Publié le 13 janvier 2015 - par

FéziToiMême : Un projecteur infrarouge pour la caméra de votre Raspberry Pi

iluuminateur_250pxPas facile de trouver un projecteur infrarouge adapté à la caméra infrarouge du Raspberry Pi…
Après de vaine recherches, Lionel a eu… une illumination ! 😉 : Construire lui-même son projecteur infrarouge.
DIY (Do It Yourself) disent nos amis anglo-saxons. FéziToiMême dirons nous… Si vous avez besoin de ce genre d’illuminateur IR je vous invite à suivre la description de Lionel, à qui je laisse la parole

Description du besoin

Lionel avait besoin d’un illuminateur infrarouge permettant de filmer la nuit au moyen d’une caméra PiNoIR… Ne parvenant pas à dégoter sur les différents sites qu’il visite le modèle dont il rêve (portée d’une vingtaine de mètres, faible consommation, adaptable mécaniquement sur la carte de la caméra du Raspberry Pi et… pas trop cher !),  en désespoir de cause, il décide de passer à l’action et de construire lui-même cet illuminateur introuvable par ailleurs.

Le Principe

Une carte « fille » supportant les LEDs et les résistances vient se fixer sur la caméra par un système de « bretelles » et… c’est tout

Juste 8 composants

illuminateur_LED_600pxPas plus ! Avec 4 LED infrarouges de 5mm et 4 résistances on a vite fait le tour de la question.

Le matériel

1

Tout le matériel nécessaire sur une image !

  • un bout de plaquette à bandes perforée
  • un connecteur de haut parleur de vieux pc (récup) découpé pour ne garder que 3 emplacements de broche
  • deux bouts de fil rigide pour les straps (en fait, il n’en faut que deux mais m’étant planté dans les découpes de bandes cuivrées, il m’en a fallu 4)
  • 4 résistances de 330 ohms
  • 4 diodes infra-rouge 5mm
  • 4 réflecteurs pour les diodes (optionnel mais utile)
  • 1 bout de plaque de plastique

Où trouver tout ça ?

Lionel a trouvé son matériel (LEDs et réflecteurs) sur des sites de vente en ligne :

LED_IR2C’est ce modèle qu’a choisi Lionel.  Il les a  reçues très vite (4 jours environ). Ce sont des 150mW avec un angle de 30°, donc elles éclairent bien. Il en existe d’autres, moins chères, mais attention aux caractéristiques…

LED_IRCelles-ci sont deux fois moins chères sur e-bay mais elles ne sortent que 60mW pour le même angle d’éclairage et la différence est flagrante ! Je les avais reçu en 3 jours et elles avaient servi à réaliser le premier prototype de l’illuminateur.

Il ne faut donc pas systématiquement acheter au moins cher, il faut bien comparer. 😉

Les réflecteurs proviennent également d’une boutique internet :

reflecteur

Ils viennent simplement se glisser sur la LED et tiennent par leur élasticité.

reflecteur2Très efficaces (voir photos en fin d’article) ce sont également les éléments les plus chers de ce montage… Trouvés sur ebay ils ont été livrés en 2 jours.

Un connecteur de récupération

Pour ce qui est de connecter le montage au GPIO du Raspberry Pi (en fait juste sur l’alimentation….)  c’est le connecteur de haut-parleur d’un vieux PC qui a été récupéré pour cet usage. Le connecteur « speaker » est un modèle pour 4 fils que j’ai découpé pour ne garder que 3 « trous ». Celui qui ne comporte pas de fil se positionne côté carte SD ou micro SD et sert de détrompeur, même si ici l’utilité d’une telle précaution n’est que toute relative.

3

L’assemblage terminé : les résistances sont soudées sous la carte, côté pastilles en cuivre.

Concernant le connecteur, il faut remarquer que le fil noir est à gauche et le rouge au centre quand l’inscription est visible. Ce n’est pas un hasard. A l’autre extrémité, un bout de gaine thermo-rétractable empêche les fils de se détorsader. Tout connecteur de ce type est éligible pour alimenter l’illuminateur. Il faudra bien vous assurer que les fils sont connectés au bon endroit sur le GPIO…

Montage des composants

2Vous voyez ci-dessus la plaque à bandes découpée ainsi qu’une petite plaque tirée du morceau plastique et dont le haut est plié en crochets. pi_camera_module_09Attention à l’emplacement du capteur de la caméra et de sa diode LED rouge (photo ci-dessus) : il faut penser à découper un dégagement dans le plastique pour libérer le passage.

4Voici maintenant les « crochets » et une vue partielle de dos de l’ensemble. La plaque de plastique est fixée à la partie électronique par un bout de double-face. L’ensemble est juste « clipsé » sur la Caméra Pi.5 L’ensemble tient parfaitement en place sur la caméra.

7La photo montre une partie du bordel sur mon bureau… heu l’ensemble Raspbery Pi plus caméra 🙂 (note de framboise314 : je te rassure -ou pas- Lionel, c’est encore pire sur mon bureau 🙁 )

Connexion au GPIO

8

Positionnement du connecteur : il se place sur les trois premières broches du GPIO. Ainsi branché, le fil noir est bien au 0V et le rouge au +5V

La connexion au GPIO se résume à mettre en place le connecteur sur les trois premières broches, du côté du bord de la carte. Attention de ne pas décaler le connecteur et de bien veiller à ce que le « trou » soit connecté sur la broche 2, celle qui se trouve en haut du connecteur GPIO, côté bord de la carte…

connexion_600px

Branchement de l’illuminateur IR sur le GPIO. Valable pour le modèle B et le modèle B+

Et la lumière (noire) fut !

6Cette photo montre les LEDs « allumées ». En effet elles émettent un tout petit peu de lumière bleutée en plus des infrarouges. Mais ne vous y trompez pas, un fort faisceau d’infrarouges est émis mais reste invisible. Ne regardez surtout pas en face et de près ces LEDs lorsqu’elles sont allumées, il y a DANGER pour vos yeux !

C’est efficace ?

img-sans-reflecteurLa photo ci-dessus est réalisée sans les réflecteurs (on les voit posés sur le bureau, au premier plan de la photo)

img-avec-reflecteurAvec les réflecteurs, l’éclairage est plus intense sur la feuille qui a servi aux tests. Pour ces deux photos, la caméra était disposée à 1mètre de la feuille de papier.

Et après ?

Peut être serait-il possible d’automatiser l’allumage des LEDs en prélevant l’alimentation du déclencheur sur celle de la  Caméra Pi (caméra vue de dos c’est le quatrième petit rond de cuivre) et un 2N2222 ou un BC547, mais mon fer à souder ne me permet pas de travailler aussi finement, donc je m’abstiens.

Conclusion

Un exemple de ce qu’on peut faire avec peu de matériel et peu de moyens. Les composants sont vendus par 10 et le prix de revient total tourne aux environs de 3€ pour les LEDs et les réflecteurs. Le reste du matériel était disponible dans la boite  à bidouille…

Merci à Lionel d’avoir pris le temps de décrire cette réalisation (qu’il aurait pu garder pour lui), d’en faire des photos et partager ces information avec la communauté RasPi. C’est la preuve que chacune de vos réalisations est intéressante et peut intéresser d’autres RasPiNautes qui rencontrent les mêmes problèmes.

Les commentaires ci-dessous sont à votre disposition si vous souhaitez des informations complémentaires… ou si vous voulez proposer une de vos réalisations.

Sources

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À propos François MOCQ

Électronicien d'origine, devenu informaticien, et passionné de nouvelles technologies, formateur en maintenance informatique puis en Réseau et Télécommunications. Dès son arrivée sur le marché, le potentiel offert par Raspberry Pi m’a enthousiasmé j'ai rapidement créé un blog dédié à ce nano-ordinateur (www.framboise314.fr) pour partager cette passion. .

25 réflexions au sujet de « FéziToiMême : Un projecteur infrarouge pour la caméra de votre Raspberry Pi »

  1. Remi

    Nous faisons aussi de notre coté des tests avec une LED pour le portier NovoSIP pour l’éclairage de nuit. Par contre, dans notre cas, nous n’utilisons pas de l’infrarouge mais de la lumière blanche.

    Je vais rechercher les infos et vous les communiqueraient.

    Répondre
  2. Sacha

    Excellent montage ! J’ai toujours voulu faire quelque chose du genre pour voir si les leds IR que j’ai sont assez puissantes mais je n’ai pas encore la caméra (pas d’utilité pour l’instant)
    Par contre une petite question : Qu’est-ce qu’il fait que les LEDs IR sont dangereuses pour les yeux ? J’ai jamais entendu cela?

    En tous cas merci du partage ! 🙂

    Répondre
    1. François MOCQ Auteur de l’article

      Bonjour Sacha
      Une LED très lumineuse est dangereuse pour les yeux, que sa lumière soit visible ou pas, l’énergie transportée par les photons est concentrée sur la rétine par le cristallin. La LED IR me semble encore plus dangereuse parce l’œil ne voyant pas de lumière, la pupille ne se ferme pas et c’est tout le faisceau qui va frapper la rétine !
      Par expérience, j’ai regardé la jolie lumière bleue émise par un projecteur IR et j ai eu un œil douloureux pendant 2 jours 🙁
      Projecteur InfraRouge
      Deux précautions valent mieux qu’une ! Évitez de regarder une LED IR dans les yeux !
      Cordialement
      François

      Répondre
      1. Sacha

        Mes pauvres yeux qui regardaient les LEDs IR… Je ferai attention à l’avenir ! Merci pour l’info, j’irais dormir plus intelligent ce soir 🙂

        Bonne soirée,

        Sacha

        Répondre
  3. lionel

    merci pour cet article François.

    Juste une petite précision: le connecteur « speaker » est un modèle pour 4 fils que j’ai découpé pour ne garder que 3 « trous ». Celui sans fil se positionne côté carte SD ou micro SD et sert de détrompeur, même si ici l’utilité d’une telle précaution n’est que toute relative.

    Répondre
  4. Etienne

    Bonjour,
    Merci François pour le partage de ces informations
    Pour information, j’adore les Leds, mais il semblerait que ce type d’éclairage ne soit pas forcément très bon pour les yeux (je ne sais pas si c’est le même type de risque avec les LEDs IR). je m’en suis inquiété quand mon opticien m’a proposé des lunettes avec un traitement des verres qui filtres les longueurs d’ondes ‘nocives’ des éclairages modernes (Led, fluocompact). Ces longueurs d’ondes (dans le spectre UV) favoriserai la DMLA (dégénérescence maculaire liée à l’âge).

    Est-ce un élément marketing des fabricants de lunettes pour vendre des verres plus couteux ?? le vrai danger est-il masqué par le lobby des industriels de l’éclairage qui veulent pousser leurs nouveautés ?? un baroud d’honneur ‘réac’ de ceux qui restent accrochés à leur vielles lampes à incandescences ?

    A chacun de se renseigner, de se faire son idée, j’ai trouvé des articles qui mentionnent le rapport de l’ANSES (Agence nationale de sécurité sanitaire de l’alimentation, de l’environnement et du travail) : https://www.anses.fr/fr/content/led-diodes-%C3%A9lectroluminescentes
    Si vous avez des avis différents, cela m’intéresse!

    Répondre
  5. Siplus

    Bonjour,
    Je suis dans la même situation que Lionel : à la recherche d’un illuminateur d’interieur IR. Les solutions en vente sont soient chères, soient moches. Finalement le construire est sûrement la bonne solution.
    J’ai besoin pour ma part d’illuminer à 10m pour une Pi camera NOIR avec une detection de mouvement par motion. L’article mentionne une portée de 20 m mais les photos semblent montrer une distance d’illumination beaucoup plus courte.
    Mes questions : quelle distance est vraiment couverte par 4 LED et combien de LED pourrait on associer sur ce montage et cette alimentation ?

    Répondre
        1. François MOCQ Auteur de l’article

          Bonjour
          ça ressemble à de la prise 1S de batterie LiPo …
          il faudrait voir si c est le même format
          sinon la solution radicale est de souder deux fils (en respectant la polarité) sur les pastilles de la carte
          cordialement
          François

          Répondre
    1. François MOCQ Auteur de l’article

      Bonjour
      pas facile de vous aider à distance…. de mémoire les projecteurs que j ai reçus étaient livrés avec une prise munie de 2 fils ce qui avait facilité la chose…
      je viens de faire une recherche et je retrouve les embases à souder mais pas de prise femelle 🙁
      éventuellement essayez de contacter UCtronic
      Bon courage
      cordialement
      François

      Répondre
  6. Marco29

    Bonjour,
    Nouvel adepte du Raspberry PI3 et de sa caméra IR, je me lance dans la fabrication d’un éclairage IR.
    Ce tuto est donc pour moi, idéal.
    N’étant pas un pro de l’électronique, je ne comprends pas pourquoi on utilise des résistances de 330 Ohms.
    Si mes calculs sont corrects, 200 Ohms devraient être suffisants.
    Pour une alimentation de 5V (bien que le PI3 délivre 4.83V sur ses ports GPIO 2 et 4)
    Une tension aux bornes de la LED de 1.3V pour un ampérage maxi de 20mA

    (5V-1.3V)/ 0.02A = 185 Ohms soit 200 Ohms par sécurité

    Si quelqu’un peut éclairer, non pas ma lanterne, mais ma LED….

    Merci d’avance
    Marc

    Répondre
    1. François MOCQ Auteur de l’article

      Bonjour Marc
      bon, je vais essayer de vous apporter… mes lumières 😉

      Première remarque : si vous mesurez 4.83V ce n’est pas entre les pins 2 et 4 qui sont toutes les 2 à +5v mais sans doute entre pin 4 et pin 6 ?
      (ce ne sont d’ailleurs pas des ports GPIO mais des sorties d’alim !)

      Deuxio : Si vous mesurez seulement 4,83V il y a un problème quelque part. Il faut qu’il y ait 5v ou un peu plus (5,1 par exemple)
      sinon ça veut dire soit
      1- que votre appareil de mesure est fatigué 🙂
      2- que votre alim ne délivre pas une tension suffisante
      3- que le câble entre l’alim et le Raspi est un câble USB de mauvaise qualité qui n’a pas un diamètre suffisant sur les fils d’alim et provoque une chute de tension.
      Bon après vous faites comme vous voulez… mais il faudrait élucider ce point
      Allez on dit que vous avez bien du 5 volts entre les pins 4 et 6
      La diode IR a une tension à ses bornes de 1.3v (des fois c’est plus pour une IR https://www.sonelec-musique.com/electronique_theorie_led.html)
      Elle consomme 20mA
      La résistance doit faire : (5 – 1,3) / 0,020 = 185 ohms
      donc vous avez pleinement raison une 200 ohms fera l’affaire
      Bon… après si vous mettez une 330 ohms franchement vous n’y verrez … que du feu 🙂
      Déjà parce que c’est une LED infrarouge mais il passera plus de 10 mA et la LED fonctionnera sans problème (et vivra sans doute plus longtemps)
      voilà à vous de voir
      il n’y a pas d’incompatibilité et vous pouvez mettre de 180 à 330 ohm sans vous poser de question
      bon amusement
      François

      Répondre
      1. COLIN Nicolas

        Bonjour François, et à toute la communauté.
        J’ai 15 ans et j’aimerai me lancer dans un système de sécurité ( en sachant que j’ai de toute petite connaissance dans la programmation).

        Le projet serrait composé d’ : un raspberry pi 0 + une noIR camera (pour filmer et steamer de jour comme de nuit), d’un arduino avec des récepteurs infrarouges, qui déclencherai des spots IR Fézi-toi-même (le spot serait situé à 1m de la caméra au maximum)!!!

        Plus loin, à environ 20 M d’autres arduino avec des capteurs pyro-électriques déclencheraient des leds IR qui enverrai un signal aux premiers arduino qui lui déclencherai les spots IR.
        Déjà est-ce un minimum faisable ?
        Quels conseils pourrait tu me donner ?

        En ce moment j’ai quelques petites questions à propos du montage des spots, des résistances et de la longueur d’onde que peut recevoir la caméra. ( A mon avis j’en aurai d’autre plus tard !! ; ) )

        Tout d’abord , j’ai trouvé des leds :

        https://fr.aliexpress.com/item/10pcs-lot-LED-IR-Diode-3W-850nm-red-storm-Far-Emitter-Chip-Beads-Ball-Infrared-IR/32269639622.html?spm=2114.30011508.3.84.u8OgQ5&ws_ab_test=searchweb0_0,searchweb201602_5_10065_10056_10068_10055_10054_10069_10059_10078_10079_10073_10017_10080_10070_10082_10081_421_420_10060_10061_10052_10062_10053_10050_10051,searchweb201603_4&btsid=b21e6076-ab98-4763-be46-5d0c889447d4

        Mais j’ai un problème, imaginons que je veuille créer un spot qui éclaire en extérieur sur 30M quelle devra être l’impédance des résistences ( si elles sont sont branchées sur l’arduino ou sur secteur) ? Comment dois- je monter les leds ? En série ? Sur quel support ? ( Une led = 2v, 700mA et 3W).

        Sinon au niveau des deux autres Arduino y a-t’il possibilité de faire un système autonome avec (une batterie externe alimentant l’arduino la nuit et étant recharger le jour par un panneau solaire). Est-ce possible d’alimenter comme cela un arduino + capteur pyro-électrique + les mêmes leds IR ?
        De même quelle doit être l’impédance des résistances et le nombre de leds si je veut que le signal soit visible par la caméra ou l’arduino (situé à 20-25m).
        D’ailleurs, c’est plus simple de juste détecter la lumiére infrarouge depuis la caméra et d’allumer le spot ? Ou de recevoir le signal sur un receveur infrarouge (connecté à un arduino) ?

        Sinon quelles sont les différence pour la caméra noIR entre des diodes de 940 nm ou de 850 nm
        ? De toute manière ces longueurs d’onde sont invisible pour l’homme ?
        Pour finir le raspberry pi 0 est assez puissant pour tout ça ?

        Voilà merci beaucoup de tes réponses et de vos réponses !!!
        A une prochaine !!

        Répondre
  7. Marco29

    Bonjour François,

    Merci pour la réponse et la réactivité…

    Je me suis mal exprimé hier. Il s’agit bien de la tension entre les pins 2-6 ou 4-6 qui était de 4.83V .je n’avais pas pensé à remettre en question mon voltmètre. Un nouveau indique 5.01V …

    Quant à la valeur des résistance, je pensais qu’en les diminuant, on améliorait la diffusion de lumière infrarouge. Je n’avais pas pris en compte la durée de vie ;-).

    Mon projet est de pouvoir prendre en photo (ou filmer) les animaux la nuit dans mon jardin (chauve-souris…), ou la vie nocturne de mon chien !

    Les résultats en intérieur sont bluffants. Par contre, en extérieur, je m’interroge sur la portée en respectant les plans ci-dessus avec 4 LED. Faut-il en prévoir plus ou éventuellement prévoir 2 spots de 4 LED indépendants ?

    Merci pour votre prochaine réponse.

    Marc

    Répondre
    1. François MOCQ Auteur de l’article

      bonjour Marc

      j’ai utilisé ce genre de projo http://www.uctronics.com/night-vision-infrared-ir-led-board-for-noir-rapsberry-pi-camera-module-p-1919l.html?___SID=U (photo un peu plus haut dans les commentaires)
      qui a une portée d’une dizaine de mètres et qui franchement n est pas très cher
      il s alimente en 12v (de mémoire) et possède une cellule qui le met en route à la tombée de la nuit
      vous avez 3 super LED IR équipées de diffuseur
      je n’ai pas testé la solution de cet l’article qui avait été proposée par Lionel.
      cordialement
      François

      Répondre
  8. COLIN

    Bonjour François, et à toute la communauté.
    J’ai 15 ans et j’aimerai me lancer dans un système de sécurité ( en sachant que j’ai de toute petite connaissance dans la programmation).

    Le projet serrait composé d’ : un raspberry pi 0 + une noIR camera (pour filmer et steamer de jour comme de nuit), d’un arduino avec des récepteurs infrarouges, qui déclencherai des spots IR Fézi-toi-même (le spot serait situé à 1m de la caméra au maximum)!!!

    Plus loin, à environ 20 M d’autres arduino avec des capteurs pyro-électriques déclencheraient des leds IR qui enverrai un signal aux premiers arduino qui lui déclencherai les spots IR.
    Déjà est-ce un minimum faisable ?
    Quels conseils pourrait tu me donner ?

    En ce moment j’ai quelques petites questions à propos du montage des spots, des résistances et de la longueur d’onde que peut recevoir la caméra. ( A mon avis j’en aurai d’autre plus tard !! ; ) )

    Tout d’abord , j’ai trouvé des leds :

    https://fr.aliexpress.com/item/10pcs-lot-LED-IR-Diode-3W-850nm-red-storm-Far-Emitter-Chip-Beads-Ball-Infrared-IR/32269639622.html?spm=2114.30011508.3.84.u8OgQ5&ws_ab_test=searchweb0_0,searchweb201602_5_10065_10056_10068_10055_10054_10069_10059_10078_10079_10073_10017_10080_10070_10082_10081_421_420_10060_10061_10052_10062_10053_10050_10051,searchweb201603_4&btsid=b21e6076-ab98-4763-be46-5d0c889447d4

    Mais j’ai un problème, imaginons que je veuille créer un spot qui éclaire en extérieur sur 30M quelle devra être l’impédance des résistences ( si elles sont sont branchées sur l’arduino ou sur secteur) ? Comment dois- je monter les leds ? En série ? Sur quel support ? ( Une led = 2v, 700mA et 3W).

    Sinon au niveau des deux autres Arduino y a-t’il possibilité de faire un système autonome avec (une batterie externe alimentant l’arduino la nuit et étant recharger le jour par un panneau solaire). Est-ce possible d’alimenter comme cela un arduino + capteur pyro-électrique + les mêmes leds IR ?
    De même quelle doit être l’impédance des résistances et le nombre de leds si je veut que le signal soit visible par la caméra ou l’arduino (situé à 20-25m).
    D’ailleurs, c’est plus simple de juste détecter la lumiére infrarouge depuis la caméra et d’allumer le spot ? Ou de recevoir le signal sur un receveur infrarouge (connecté à un arduino) ?

    Sinon quelles sont les différence pour la caméra noIR entre des diodes de 940 nm ou de 850 nm
    ? De toute manière ces longueurs d’onde sont invisible pour l’homme ?
    Pour finir le raspberry pi 0 est assez puissant pour tout ça ?

    Voilà merci beaucoup de tes réponses et de vos réponses !!!
    A une prochaine !!

    Répondre
  9. Yann

    Bonsoir
    Je voulais savoir si c’est bien la version classique de la camera que vous avez utilisé pour ce montage ?
    J’avais lu que la version classique ne laissait pas passé les IR et qu’il fallait la version noIR (PCB noir) pour l’utiliser de nuit avec des IR
    Avec la version noIR le résultat serait-il mieux ?
    D’avance merci pour vos réponses

    Cordialement

    Yann

    Répondre
    1. François MOCQ Auteur de l’article

      Bonjour Yann
      c’est Lionel qui a écrit cet article
      je vais avancer une réponse : à mon avis il faut bien utiliser la caméra IR car la caméra « normale » est dotée q’un filtre qui coupe les IR pour conserver les couleurs.
      Sana filtre IR les couleurs sont faussées mais la caméra est sensible à l’IR et permet de filmer la nuit dans lumière « visible », juste avec de l’IR
      cordialement
      François

      Répondre
      1. Yann

        Bonsoir François
        Merci pour la réponse c’est ce que je pensais, mais voyant que sur les photos il s’agit de la caméra normale (PCB vert) je me posais la question
        Si j’ai la possibilité j’essayerais avec des led IR et ma cam « normale » et je viendrais poster la réponse =)

        Yann

        Répondre

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