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DIY一款600元的热成像电路板故障定位仪

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DIY一款600元电路板热成像故障分析仪
项目背景
电子板件在设计、元器件选型、生产及使用过程中都可能会引入导致电路板故障的因素,其中短路占电子板件故障的比率最大。电子板件短路后短路点会异常发热,电子维修工程师根据这一特性采用手摸、熏松香和热成像等办法来定位短路点。前两种因成本低廉应用最为广泛,热成像由于设备成本太高,普及程度最低。
热成像定位精准,不会造成维修人员受伤也不会产生残留物,无疑是一种最佳的短路故障定位方法。为此我们设计一款低成本热成像故障分析仪。
项目需求分析
随着手机产业的发展电路板集成度越来越高,其中电阻电容等元器件已经达到01005封装。由于电子元器件发热后会传导给附近的电路板,所以能够分辨1mmX1mm足以满足电路板短路故障定位需求。
各封装尺寸对照表
封装
长(mm
宽(mm
封装
长(mm
宽(mm
01005
0.4
0.2
0805
2.0
1.25
0201
0.6
0.3
1206
3.2
1.6
0402
1.0
0.5
1210
3.2
2.5
0603
1.6
0.8
1812
4.5
3.2






目前千元以下热成像传感器分辨率主要有以下分辨率:
型号
分辨率
价格
单像素分辨对应视野尺寸及物距
0.5mmX0.5mm
物距
1mmX1mm
物距
MLX90640
32X24
169
16mmx12mm
20mm
32mmx24mm
40mm
HTPA32X32
32X32
179
16mmx16mm
29mm
32mmx32mm
58mm
HTPA80X64
80X64
799
40mmx32mm
55mm
80mmx64mm
110mm
MI0801
80X62
490
40mmx31mm
50mm
80mmx62mm
100mm





综合分析,MLX90640和HTPA32X32分辨率太低,实际使用效果无法达到设计需求。在综合成本考虑,选用MI0801作为热成像器件。

MI0801是MERIDIAN公司的热成像传感器,参数如下所示
传感器
类型
长波红外LWIR
IR波长
8~14um
分辨率
80(H)X62(V)
制造工艺
45UM
最大帧率
25FPS
温度精度
±0.5~1
镜头角度
45°
机械快门
温度
工作温度
0~80
最佳被测温度范围
-20~150
最大被测温度
-40~1000
电气特性
供电电压
3.3V
功耗
<50mW
封装
传感器尺寸
13mmX13mmX11mm
光学镜片
  
在淘宝上找到一款成品模块价格520,如下图所示。做工还不错,而且是USB 接口的。经过与商家的沟通,上位机软件是配送的,手机端也有示例程序,拿到就可以使用。果断下单。
下单后2天收到货,顺利开箱。

连接电脑后,先来个自拍。

看起来还是比较精细,眼镜架轮廓都可以看出来,衣领轮廓也可以区分。
找个电路板试试效果。找个电路板是一块二维码扫描板,最小元器件尺寸为0402的。

看看热成像的效果吧
加个螺丝刀定位故障的效果,黑色的为头部直径3mm的螺丝刀。
  

目前来看这个方案还是可行的。
后面就设计机械结构了。

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