Jak zrobić kamerę na podczerwień we własnym domu?
Najszybsza droga do kamery na podczerwień w domu to przeróbka zwykłej kamery przez usunięcie filtra IR oraz dodanie oświetlacza IR, ewentualnie budowa osobnego oświetlacza z diod IR LED; alternatywnie można użyć gotowej płytki wizyjnej i zewnętrznego promiennika [1][2][3][4]. Warto też wiedzieć, że kamera termowizyjna to zupełnie inne urządzenie rejestrujące ciepło, nie tylko obraz w ciemności [5][6].
Czym w praktyce jest kamera na podczerwień w domu?
W zastosowaniach domowych określenie kamera na podczerwień obejmuje trzy podejścia: kamerę nocną z wbudowanym lub zewnętrznym oświetlaczem IR, przerobioną webkamerę z usuniętym filtrem IR, a rzadziej kamerę termowizyjną do obserwacji rozkładu temperatur [1][7][6]. Usunięcie filtra w zwykłej kamerze zwiększa przepuszczanie promieniowania IR do sensora, co podnosi czułość na oświetlenie podczerwone [1][8]. Kamera nie widzi IR jako światła widzialnego, rejestruje odbite promieniowanie IR ze sceny [4].
Jak działa widzenie w ciemności z oświetlaczem IR?
Oświetlacz IR emituje promieniowanie podczerwone niewidoczne dla oka, które odbija się od obiektów i wraca do sensora kamery, dzięki czemu obraz pozostaje czytelny w ciemności [7][4]. W pełnej ciemności kamera wymaga własnego oświetlacza, ponieważ sam sensor bez źródła IR nie dostarczy użytecznego obrazu [7][4]. W praktyce stosuje się diody IR umieszczone wokół obiektywu lub w osobnym module doświetlającym scenę [4].
Do oświetlaczy stosuje się diody o długości fali 850 nm albo 940 nm, co wyznacza kompromis między zasięgiem a dyskrecją świecenia dla ludzkiego oka [4].
Jak przerobić zwykłą kamerę, aby widziała podczerwień?
Aby zwiększyć czułość na IR w typowej kamerze, demontuje się zespół optyczny, wyjmuje soczewkę i usuwa niewielki kolorowy element filtrujący będący filtrem IR, następnie składa całość i ustawia ostrość [1][8]. Taka modyfikacja omija filtr, który blokuje część podczerwieni, co poprawia rejestrowanie obrazu przy doświetleniu IR [1][8]. Materiały wideo pokazują ten proces krok po kroku, co ułatwia bezbłędny demontaż i ponowny montaż [9][8].
Po fizycznym usunięciu filtra należy zapewnić skuteczne doświetlenie, ponieważ przerobiona kamera bez oświetlacza IR nie nagra sceny w całkowitej ciemności [7][4]. W praktyce możliwe jest także dołożenie filtra przepuszczającego IR przed obiektywem oraz użycie źródła IR, aby selektywnie rejestrować obraz przy ograniczonym świetle widzialnym [10][4].
Jak zbudować prosty oświetlacz IR do kamery?
Do budowy prostego oświetlacza IR stosuje się popularne komponenty: diody IR LED, rezystor ograniczający prąd, przełącznik on off, źródło zasilania 9 V oraz płytkę uniwersalną do montażu [2]. Konstrukcja może wykorzystywać 8 diod IR i płytkę 80×50 mm, co ułatwia kompaktowe rozmieszczenie elementów [2].
Skuteczny schemat połączeń to cztery równoległe gałęzie, w każdej dwie diody IR szeregowo, z rezystorem 15 Ω i zasilaniem 9 V, sterowane przełącznikiem [2]. Diody należy dobrać pod względem długości fali, najczęściej 850 nm lub 940 nm, aby uzyskać pożądany zasięg i dyskrecję świecenia [4]. W gotowych systemach monitoringu takie diody często montuje się pierścieniowo wokół obiektywu lub jako osobny moduł skierowany w stronę sceny [4].
Jak przerobić źródło światła na niewidzialne dla oka?
Jeśli modyfikacja kamery nie jest konieczna, można przekształcić standardowe źródło światła w źródło IR przez wymianę białych LED na diody IR LED tego samego rozmiaru, co zapewnia oświetlenie niewidoczne dla oka, a użyteczne dla kamery [4]. Po wymianie istotne jest dobranie długości fali 850 nm lub 940 nm, ponieważ wpływa to na skuteczność doświetlenia w kadrze [4].
Czy kamera termowizyjna to to samo?
Kamera termowizyjna nie jest tym samym co przerobiona kamera IR do widzenia w ciemności. Urządzenie termiczne rejestruje rozkład temperatur obiektów na podstawie własnego promieniowania cieplnego, więc nie wymaga zewnętrznego oświetlacza IR [5][6]. W domowych pracach nad widzeniem nocnym kluczowe jest zatem rozróżnienie między techniką odbitego IR a obrazowaniem cieplnym [5][6].
Z czego zbudować kompletny, tani zestaw wizyjny IR?
Do stworzenia kompletnego zestawu przydatne są: zwykła kamera lub webkamera, możliwa do przeróbki przez usunięcie filtra IR, źródło IR w postaci diod lub promiennika, elementy zasilania z rezystorami i okablowaniem oraz obudowa i mocowania dla stabilnego montażu [1][2][3][4]. Tanie moduły, takie jak ESP32-CAM, pozwalają zestawić prosty system monitoringu z transmisją obrazu, zyskując większą elastyczność rozmieszczenia oświetlacza [3][4].
Skuteczność zestawu zależy od jakości usunięcia lub obejścia filtra IR oraz od mocy i rozmieszczenia diod IR LED. Im lepiej usunięty filtr, tym większa czułość kamery na oświetlenie podczerwone, natomiast im solidniejszy i lepiej rozłożony oświetlacz, tym czytelniejszy obraz w ciemności [1][2][4].
Jak poprawnie uruchomić i wyregulować cały układ?
Po zmontowaniu układu należy precyzyjnie wyregulować ostrość po demontażu i ponownym osadzeniu optyki, a następnie przetestować działanie w ciemnym pomieszczeniu z aktywnym oświetlaczem IR [1][4]. W celu ograniczenia wpływu światła widzialnego można zastosować filtr przepuszczający IR przed obiektywem i kontynuować testy z właściwym doświetleniem, aby uzyskać wyraźny obraz sceny [10][4].
Najczęstsze powody słabego obrazu i jak je wyeliminować?
Najczęstsze przyczyny niskiej jakości to brak lub zbyt słaby oświetlacz IR, niepełne usunięcie filtra IR albo niewłaściwy dobór długości fali diod do sceny, co ogranicza zasięg lub dyskrecję [1][2][4]. Poprawa polega na starannym demontażu i złożeniu optyki, zwiększeniu liczby i mocy diod IR LED oraz odpowiednim rozmieszczeniu źródła IR względem obiektywu i obserwowanej sceny [1][2][4].
Podsumowanie
Domowa kamera na podczerwień powstaje przez połączenie przerobionej kamery bez filtra IR z właściwie wykonanym oświetlaczem IR lub przez użycie modułu wizyjnego z zewnętrznym promiennikiem, przy uwzględnieniu doboru diod 850 nm albo 940 nm i poprawnej regulacji optyki [1][2][3][4]. Jeśli celem jest rejestrowanie ciepła, należy wybrać kamerę termowizyjną, ponieważ technika IR do widzenia w ciemności opiera się na rejestracji odbitego promieniowania, a nie rozkładu temperatur [5][6].
Źródła informacji
- https://esero.kopernik.org.pl/wp-content/uploads/2019/12/04.-Robimy-kamer%C4%99-na-podczerwie%C5%84.pdf
- https://clubaurora.org/%D0%BD%D0%B0%D0%BF%D1%80%D0%B0%D0%B2%D0%B8-%D1%81%D0%B8-%D1%81%D0%B0%D0%BC/%D0%BD%D0%B0%D0%BF%D1%80%D0%B0%D0%B2%D0%B8-%D1%81%D0%B8-%D1%81%D0%B0%D0%BC-%D0%BA%D0%B0%D0%BC%D0%B5%D1%80%D0%B0-%D0%B7%D0%B0-%D0%BD%D0%BE%D1%89%D0%BD%D0%BE-%D1%81%D0%BD%D0%B8%D0%BC%D0%B0%D0%BD%D0%B5/
- https://manuals.plus/pl/instructables/super-cheap-security-camera-with-esp32-cam-manual
- https://polpatron.pl/pl/aktualnosci/oswietlacz-podczerwieni-do-kamer-czym-jest-i-jak-dziala/
- https://powszechnasamoobrona.pl/domowa-kamera-na-podczerwien-czy-mozna-ja-zrobic-samodzielnie/
- https://www.rentbud.pl/wiedza/kamera-termowizyjna-mozliwosci-zastosowania
- https://solidsecurity.pl/blog/jak-dziala-promiennik-podczerwieni-w-kamerach
- https://www.youtube.com/watch?v=XQvaZG0wsnw
- https://www.youtube.com/watch?v=i-7oGcNvLpA
- https://www.youtube.com/watch?v=jGJi5T6hn8c
TermoSwiat.pl to zespół ekspertów i pasjonatów, którzy dzielą się praktyczną wiedzą o nowoczesnym, energooszczędnym budownictwie. Dostarczamy rzetelne informacje o izolacji, ogrzewaniu, domach pasywnych i termowizji, pomagając świadomie wybierać ekologiczne i ekonomiczne rozwiązania. Stawiamy na sprawdzone porady, wsparcie na każdym etapie inwestycji oraz partnerskie podejście – bo wierzymy, że ogrzewamy wiedzą.