Hallo in die Runde,
wer schon mal mit dem Gedanken gespielt hat, eine Wärmebilddrohne anzuschaffen, um seine PV-Anlage regelmäßig zu inspizieren, wird wahrscheinlich – so wie ich – zu dem Ergebnis gekommen sein, dass die günstigsten Angebote bei 3000,- Euro anfangen. Ich habe daher überlegt, dass ich mir so ein Teil selber baue und möchte hier meine Lösung für unter 550,- Euro Materialkosten vorstellen:
Als Drohne verwende ich die DJI Mini 2 SE, die an günstigen Tagen für 270,- € zu haben ist. Die Mini 2 hat ein Leergewicht von 249 Gramm, kann aber locker noch mal 100 Gramm Last aufnehmen (bei youtube findet man Tests bis 200 Gramm). Die Flugeigenschaften sind einfach genial. Die kleine Drohne hält perfekt optisch stabilisiert die Position, lässt sich zentimetergenau ganz langsam steuern und kann somit praktisch wie ein Scanner eingesetzt werden.
Als USB-Wärmebildkamera nutze ich die InfiRay P2 Pro, die zwischen 220,- und 240,- Euro kostet. Das Teil wiegt nur 9 Gramm und hat eine Auflösung von 254 x 192 Thermalpixel bei 25 Frames/Sekunde. Das Beste ist aber, dass sich die Rohdaten der Frames – mit etwas Geschick auslesen lassen und mit dem Raspberry weiterverarbeitet werden können.
Die Rohdaten der einzelnen Frames lese ich als Array-Buffer ein, rechne sie in ein etwas handlicheres Format um und liefere sie dann auf WLAN HTTP-Request als File zur Weiterverarbeitung aus oder lasse die Files direkt auf der SD-Card des Raspberry speichern.
Für die Erzeugung der HTTP-Requests und die Verarbeitung der gelieferten Daten habe ich ein HTML-Interface für Standardbrowser geschrieben und lasse die Bilder in ein Canvas per Javascript anzeigen. Mit Chrome (rendert wesentlich schneller als Firefox) kann ich damit theoretisch über 100 Frames pro Sekunde verarbeiten, allerdings schafft der Zero maximal 18 Frames auszuliefern, was aber für meine Zwecke vollkommen ausreicht. Habe das Ganze auch mal mit dem PI 4 getestet, der natürlich keine Probleme hat, die volle Framezahl bereitzustellen, aber zu schwer für den Einsatz auf der Drohne ist und außerdem einen höheren Stromverbrauch hat.
Als Stromversorgung verwende ich einen kleinen LiPo (ca. 5,- €) , den ich mit zwei StepUp-Convertern (a. ca. 2,55 €) die erforderliche USB-Spannung erzeugen lasse. Hier ist es wichtig zu erwähnen, dass zwei Converter benötigt werden, weil die Spannungsversorgung für die InfiRay nur über den USB-Port des Raspberry nicht stabil genug wäre. Für die Verkabelung nutze ich ein Y-USB-Kabel (ca. 3,- € bei Berrybase).
Die Halterung habe ich aus Styrodur (gibt es leider nur halbquadratmeterweise im Baumarkt ca. 5,-€ ) und etwas Bastelholz von TEDI (für 1 €) gebaut. Um die Mikroschwingungen der Drohne bestmöglich abzufedern, habe ich zwischen Drohne und Halterung etwas Schaumstoff (Fensterdichtband) geklebt und das Ganze mit Gummibändern befestigt.
Hier ein Foto von der Konstruktion, die insgesamt ca. 70 Gramm wiegt und dem HTML-Interface:
Leider darf man laut Forenregeln hier keine Homepagelinks posten, aber falls das jemand nachbauen möchte und keine Lust hat, selbst zu programmieren - einfach kurz per E-Mail anfragen. Gern stelle ich meine Software als komplettes Betriebssystem in ein Image gepackt kostenlos zum Download zur Verfügung und schicke den Link zur Projektpage.
Würde mich übrigens auch sehr freuen, wenn jemand Lust hat, bei der Weiterentwicklung des HTML-Interfaces mitzuwirken.
Viel Spaß beim Basteln