Kamera za tople reči

Verjetno ste že videli kak film, v katerem tajni agenti s posebnimi toplotnimi kamerami zlobneže opazujejo kar skozi stene? In prebirajo vtipkane kode PIN z alarmnih naprav in bankomatov?

No, z našo kamero se tega ni dalo početi, a to še ne pomeni, da se nismo zabavali!

Therm-App izraelskega izdelovalca Opgal je razširitveni modul za pametne telefone s sistemom Android, ki telefon spremeni v solidno termo kamero. Kamera zaznava intenzivnost infrardeče svetlobe, ki je prek Stefanovega zakona povezana s temperaturo predmetov. Kamera podpira vse telefone, ki imajo Android različice vsaj 4.1 in priključek USB-OTB, ki skrbi tako za napajanje kot za prenos slike. Kamera sama ni velika in tehta manj kot 150 g, ima pa spono, s katero jo privijemo na ohišje telefona (podpira širine telefonov 5,8–10 cm, montaža na tablice na tak način pa ni mogoča). Tako je delo z njo precej lažje, kamera pa ima tudi navoj za pritrditev na klasični stativ.

Nočni pogled na ulico

Tudi pogled na spodnjo stran prenosnega računalnika odkriva topel izpuh ventilatorjev.

Tipkovnica delujočega prenosnega računalnika. Na levi strani izpuh ventilatorjev.

Še topel disk.

Avtomobil dve uri po ustavitvi motorja

Največ izgub toplote v hiši se pridela skozi okna.

Kamera ima za namene termovizije solidno ločljivost 384 × 288 pik, sliko pa osvežuje s frekvenco 8,7 Hz (da, slik na sekundo) in deluje v dolgovalovnem infrardečem območju z valovnimi dolžinami 7,5–14 μm. Velikost tipala je 3,2 × 2,4 mm, kar ustreza 1/4-palčnemu tipalu in je podobnih velikosti, kot jih najdemo v nekaterih telefonih. Objektiv ima goriščno razdaljo 6,8 mm, kar zadošča za zajem kota 55 × 41 stopinj (to ustreza objektivu 32 mm na kamerah formata Leica). Tak širok kot je primeren za pregledno termično fotografijo, za bližnje posnetke pa je na voljo še dodatni 19 mm objektiv (90 mm v formatu Leica). Oba objektiva je treba ostriti ročno. Razpon temperatur, ki jih tipalo lahko pomeri, je med 5° in 90° C, to je dovolj za običajno rabo, seveda pa bo za industrijske namene treba poiskati kaj primernejšega, a verjetno tudi precej dražjega. Kamera se ponaša s termično ločljivostjo NETD pod 0,07 K, kar je tudi precej solidno, sploh za takšno škatlico. Pohvaliti je treba solidno majhno porabo 0,5 W, kar pomeni, da kamera ne bo takoj izpraznila akumulatorja v telefonu.

Preizkus kamere se zdi enostaven – iz trgovine Google Play je treba prenesti ustrezno aplikacijo Therm-App, povezati telefon in kamero, slednjo usmeriti v tople stvari in voilà. A tam se svet zanimivosti šele začne. Ker ljudje infrardečega sevanja ne zaznamo (razen kot občutka toplote), začenjamo videti tudi na prvi pogled neopazne stvari. Tako kamera zazna topla tla, ki jih segreva talno gretje, čeravno so tla le kako stopinjo toplejša od okolice. Prav tako je mogoče zaznati, katera električna naprava se najbolj greje, in odkriti razlike v učinkovitosti posameznih polnilcev. Kamera zazna tudi toploto, ki smo jo pustili na predmetu še kako minuto po tem, ko se ga ne dotikamo več. To smo preizkusili tudi na bankomatu, a ugotovili, da prebiranje pina s termo kamero ni tako enostavno. Bankomati imajo namreč kovinske tipke, ki zelo dobro prevajajo toploto. Toplote nam zaradi dotika tipke ni uspelo zaznati. Precej drugačna pa je zgodba pri plastičnih tipkovnicah, saj je toploti odtis navzoč dlje časa, zato je treba biti pri rabi takih tipkovnic previden.

Čemu omejitve

Ob branju članka ste verjetno opazili, da so te kamere prav nesramno drage, obenem pa zmorejo le prav nesramno nizke ločljivosti, mar ne? Razloga za to sta dva.

Četudi termo kamere niso čudežno vohunsko orodje, so precej uporabne za vojaške namene, na primer za nočno vizijo tako vojakov kot strojev. Zato je izvoz kamer iz ZDA in zaveznic precej strogo omejen – tako glede ločljivosti (do 640 × 512 pik) kot glede hitrosti osveževanja (do 9 Hz).

Ker toplotne kamere izkoriščajo svetlobo daljših valovnih dolžin kot običajne kamere, seveda potrebujejo namenska tipala. In ker potrebe po toplotnih kamerah ne dosegajo tistih za običajne, pri njih ni tako bliskovitega razvoja pa tudi ne takih prodajnih količin.

Poleg termovizije kamera omogoča tudi nočno vizijo, ki je pravzaprav le termo slika s prilagojeno (sivinsko) barvno paleto. A za razliko od ojačevalcev svetlobe je prednost takega nočnega pogleda v tem, da je ne motijo močni izvori svetlobe. Čeprav se zdi ta možnost le igračka, je v popolni temi pravzaprav presenetljivo uporabna. Predmete jasno vidimo na zaslonu in gibanje po sobi ali terenu ni nemogoče. No, v sobah kmalu spoznamo, da veliko predmetov prav dobro zrcali infrardečo svetlobo in v odsevu kakšne omare lahko zagledamo tudi sebe. V nasprotju s holywoodskim mitom pa kamera ne vidi skozi predmete. Že pogled skozi običajno steklo je misija nemogoče, da bi videli skozi stene, pa je mogoče le v filmih.

Prsti ne puščajo odtisov na bankomatu.

Na žalost se kmalu pokažejo tudi omejitve kamere in predvsem priložene programske opreme. Z aplikacijo je sicer mogoče zajeti slike in filme, spreminjati barvno lestvico, emisivnost (ta je za natančne meritve temperature zelo pomembna, saj je od nje odvisen delež s sevanjem oddane toplote in razbrane temperature) in podobno. Natančno temperaturo je mogoče odčitati le na sredini slike, ne pa tudi drugje. Naslednja ovira je, da se v zaznano sliko ne zapišejo podatki o temperaturah in je takšno sliko kasneje nemogoče analizirati, kot to, recimo, počnejo kamere FLIR, kjer se temperaturna lestvica zapiše kot metapodatek, ki ga je mogoče pozneje tudi uporabiti. Toda glede na to, da slika s Therm-App vsebuje te podatke (le vizualno), je takšna izboljšava najbrž stvar nadgradnje programske opreme.

Video

O kameri smo posneli tudi video prispevek, ki si ga lahko ogledate na tem naslovu: www.monitor.si/thermapp

Therm-App je zanimiva kamera, ki lahko pride prav pri zaznavanju energijskih izgub, tako pri pregledu izoliranosti poslopja kot pri iskanju skrivnih izgub v sračjih gnezdih električnih kablov in napajalnikov, ki nam danes vladajo v svetu IT.  

Therm-App

Termo kamera

Izdeluje: therm-app.com.

Cena: Okoli 1600 dolarjev.

Posodil: Infocona, www.slr.si

✓    Natančna kamera, nočni pogled.

✗    Omejen razpon temperatur, ni možnosti naknadne analize slik.