لقد اكتسبت أجهزة الاستشعار الحرارية دوراً رائداً في ثورة الإلكترونيات الحديثة.، مما يسمح بكل شيء بدءًا من كشف درجة الحرارة بدون تلامس وحتى إنشاء صور حرارية دقيقة. من بين جميع الطُرز المتاحة، مستشعر حراري بالأشعة تحت الحمراء MLX90640 تتميز بدقتها الكبيرة وحجمها الصغير وقدرتها على التكامل في العديد من المشاريع المهنية والشخصية.
في هذه المقالة سوف نخبرك كل ما تحتاج إلى معرفته عن MLX90640: كيف يعمل، وخصائصه التقنية الرئيسية، وتطبيقاته، ولماذا أصبح مرجعًا لعشاق الإلكترونيات والشركات الصناعية. إذا كنت تبحث عن معلومات واضحة ومفصلة ومفيدة، فتابع القراءة لأننا سنشرحها بدقة وعمق دون تعقيدات تقنية.
ما هو مستشعر الأشعة تحت الحمراء الحراري MLX90640؟
El MLX90640 إنه عبارة عن مستشعر تصوير حراري يعمل بالأشعة تحت الحمراء (IR) صُنع بواسطة شركة ميلكسيس. بخلاف أجهزة استشعار درجة الحرارة التقليدية، هذا الجهاز قادرة على قياس درجات الحرارة عن بعد ودون الحاجة إلى ملامسة الأجسام أو الأشياء. يستخدم مجموعة من 32 24 بكسل × التي تسمح لك بالتقاط التصوير الحراري من المنطقة أو السطح الموجود في مجال رؤيتك.
شكلها المضغوط و منخفضة التكلفة مما يجعله خيارًا مثاليًا لمجموعة واسعة من التطبيقات، بدءًا من دراسات الحرارة في المباني إلى أنظمة الأمن، وأتمتة المنزل، والمراقبة الصناعية، وعلوم المواطنين أو مشاريع البحث.
بالاعتماد على تقنية الأشعة تحت الحمراء، يمكن لـ MLX90640 الكشف عن التوزيعات الحرارية ورسم خرائط لها في الوقت الحقيقي، مما يُنتج صورًا حيث يتوافق كل بكسل مع درجة حرارة مختلفة. وهذا يُسهّل تصور واضح للتدرجات الحرارية حاضر في مكان الحادث.
الخصائص التقنية الرئيسية لـ MLX90640
المواصفات الفنية هي إحدى أهم مميزات هذا المستشعر. يتميز MLX90640 بـ مصفوفة الأشعة تحت الحمراء 32 × 24 بكسلأي 768 نقطة قياس درجة حرارة موزعة على سطح مستطيل. هذه الدقة، وإن كانت متواضعة مقارنةً بكاميرات التصوير الحراري الاحترافية باهظة الثمن، إلا أنها أكثر من كافية لمعظم تطبيقات المراقبة والتحليل والنماذج الأولية.
ومن بين أبرز ميزاته يمكنك أن تجد:
- مجال الرؤية (FOV): هناك إصدارات ذات زوايا مختلفة، والنماذج الأكثر شيوعًا هي 55 و 110 مجال الرؤية الأوسع يسمح لك بتغطية مساحات أكبر في آن واحد.
- الحساسية الحرارية (NETD): يتميز الطراز MLX90640 بـ فرق درجة الحرارة المكافئ للضوضاء يبلغ 0,1 كيلو جذر متوسط التربيع فقط عند معدل تحديث 1 هرتزوهذا يضمن قراءة دقيقة للغاية لدرجة الحرارة.
- واجهة الاتصالات: يتم الاتصال بشكل أساسي من خلال واجهة I2C، وهو مدعوم على نطاق واسع من لوحات مثل Arduino وRaspberry Pi وESP32. المستشعر قابل للتكوين في الوضع السريع، يدعم معدل بيانات يصل إلى 1 ميجا هرتز.
- سرعة التحديث: قابلة للبرمجة بين 0,5 هرتز إلى 64 هرتز (ما يعادل 0,25 إلى 32 إطارًا في الثانية)، مما يسمح لك بتعديل معدل أخذ العينات وفقًا لاحتياجات المشروع.
- توافق الجهد: يقبل جهد تشغيل 3.3 فولت و 5 فولت بفضل محول الجهد المدمج، فهو مثالي لمنصات التطوير المختلفة.
- الملحقات: بعض الإصدارات تأتي مجهزة بـ الكابلات المنتهية بموصلات DuPont الأنثوية لتسهيل الاتصالات.
بالإضافة إلى ذلك، يتوفر MLX90640 في مجموعة متنوعة من التنسيقات، من الوحدات الجاهزة للاستخدام إلى الإصدارات الأساسية للتكامل المباشر في اللوحات الإلكترونية الأكثر تعقيدًا.
كيف يعمل مستشعر الأشعة تحت الحمراء الحراري MLX90640؟
يعتمد تشغيل هذا النوع من المستشعرات على التقاط الأشعة تحت الحمراء المنبعثة بشكل طبيعي من الأجسامأي جسم بدرجة حرارة أعلى من الصفر المطلق يُصدر أشعة تحت الحمراء، وكلما زادت حرارته، زادت شدة هذا الإشعاع. يستخدم جهاز MLX90640 مجموعة كاشف الأشعة تحت الحمراء للميكروبولوميتر التي تلتقط هذه الانبعاثات وتحولها إلى إشارات كهربائية، والتي تتم معالجتها إلى بيانات رقمية لتمثيلها قيم درجة الحرارة.
يقيس كل بكسل في المصفوفة إشعاع مساحة صغيرة من مجال رؤيته. يُحوّل المستشعر هذه القياسات إلى قيم درجة حرارة السطح باستخدام خوارزميات داخلية. وبالتالي، تكون النتيجة مصفوفة البيانات والتي يمكن تفسيرها بصريًا على أنها صورة حرارية مشفرة بالألوان.
تسهل هذه القدرة على توليد الصور الحرارية إلى حد كبير المهام مثل كشف النقاط الساخنة (النقاط الساخنة)، تتبع تحركات الإنسان أو الحيوان، مراقبة العمليات الصناعية أو حتى مراقبة البيئات الحساسة.
التطبيقات الرئيسية لـ MLX90640
El مستشعر حراري بالأشعة تحت الحمراء MLX90640 لقد وجدت مكانها في العديد من القطاعات بفضل تنوعها وسهولة تكاملها.فيما يلي بعض التطبيقات الأكثر شهرة:
- قياس درجة الحرارة بدون تلامس ومراقبة العملية: مثالي للأنظمة التي لا يكون من الممكن أو الملائم فيها وضع أجهزة استشعار مادية على الأشياء، مثل الأحزمة الناقلة أو الأفران أو الآلات الصناعية.
- التصوير الحراري وكاميرات التصوير الحراري: مصفوفتها تسمح بالبناء أجهزة محمولة التي تولد صورًا حرارية في الوقت الفعلي، مفيدة في القطاع الكهربائي وفي البناء والتجديدات وكفاءة الطاقة والتقييمات.
- أجهزة الأمن والتحكم في الوصول: غالبًا ما يتم العثور على MLX90640 في كاميرات الأمان الذكية أو أنظمة التحكم في السعة أو مراقبة المحيط، حيث يمكنه اكتشاف الوجود والحركة حتى في الظلام الدامس.
- أتمتة المنزل والأتمتة الذكية: يتجه المزيد والمزيد من المنازل والمباني الذكية إلى أنظمة مراقبة البيئة القائمة على التصوير الحراري لتحسين استهلاك الطاقة، واكتشاف تسربات الحرارة أو ضبط تكييف الهواء تلقائيًا.
- مراقبة الجودة والصيانة التنبؤية: في المصانع والمرافق الكبيرة، يمكن أن تؤدي القدرة على اكتشاف ارتفاع درجة الحرارة أو الشذوذ الحراري إلى منع الأعطال وتحسين عمليات الإنتاج.
- الطب والصحة: تتوفر نماذج محمولة من مستشعر MLX90640 تعمل كمقاييس حرارة بالأشعة تحت الحمراء أو ككاميرات تشخيصية لمراقبة الحمى أو الالتهاب، وهي مفيدة بشكل خاص في إعدادات الفرز والرعاية السريعة.
- الروبوتات والمشاريع التعليمية: بفضل توافقه مع منصات مثل أردوينو، راسبيري باي، ESP32 أو STM32، هو خيار شائع لدى صناع القرار والمعلمين والطلاب الذين يتطلعون إلى تجربة الرؤية الحرارية.
كما ترى، فإن مرونة هذا المستشعر تجعله مفيدًا للمهام المهنية والمشاريع الترفيهية والتعليمية.
الإصدارات التجارية والوحدات والمجموعات المتاحة
أدت شعبية MLX90640 إلى ظهور العديد من وحدات التوصيل والتشغيل التجارية. يمكنك العثور على هذا المستشعر مدمجًا في الكاميرات الحرارية المحمولة، ومقاييس الحرارة الاحترافية بالأشعة تحت الحمراء، أو حتى لوحات التوسعة لأنظمة مثل Grove أو Pimoroni أو Adafruit.
تتضمن المجموعات عادةً المستشعر المثبت بالفعل على لوحة إلكترونية صغيرة، مع مخرجات بتنسيق دوبونت أو ما شابه ذلك. هذا يسمح بـ اتصال سريع وبدون لحام مع اللوحة الأم المفضلة لديك، مما يجعل التطوير والتجريب أسهل.
ومن بين أبرز الموديلات المتوفرة في المتاجر المتخصصة يمكنك أن تجد وحدات بعدسات مختلفة (مجال رؤية 55 درجة أو 110 درجة) وإصدارات محسنة لتسهيل دمجها في المشاريع التعليمية أو البحثية.
يتم تقديم MLX90640 في معظم متاجر التجزئة عبر الإنترنت، مثل Amazon وElectronlab وFunduino Shop وغيرها، بشكل مستقل وكجزء من الحلول الكاملة، مثل الكاميرات القابلة للارتداء مع شاشات LCD ووحدات USB والأجهزة المتصلة بالإنترنت للأشياء أو أتمتة المنزل.
توافق المنصة والميكروكنترولر
واحدة من نقاط القوة لهذا المستشعر هي التوافق الواسع مع منصات التطوير. و يعمل MLX90640 بشكل مثالي مع Arduino وRaspberry Pi وESP32 وSTM32 واللوحات المماثلة الأخرىويتم تحقيق ذلك من خلال استخدام واجهة I2C القياسية وتوافر مكتبات البرامج مفتوحة المصدر.
على سبيل المثال، إذا كنت ستستخدمه مع فطيرة التوتتوجد مكتبات في بايثون تتيح لك قراءة مصفوفة درجة الحرارة وتحويلها إلى صور بسهولة. وبالمثل، مع اردوينو o ESP32 يمكنك نشر التعليمات البرمجية بلغة C/C++ لالتقاط البيانات ومعالجتها وعرضها على الشاشة أو إرسالها إلى السحابة.
حقيقة أن المستشعر يقبل كليهما 3.3 فولت إلى 5 فولت يزيل معظم مشكلات التوافق الكهربائي، مما يجعله سهل الاستخدام حتى للمبتدئين في مجال الإلكترونيات.
المزايا مقارنة بحلول التصوير الحراري الأخرى
هناك العديد من البدائل المتاحة في السوق لكشف درجة الحرارة والحصول على صور حرارية، ولكن MLX90640 إنها تبرز لبعض الأسباب المحددة للغاية:
- منخفض الكلفة: لا يوجد العديد من كاميرات التصوير الحراري في هذا النطاق السعري التي توفر مثل هذه المصفوفة النقطية الكثيفة والأداء المماثل.
- سهولة التكامل: إن توثيقها وتوافقها مع الأجهزة والبرامج يجعلها سهلة الاستخدام حتى للمبتدئين.
- زمن انتقال منخفض واستجابة سريعة: إمكانية تعديل معدل التحديث (حتى 64 هرتز) يجعلها صالحة للتطبيقات في الوقت الحقيقي.
- التنوع: للحلول الثابتة والمتحركة، والمراقبة، والرعاية الصحية، والبحث، وما إلى ذلك.
علاوة على ذلك، فإن حقيقة إمكانية العثور عليه في العديد من المتاجر والوحدات العالمية تشكل ميزة كبيرة مقارنة بالحلول الملكية أو التي يصعب الوصول إليها.
اعتبارات الخصوصية واستخدام ملفات تعريف الارتباط في المتاجر عبر الإنترنت
أحد الأمور المثيرة للاهتمام التي تم اكتشافها عند تحليل البوابات المختلفة هو وجود إشعارات حول ملفات تعريف الارتباط وخيارات الخصوصية في معظم الأسواق الرئيسية مثل أمازون. عند شراء وحدات MLX90640 أو مكونات إلكترونية أخرى عبر الإنترنت، غالبًا ما تُستخدم ملفات تعريف الارتباط تحسين تجربة المستخدم مثل تخصيص الإعلانات أو جمع المعلومات حول التحسينات المحتملة للخدمة.
على سبيل المثال، على موقع أمازون، من خلال قبول ملفات تعريف الارتباط وخيارات الإعلان، فإنك تمنح الإذن لـ يتم استخدام البيانات الشخصية وبيانات التصفح ليس فقط لعرض إعلانات ذات صلة، بل أيضًا لتحسين المنتجات والتجارب المستقبلية. من المهم معرفة مكان شراء أجهزة الاستشعار ومراجعة سياسات الخصوصية لفهم البيانات التي قد يجمعونها عنك.
