نظرة عامة:

عند عمل دائرة الكترونية أو اختبار تصميم جديد للأجهزة ، غالبًا ما يميل البعض إلى التحقق مما إذا كانت المكونات على اللوحة تزداد سخونة عن طريق لمسها. حيث يمكن أن ترتفع درجة حرارة هذه المكونات إلى 80 درجة مئوية، وبذلك يصعب التحقق منها عن طريق اللمس.

سوف يقودنا هذا المشروع الى بناء مسدس درجة الحرارة باستخدام Arduino ومستشعر درجة حرارة الأشعة تحت الحمراء. وسيتم بناء هذه المسدس الحراري باستخدام جهاز استشعار درجة حرارة عدم الاتصال يسمى MLX90614؛ وبالطبع لا يمكن استخدامه لقياس درجات حرارة المكونات فحسب ، بل يمكن استخدامه أيضًا لقياس درجة حرارة الجسم ودرجة حرارة السطح والتهوية الحرارية وغير ذلك الكثير.

 

مكونات المشروع:

 

MLX90614

تم تصنيع مستشعر MLX90614 بواسطة نظام Melexis Microelectronics Integrated ، ويحتوي على جهازين مدمجين فيه ، أحدهما كاشف الأشعة تحت الحمراء الحراري ويسمى (وحدة الاستشعار) والآخر عبارة عن جهاز DSP لتكييف الإشارة ويسمى (الوحدة الحسابية). حيث يعمل وفقًا لقانون Stefan-Boltzmann الذي ينص على أن جميع الكائنات تنبعث منها طاقة الأشعة تحت الحمراء وأن كثافة هذه الطاقة ستكون متناسبة بشكل مباشر مع درجة حرارة هذا الجسم. وتقيس وحدة الاستشعار في المستشعر مقدار طاقة الأشعة تحت الحمراء المنبعثة من كائن مستهدف وتحولها الوحدة الحسابية إلى قيمة درجة الحرارة باستخدام ADC مدمج 17 بت، وبالتالي تخرج البيانات من خلال بروتوكول اتصالات I2C.

 

ما هي المسافة بين المستشعر والكائن؟

أحد الأسئلة التي تتبادر على الذهن هي مسافة القياس بين المستشعر والكائن. يتم إعطاء قيمة هذه المسافة من خلال مصطلح مجال الرؤية (FOV) ، بالنسبة لهذا المستشعر، فإن مجال الرؤية حوالي 80 درجة.

يمكننا التفكير في مدى الاستشعار ليكون على شكل مخروطي من وجهة الاستشعار كما هو مبين أعلاه. لذلك ، نظرًا لأننا بعيدون عن جسم القياس ، تزداد مساحة الاستشعار بمقدار ضعفين. مما يعني ذلك ان لكل 1 سم نبتعد عن الجسم الذي تنمو به منطقة الاستشعار 2 سم. في هذا المسدس الحراري تم وضع صمام ثنائي ليزر أعلى المستشعر لمعرفة أين تشير منطقة الاستشعار في المستشعر حاليًا.

 

مخطط المشروع:

نظرًا لأن Fritzing Software لم يدعم جزءًا من مستشعر MLX90614 ، فقد تم استخدام الملاحظة لذكر اتصالاتها كما هو موضح أعلاه ،كما تم استخدام مصباح LED باللون الأحمر بدلاً من صمام ثنائي ليزر. يتم تشغيل الدائرة بأكملها بواسطة بطارية 9V من خلال زر ضغط. عند الضغط عليه، يتم توصيل بطارية 9V بدبوس RAW في Arduino والذي يتم تنظيمه بعد ذلك على 5V باستخدام منظم الجهد. ثم يتم استخدام 5V لتشغيل وحدة OLED ، وأجهزة الاستشعار وديود الليزر.

 

تصميم غلاف مسدس الحرارة:

يتضمن التصميم جزأين ، أحدهما الجزء العلوي الذي يعمل كجسم المسدس والذي يضم وحدة التحكم في Arduino و OLED و Sensor و الصمام الثنائي ليزر. والآخر هو الجزء السفلي الذي يعمل بمثابة مقبض للمسدس الذي يضم البطارية وزر الضغط. يعمل زر “ضغط” هنا كمشغل. كما هو موضح في النموذج أدناه.

للمزيد من المعلومات حول تصميم الغلاف الخارجي والشيفرة البرمجية اضغط هنا