цельсию и более.
Сферы применения
- Использование на охоте. С помощью компактных тепловизоров можно выслеживать и видеть животных даже в тумане, во время дождя или в лесу за сотни метров.
- Применение при работе с утеплением (коммерческое использование). Индикаторы точно определяют места потери тепла.
- Развлечение. Учитывая, что купить устройство можно за несколько сотен долларов, этот вариант станет полезным и ярким презентом для вашего друга или близкого человека (такой подарок всегда будет выглядеть дорого и презентабельно).
