在辦公室、商場、購物中心等入口處掃描溫度已成為應(yīng)對當(dāng)前 Covid19 大流行的“新常態(tài)”。雖然可以使用手持紅外溫度計來測量每個進(jìn)入大門的人的溫度并在筆記本上手動記錄下來，但這并不是最有效的方法。

　　因此，在這個項目中，我們將使用 Arduino 設(shè)計一個壁掛式紅外溫度計，可以簡單地固定在墻上并保持開啟狀態(tài)。每個進(jìn)入場所的人都可以通過走到這個紅外溫度傳感器來掃描他們的溫度，它將測量個人的溫度并將其顯示在 LCD 上。除此之外，它還會在 SD 卡上以 Excel 格式記錄員工/訪客的時間和溫度。在此項目中添加 RFID 閱讀器或條形碼掃描儀也很容易，以檢測員工的姓名并根據(jù)他的姓名記錄溫度和時間。這樣，設(shè)備也可以作為考勤系統(tǒng)，因為時間也會被記錄下來。有意思吧?。∷宰屛覀冮_始吧……

　　壁掛式紅外測溫儀所需材料

　　Arduino納米

　　MLX90615

　　TCRT5000

　　DS3231 實時時鐘模塊

　　16*2液晶

　　SD卡模塊

　　蜂鳴器

　　紅色 LED

　　綠色 LED

　　性能板

　　1K、4.7K、10K 電阻器

　　10K電位器

　　DC 筒式千斤頂

　　12V 1A 直流電源適配器

　　LED 安裝支架

　　金屬外殼和螺絲

　　壁掛式數(shù)字紅外溫度計電路圖

　　數(shù)字紅外溫度計的完整原理圖如下所示。它可能看起來像一個復(fù)雜的電路，但其中大多數(shù)是簡單的接口電路。

　　MLX90615 非接觸式紅外溫度傳感器：電路中最重要的元件是非接觸式溫度傳感器 MLX90615。我們之前在我們的智能手機紅外溫度計項目中使用了相同的傳感器。該傳感器的工作原理是所有熱物體（包括人）都會發(fā)出紅外線，紅外線的強度將與物體的溫度成正比。因此，傳感器通過測量物體發(fā)出的紅外線來測量物體的溫度。MLX90615 是一款數(shù)字紅外溫度傳感器，這意味著它有自己的內(nèi)部電路來測量來自物體的紅外光并將其直接轉(zhuǎn)換為溫度值?？梢允褂?I2C 通信讀取此輸出溫度，MLX90615 的引腳如下所示。

　　TCRT5000 IR 接近傳感器：我們設(shè)備上的下一個傳感器是 TCRT5000 IR 接近傳感器。該傳感器用于檢測是否有人將手放在傳感器前面。這是一個簡單的接近傳感器，我們之前在許多項目中都使用過，比如我們之前建造的遙控 Arduino Car。但在這個項目中，我們更有效地使用它來解決紅外傳感器的陽光問題。

　　TCRT5000 作為 IR 傳感器可能會被陽光錯誤地觸發(fā)，因為太陽光線也包含 IR 光線。為避免陽光造成的誤觸發(fā)，我們將紅外接收器 LED 連接到 Arduino 的模擬端口，將紅外發(fā)射器連接到數(shù)字引腳。這樣，我們可以在紅外發(fā)射器打開時測量紅外接收器接收到的紅外信號，并在紅外發(fā)射器關(guān)閉時再次測量它。取這兩個值之間的差異將有助于我們找到環(huán)境中的噪聲，從而避免誤觸發(fā)。

　　DS3231 RTC 模塊： DS3231 RTC 模塊用于跟蹤時間和日期。RTC 模塊有自己的內(nèi)置電池，因此即使關(guān)閉電源，設(shè)備也會記住時間。但是，我們必須在第一次使用它之前設(shè)置正確的時間。我們不會在本文中討論如何做到這一點。DS3231 還與 I2C 引腳通信，因此連接到 MLX90615 的相同引腳。但是，兩個模塊都有不同的 I2C 地址，因此我們不必?fù)?dān)心信號干擾。

　　SD 卡模塊： SD 卡模塊用于將 SD 卡與我們的 Arduino 微控制器連接。它用于將掃描的溫度和時間值保存在文本文件中。該模塊使用 SPI 通信協(xié)議，因此我們已將其連接到 Arduino 的 SPI 引腳，如上圖所示。

　　16x2 LCD 顯示屏： LCD 顯示屏用于顯示溫度和時間值。這是一個簡單的16x2 字母數(shù)字 LCD 顯示器，我們在許多其他項目中都使用過。

　　LED 和蜂鳴器：最后，我們有用于輸出指示的 LED 和蜂鳴器。如果溫度正常，蜂鳴器會隨著綠色 LED 發(fā)出一次嗶聲，并且蜂鳴器會隨著紅色 LED 發(fā)出多次嗶聲表示高溫。

　　如您所見，電路圖沒有什么很復(fù)雜的，我們只是直接將模塊與Arduino連接起來。除此之外，我們幾乎沒有用于 LED 和蜂鳴器的電阻器用作限流電阻器，而 I2C 總線上的其他 4.7k 歐姆電阻器用于上拉電阻器。我們還有一個連接到 LCD 的電位器來調(diào)節(jié) LCD 的對比度。

　　在性能板上構(gòu)建電路

　　從主圖中可以看出，這個想法是在金屬板外殼內(nèi)使用這個電路。所以上面顯示的完整電路被焊接到一個穿孔板上。確保使用電線留出足夠的距離來安裝 LCD、LED、傳感器和蜂鳴器。我使用了兩個 perf 板，一個用于放置 Arduino nano、DS3231 和所有無源組件，另一個用于兩個傳感器（MLX90615 和 TCRT500），根據(jù)您的安裝外殼，您可以以不同的方式焊接它。我的穿孔板焊接到 LCD 和傳感器模塊如下所示。

　　安裝 MLX90615、DS3231 和 SD 卡所需的庫

　　現(xiàn)在硬件已準(zhǔn)備就緒，是時候開始對我們的 IR 數(shù)字溫度計進(jìn)行編程了。此項目的完整代碼在本頁末尾提供，但在我們開始之前，將所需的庫添加到您的 Arduino IDE 非常重要。確保從下面的鏈接中添加正確的庫，否則代碼在編譯時會拋出錯誤。

為壁掛式溫度計編程 Arduino?

添加所需庫后，您可以直接上傳本頁底部給出的代碼，以檢查電路是否正常工作。如果您想知道代碼是如何工作的，請繼續(xù)閱讀...

像往常一樣，我們通過添加所需的頭文件并定義引腳名稱來開始程序。

?

#define 嗡嗡聲 5
#定義綠色 3
#定義紅色 4
#include 
#include "DS3231.h"
#include "MLX90615.h"
#include 
#include  //SPI 通信庫（預(yù)加載到 Arduino 中）
#include  //SD 卡庫（預(yù)加載到 Arduino 中）

?

然后我們有兩個主要的全局變量，必須根據(jù)您的應(yīng)用程序進(jìn)行調(diào)整。第一個變量是“error_correction”，它是溫度值加上 MLX90615 傳感器的原始值。盡管 MLX90615 傳感器經(jīng)過工廠校準(zhǔn)，但我注意到它的值比原始值非常低，因此我必須添加error_correction值才能獲得可靠的讀數(shù)。我用我的手持儀表來校準(zhǔn)這些值。但經(jīng)過校準(zhǔn)后，我發(fā)現(xiàn)傳感器在所有范圍內(nèi)都非常可靠。下一個變量是Range_sensitive，此值用于確定觸發(fā)我們的設(shè)備之前該人應(yīng)該離多近。我使用了 200 的值，但如果你想增加范圍，你可以減小這個值。

?

浮動error_correction = 4；//將此添加到實際值
int Range_sensitivity = 200; //減小這個值來增加范圍

?

繼續(xù)我們的代碼，我們有Initialize SD Card函數(shù)，用于打開與 SD 卡的 SPI 通信，并在 SD 卡內(nèi)創(chuàng)建一個名為“Temp_Log.text”的文件。然后我們也將打開這個文件并寫下日志的標(biāo)題。在這里，我們記錄日期、時間和溫度，因此我們相應(yīng)地命名標(biāo)題。在 setup 函數(shù)執(zhí)行期間，該函數(shù)只會被調(diào)用一次。

?

無效 Initialize_SDcard()
{
  // 查看卡是否存在并且可以初始化：
  如果（！SD.begin（芯片選擇））{
    Serial.println("卡失敗，或不存在");
    // 不要再做任何事情了：
    返回;
  }
   // 打開文件。請注意，一次只能打開一個文件，
  // 所以你必須在打開另一個之前關(guān)閉這個。
  文件 dataFile = SD.open("Temp_Log.txt", FILE_WRITE);
  // 如果文件可用，則寫入它：
  如果（數(shù)據(jù)文件）{
    dataFile.println("日期、時間、溫度"); //寫入excel文件的第一行
    數(shù)據(jù)文件.close();
  }
}

?

然后我們有寫入 SD 卡功能，用于將實際值記錄到我們剛剛創(chuàng)建的文本文件中。每次讀取新讀數(shù)時都會調(diào)用此函數(shù)。日志記錄的格式將以逗號分隔，例如“日期、時間、溫度”，示例日志將類似于“19.08.2020,10:45:17,35.6”。它可能有點難以閱讀，但這種格式稱為逗號分隔值，它可以很容易地被 Excel 打開和理解。使用 SD 卡進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄與我們之前構(gòu)建的Arduino 數(shù)據(jù)記錄器項目非常相似。

?

無效 Write_SDcard()
{
    // 打開文件。請注意，一次只能打開一個文件，
  // 所以你必須在打開另一個之前關(guān)閉這個。
  文件 dataFile = SD.open("Temp_Log.txt", FILE_WRITE);
  // 如果文件可用，則寫入它：
  如果（數(shù)據(jù)文件）{
    dataFile.print(rtc.getDateStr()); //在SD卡上存儲日期
    數(shù)據(jù)文件.print(","); //使用“，”移動到下一列
    dataFile.print(rtc.getTimeStr()); //在SD卡上存儲日期
    數(shù)據(jù)文件.print(","); //使用“，”移動到下一列
    dataFile.print（溫度）；//在SD卡上存儲日期
    數(shù)據(jù)文件.println(); //行尾移動到下一行
    數(shù)據(jù)文件.close(); //關(guān)閉文件
  }
  別的
  Serial.println("OOPS!! SD 卡寫入失敗");
}

?

繼續(xù)編寫代碼，我們有初始化設(shè)備的void setup函數(shù)。我們只是在 LCD 上顯示一些介紹信息，并初始化 SD 卡以供使用。這里沒有什么很嚴(yán)重的解釋。

?

無效設(shè)置（）{
  序列號.開始（9600）；
  rtc.begin();
  lcd.begin(16, 2);
  lcd.print("溫度掃描儀");
  lcd.setCursor(0,1);
  lcd.print("電路文摘");
  pinMode（2，輸出）；
  pinMode（嗡嗡聲，輸出）；
  pinMode（紅色，輸出）；
  pinMode（綠色，輸出）；
  mlx.開始（）；
  數(shù)字寫入（嗡嗡聲，低）；
  數(shù)字寫入（紅色，低）；
  數(shù)字寫入（綠色，低）；
  初始化_SDcard();
}

?

接下來，在void 循環(huán)函數(shù)中，我們的代碼還獲取當(dāng)前時間和日期并在 LCD 上更新。然后我們打開連接到 IR 發(fā)射器 LED 的數(shù)字引腳 2，并在連接 IR 接收器 LED 的 A7 中執(zhí)行模擬讀取。然后我們再次重復(fù)此操作，關(guān)閉 IR LED。這有助于我們測量紅外傳感器的噪聲和噪聲+信號值。然后我們只需從 Noise+Signal 值中減去 Noise 值即可得到 Signal 的值。

?

lcd.setCursor(0,1);
 lcd.print("日期：");
 lcd.print(rtc.getDateStr());
  數(shù)字寫入（2，高）；// 打開紅外燈
  延遲微秒（500）；// IR LED 的正向上升時間
  Noise_P_Signal=analogRead(A7); // 從 A0 讀取值 => 噪聲+信號
  數(shù)字寫入（2，低）；//關(guān)閉紅外LED
  延遲微秒（500）；// IR LED 的下降時間
  噪聲=模擬讀?。ˋ7）；// 從 A0 讀取值 => 僅噪聲
  信號 = 噪聲 - Noise_P_Signal；

?

信號值將告訴我們在不受人周圍陽光影響的情況下，人與 TCRT5000 IR 傳感器的距離有多近。然后通過比較這個信號值和噪聲值，我們將觸發(fā)我們的溫度計讀取溫度值并將其存儲在 SD 卡中。如果溫度正常，綠色 LED 會亮起，如果溫度高，紅色 LED 會亮起。

?

if (Signal>Range_sensitive && Noise >500) //dec. 增加憤怒的信號
{
   數(shù)字寫入（嗡嗡聲，高）；
  如果（觸發(fā)器 == 真）
   Serial.println("開始")
   數(shù)字寫入（2，低）；//關(guān)閉紅外傳感器以避免干擾。
   for (int i=1; i<=3; i++)
   {
   溫度 = (mlx.get_object_temp()) + error_correction;
   Serial.println(溫度,1);
   延遲（150）；
   }
數(shù)字寫入（嗡嗡聲，低）；
  lcd.clear();
  lcd.setCursor(0,0);
  lcd.print("溫度：");
  lcd.print（溫度，1）；
  lcd.setCursor(0,1);
  lcd.print("保存到 SD 卡");
 寫_SD卡（）；

?

　　壁掛式溫度計外殼 - 組裝

　　在測試了硬件和代碼之后，我們可以將我們的項目組裝在一個永久性的外殼中，以將其安裝在一個設(shè)施中。為此，我們設(shè)計并制造了一個鈑金外殼。該設(shè)計考慮了項目中使用的 LCD 顯示器、LED 和其他組件的尺寸。然后將設(shè)計帶到激光切割車間，根據(jù)設(shè)計對鈑金進(jìn)行切割和折彎。最后，它被用于粉末涂層以改善美學(xué)外觀并覆蓋金屬部件。

　　收到外殼后，我們只需將 LCD、DC 連接器和 LES 安裝到相應(yīng)的插槽中即可。確保電子部件與金屬外殼絕緣良好。上圖顯示了組裝電子設(shè)備的外殼的底部和頂部。組裝完成后，外殼看起來像下面這樣。

　　壁掛式數(shù)字紅外測溫儀測試

　　組裝完成后，是時候測試設(shè)備了。我們使用外部 12V 1A 適配器為設(shè)備供電并將設(shè)備安裝在墻上。

　　如您所見，默認(rèn)情況下設(shè)備將顯示時間和日期。如果有人走到設(shè)備傳感器前或伸出手，它會讀取人的溫度并顯示在屏幕上，如下圖所示。它還將在 SD 卡上存儲與時間和日期相同的值。

　　一天結(jié)束后，當(dāng)所有溫度讀數(shù)都完成后，可以使用側(cè)面的插槽從設(shè)備中取出 SD 卡。只需將此 SD 卡連接到計算機，您就會找到一個名為Temp_Log.text的文件，其中包含設(shè)備獲取的所有溫度值。我在測試期間創(chuàng)建的錄制文件如下所示。

　　如您所見，在這樣的記事本上不容易讀取這些值。因此，最好使用 Microsoft Excel 打開文件。只需將其作為 CSV 文件打開并使用逗號作為分隔符。excel 文件將像這樣打開我們的數(shù)據(jù)。

/*帶 SD 記錄的壁掛式溫度掃描儀
* 網(wǎng)站：circuitdigest.com
* 代碼：B.Aswinth Raj
*/
浮動error_correction = 4；//將此添加到實際值
int Range_sensitivity = 200; //減小這個值來增加范圍
#define 嗡嗡聲 5
#定義綠色 3
#定義紅色 4
#include
#include "DS3231.h"
#include "MLX90615.h"
#include
#include //SPI 通信庫（預(yù)加載到 Arduino 中）
#include //SD 卡庫（預(yù)加載到 Arduino 中）
DS3231 實時時鐘（SDA，SCL）；//RTC通過I2C連接
液晶液晶（9、8、14、15、16、17）；// 用接口引腳的編號初始化庫
MLX90615 mlx = MLX90615();
常量 int 芯片選擇 = 10; //SD卡CS引腳連接到Arduino的引腳4
詮釋噪音；
整數(shù)信號；
int Noise_P_Signal；
布爾觸發(fā)器=真；
浮動溫度；
浮動 pvs_溫度；
無效 Initialize_SDcard()
{
// 查看卡是否存在并且可以初始化：
如果（！SD.begin（芯片選擇））{
Serial.println("卡失敗，或不存在");
// 不要再做任何事情了：
返回;
}
// 打開文件。請注意，一次只能打開一個文件，
// 所以你必須在打開另一個之前關(guān)閉這個。
文件 dataFile = SD.open("Temp_Log.txt", FILE_WRITE);
// 如果文件可用，則寫入它：
如果（數(shù)據(jù)文件）{
dataFile.println("日期、時間、溫度"); //寫入excel文件的第一行
數(shù)據(jù)文件.close();
}
}
無效 Write_SDcard()
{
// 打開文件。請注意，一次只能打開一個文件，
// 所以你必須在打開另一個之前關(guān)閉這個。
文件 dataFile = SD.open("Temp_Log.txt", FILE_WRITE);
// 如果文件可用，則寫入它：
如果（數(shù)據(jù)文件）{
dataFile.print(rtc.getDateStr()); //在SD卡上存儲日期
數(shù)據(jù)文件.print(","); //使用“，”移動到下一列
dataFile.print(rtc.getTimeStr()); //在SD卡上存儲日期
數(shù)據(jù)文件.print(","); //使用“，”移動到下一列
dataFile.print（溫度）；//在SD卡上存儲日期
數(shù)據(jù)文件.println(); //行尾移動到下一行
數(shù)據(jù)文件.close(); //關(guān)閉文件
}
別的
Serial.println("OOPS!! SD 卡寫入失敗");
}
無效設(shè)置（）{
序列號.開始（9600）；
rtc.begin();
lcd.begin(16, 2);
lcd.print("溫度掃描儀");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("電路文摘");
pinMode（2，輸出）；
pinMode（嗡嗡聲，輸出）；
pinMode（紅色，輸出）；
pinMode（綠色，輸出）；
mlx.開始（）；
數(shù)字寫入（嗡嗡聲，低）；
數(shù)字寫入（紅色，低）；
數(shù)字寫入（綠色，低）；
初始化_SDcard();
}
無效循環(huán)（）{
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("時間：");
lcd.print(rtc.getTimeStr());
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("日期：");
lcd.print(rtc.getDateStr());
數(shù)字寫入（2，高）；// 打開紅外燈
延遲微秒（500）；// IR LED 的正向上升時間
Noise_P_Signal=analogRead(A7); // 從 A0 讀取值 => 噪聲+信號
數(shù)字寫入（2，低）；//關(guān)閉紅外LED
延遲微秒（500）；// IR LED 的下降時間
噪聲=模擬讀?。ˋ7）；// 從 A0 讀取值 => 僅噪聲
信號 = 噪聲 - Noise_P_Signal；
if (Signal>Range_sensitive && Noise >500) //dec. 增加憤怒的信號
{
數(shù)字寫入（嗡嗡聲，高）；
如果（觸發(fā)器 == 真）
Serial.println("開始");
數(shù)字寫入（2，低）；//關(guān)閉紅外傳感器以避免干擾。
for (int i=1; i<=3; i++)
{
溫度 = (mlx.get_object_temp()) + error_correction;
Serial.println(溫度,1);
延遲（150）；
}
數(shù)字寫入（嗡嗡聲，低）；
lcd.clear();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("溫度：");
lcd.print（溫度，1）；
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("保存到 SD 卡");
寫_SD卡（）；
如果（溫度>38）
{
數(shù)字寫入（紅色，高）；
數(shù)字寫入（嗡嗡聲，高）；
延遲（5000）；
}
別的
{
數(shù)字寫入（綠色，高）；
延遲（1000）；
}
觸發(fā)器=假；
}
別的
{
延遲（100）；
觸發(fā)器=真；
數(shù)字寫入（13，低）；
Serial.println("position_error");
}
數(shù)字寫入（紅色，低）；
數(shù)字寫入（嗡嗡聲，低）；
數(shù)字寫入（綠色，低）；
}

?