Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Temperatursensormatrix (Günstige Wärmebildkamera zur Fehlersuche für den Hobbyelektroniker)


von Jonny O. (-geo-)


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Hallo zusammen,

Mit Temperatursensoren kann man ja durchaus Auflösungen erzielen, welche 
im mK (oder darunter) Bereich liegen. Hat schonmal jemand mit dem 
Gedanken gespielt eine Matrix aus Sensoren auf eine PCB zu löten und 
diese dann per ADC auszulesen und die Werte graphisch darzustellen um 
ein Wärmebild zu generieren?

Ich dachte daran, dass man diese Sensor-PCB dann z.B. relativ dicht 
(wenige mm) über eine def. Leiterplatte halten könnte um dann Fehler 
aufzuspüren (die Fokussierung wäre dann auch kein großes Problem)

Mir gehts erstmal nur um den Gedanken an sich. Vielleicht ist das auch 
eine Schnapsidee für die Tonne ;-).

Ich denke es gibt folgende Knackpunkte:

- Fokussierung
- termische Isolation der Sensoren zur PCB (Wärme fließt ab).
- Kosten pro Sensor
- Größe des Sensors (0603 oder 0402 oder...)

Grüße,

: Bearbeitet durch User
von Klaus (Gast)


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So etwas in dieser Art

https://www.sparkfun.com/products/13233

MfG Klaus

von BluePrint (Gast)


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Als erster Ansatz zum Experimentieren würde ich Dioden (1N4148 o. ä.) 
nehmen. Die sind willig & billig und man kann sehen wie weit der obige 
Gedanke trägt.

von Christian H. (ch-hunn)


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Ohne entsprechende Optik aus Germanium wirst du kein gescheites Bild 
erhalten, da die Wärmequelle ohne Optik jeden Sensor anstrahlt.
Vergleiche das mit einer Lichtquelle, die ein Blatt Papier anstrahlt.

von Bernd K. (prof7bit)


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Christian H. schrieb:
> Ohne entsprechende Optik aus Germanium wirst du kein gescheites Bild

Wie ist das eigentlich: könnte man sich nicht auch mit etwas 
gebräuchlicheren Materialien (z.B. aus den Beschaffungsquellen der 
Amateurastronomie-Szene) eine geeignete Optik komplett aus Spiegeln 
basteln?

von MiWi (Gast)


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Bernd K. schrieb:
> Christian H. schrieb:
>> Ohne entsprechende Optik aus Germanium wirst du kein gescheites Bild
>
> Wie ist das eigentlich: könnte man sich nicht auch mit etwas
> gebräuchlicheren Materialien (z.B. aus den Beschaffungsquellen der
> Amateurastronomie-Szene) eine geeignete Optik komplett aus Spiegeln
> basteln?

Man könnte viel wenn das man groß genug ist.

Und wenn Du dann genug "könntest" zusammengesammelt hast kaufst Du dir 
eine der frei erhältlichen und gar nicht so tueren Wärmebildkameras und 
arbeitest damit.

Grüße

MiWi

von Christian H. (ch-hunn)


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Bernd K. schrieb:
> Wie ist das eigentlich: könnte man sich nicht auch mit etwas
> gebräuchlicheren Materialien (z.B. aus den Beschaffungsquellen der
> Amateurastronomie-Szene) eine geeignete Optik komplett aus Spiegeln
> basteln?

Leider nicht.
IR Strahlung verhält sich optisch anders, als man es sich im sichtbaren 
Bereich gewohnt ist und erwarten würde.

So ist eine Wärmequelle hinter einer Glasscheibe für eine WBK 
unsichtbar:
Du siehst nur eine Reflektion der "kalten" Umgebung, obwohl die Scheibe 
mehrere Hundert Grad heiss ist. Mit dem Auge siehst du aber das Feuer 
dahinter, die Wärmestrahlung ist auf der Haut ebenfalls gut fühlbar.

Dazu kommt noch, dass du eine möglichst hohe optische Auflösung 
brauchst, um eine Fehlersuche auf einer Platine machen zu können. Dass 
ein Bauteil zu warm wird, lässt sich locker mit dem Finger oder am 
Geruch erkennen. Eine kurzgeschlossene Leiterbahn an einer 
strombegrenzten Quelle zu entdecken und von anderen zu unterscheiden 
bringt sogar meine auf E8 gehackte E4 Flir an die Leistungsgrenze 
(320x240 Pixel)

von Falk B. (falk)


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@ Klaus (Gast)

>https://www.sparkfun.com/products/13233

Nett, aber für DEN Preis gibt das Gesamtgerät plug & play.

http://www.flir.de/flirone/display/?id=69324

Da könnte man bestenfalls darüber nachdenken, den IR-Filter von einem 
billigen CMOS-Kameramodul zu entfernen. Allerdings sieht man damit keine 
langwellige Wärmestrahung, nur kurzwelliges IR von Fernbedienungen etc. 
:-0

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Recht preisgünstig dürften die fertigen Thermopile Arrays von Heimann 
sein:
http://heimannsensor.com/products_imaging.php

Das sind im Prinzip viele Thermosensoren a la IR Thermometer, bloss eben 
schon als Matrix.
Unten auf der Seite ist ein Demo Video. Leider ist der grosse Sensor 
immer noch in der Entwicklung - schon eine ganze Weile.

von Bernd K. (prof7bit)


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Christian H. schrieb:
> So ist eine Wärmequelle hinter einer Glasscheibe für eine WBK
> unsichtbar:
> Du siehst nur eine Reflektion der "kalten" Umgebung,

Deswegen dachte ich ja an metallbedampfte Parabolspiegel, z.B. aus nem 
kleinen alten Newton-Teleskop.

von Falk B. (falk)


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@Christian Hunn (ch-hunn)

>Dazu kommt noch, dass du eine möglichst hohe optische Auflösung
>brauchst, um eine Fehlersuche auf einer Platine machen zu können. Dass
>ein Bauteil zu warm wird, lässt sich locker mit dem Finger oder am
>Geruch erkennen.

Eben.

> Eine kurzgeschlossene Leiterbahn an einer
>strombegrenzten Quelle zu entdecken und von anderen zu unterscheiden
>bringt sogar meine auf E8 gehackte E4 Flir an die Leistungsgrenze
>(320x240 Pixel)

https://www.mikrocontroller.net/articles/Fehlersuche#Kurzschl.C3.BCsse_finden

von Christian H. (ch-hunn)


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von Bernd K. (prof7bit)


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Christian H. schrieb:
> Falk B. schrieb:
>> https://www.mikrocontroller.net/articles/Fehlersuc...
>
> Interessante Methode, muss ich mal ausprobieren.

Funktioniert ausgezeichnet, selbst schon einige Male angewendet.

Und was ich mir auch noch mal irgendwann basteln werde (wenn ich mal 
Zeit habe, also wahrscheinlich nie) ist ein kleiner Fluxgate-Sensor, 
damit müssten sich auch schon Ströme im zweistelligen mA-Bereich 
nachweisen lassen. Sowas gibts übrigens auch fertig zu kaufen (aber 
exorbitant teuer: 
http://de.rs-online.com/web/p/oszilloskop-stromzangen/7377192/)

von Jonny O. (-geo-)


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Okay - bei den Preisen für entsprechende Kameras lohnt es sich wirklich 
nicht sowas selber zu bauen.

Mal eine etwas kuriose Idee: Könnte man nicht eine weiche Matte mit 
einer Thermofarbe überziehen, welche je nach Temperatur ihre Farbe 
verändert?

Man nimmt dann diese Matte und drückt sie auf die Leiterplatte 
(Bauteilformen pressen sich in die Matte). Anschließend wird die Matte 
abgezogen und man fotografiert das Ergebnis. Eine Software wertet die 
Farbvariationen aus und ordnet sie einer Temperatur zu... :-D

: Bearbeitet durch User
von Falk B. (falk)


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@ Jonny Obivan (-geo-)

>Mal eine etwas kuriose Idee: Könnte man nicht eine weiche Matte mit
>einer Thermofarbe überziehen, welche je nach Temperatur ihre Farbe
>verändert?

Die wäre viel zu unempfindlich. Dein Finger ist deutlich sensibler und 
höher auflösend.

von Bernd K. (prof7bit)


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Falk B. schrieb:

> Die wäre viel zu unempfindlich. Dein Finger ist deutlich sensibler und
> höher auflösend.

Also mein kleinster Finger misst immer noch mehr als 10mm im 
Durchmesser, also größer also so manche Platine mit der ich zu tun habe. 
immerhin kann man damit aber wenigstens grob abschätzen ob es eher am 
einen oder doch eher mehr zum anderen Ende hin warm wird, nur die ganz 
großen Brocken wie QFN 24 kann man wirklich einzeln anfassen ;-)

von Magnus M. (magnetus) Benutzerseite


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Christian H. schrieb:
> Eine kurzgeschlossene Leiterbahn an einer
> strombegrenzten Quelle zu entdecken und von anderen zu unterscheiden
> bringt sogar meine auf E8 gehackte E4 Flir an die Leistungsgrenze
> (320x240 Pixel)

Eine FLIR (Modell weiß ich gerade nicht auswendig) machte mich vor 
einiger Zeit auf eine Lötbrücke (+3V3-GND) auf der Unterseite einer 
zwölf(!)lagigen Platine mit 6 vollflächigen Supply Layern aufmerksam. 
Wohl gemerkt: Ich habe mit der FLIR auf die Oberseite draufgehalten. 
Man muss nur den Messbereich (Min/Max) passend einstellen.

von Hot (Gast)


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