micro module thermique LEPTON® LWIR

Les modules Lepton radiométriques fournissent des valeurs de température étalonnées pour chaque pixel, ce qui signifie qu’ils peuvent mesurer la température réelle des objets (dans une certaine plage et avec une certaine précision). Ces modules (p. ex. Lepton 2.5 et Lepton 3.1R) intègrent un obturateur interne et des données d’étalonnage afin de fournir des mesures de température en temps réel sur l’ensemble de la scène. Les versions non radiométriques (p. ex. Lepton 3.5 et Lepton UW) produisent une image thermique dont les intensités de pixels sont corrélées à la chaleur relative, mais ne sont pas étalonnées en valeur absolue : elles sont utiles pour visualiser des motifs thermiques, mais une référence ou un étalonnage externe est nécessaire si des mesures de température précises sont requises.

La série Lepton propose deux configurations de résolution principales : 80×60 pixels (parfois appelée Lepton 2.x) et 160×120 pixels (modèles Lepton 3.x). Les modules en 160×120 fournissent une image thermique beaucoup plus fine avec quatre fois plus de pixels, ce qui permet de distinguer des détails plus petits et de couvrir une zone plus grande avec une résolution suffisante. Les modules 80×60, bien que moins détaillés, sont extrêmement économiques et suffisent pour des tâches de détection thermique de base comme la détection de présence ou l’identification de zones chaudes/froides plus importantes. Les deux types présentent une sensibilité thermique similaire, mais les capteurs à plus haute résolution, associés à un pas de pixel plus faible (12 µm contre 17 µm sur le 80×60), offrent une image thermique plus nette et plus détaillée lorsque vous en avez besoin.

Les modules Lepton sont proposés avec une gamme d’options d’objectifs à champ de vision (FOV) configurées en usine afin de s’adapter à différentes applications. FOV 50° : objectif relativement étroit (standard sur certaines versions 80×60 comme le Lepton 2.5), se concentrant sur une zone plus petite, ce qui peut être utile pour viser des objets éloignés ou des équipements spécifiques. FOV 57° : champ de vision moyennement large (courant sur le Lepton 3.5), offrant un bon compromis entre couverture et niveau de détail. FOV 95° : objectif grand-angle (comme sur le Lepton 3.1R), idéal pour couvrir de plus grandes zones ou capturer davantage de la scène en une seule image – par exemple dans des caméras de sécurité ou des capteurs d’occupation pour surveiller une pièce entière. L’option la plus large est le FOV 160° sur le Lepton UW : un objectif ultra grand-angle de type fisheye, capturant une scène extrêmement vaste (par exemple un hémisphère complet de 180°) – excellent pour une couverture maximale, mais avec une distorsion importante et une résolution effective plus faible par zone. En résumé, un FOV plus faible (objectif étroit) donne une vue plus serrée et plus lointaine avec davantage de détails sur une cible spécifique, tandis qu’un FOV plus élevé (objectif grand-angle) couvre une zone plus large, utile pour la surveillance générale ou lorsque vous devez couvrir autant d’environnement que possible.

L’intégration d’un module caméra Lepton est simple. Le module se connecte via un connecteur carte-à-carte standard à 32 broches (compatible avec une Molex® 32-pin socket) et communique via SPI pour les données vidéo ainsi que via un petit I²C-like bus (CCI) pour les commandes de contrôle. En pratique, vous l’alimentez (Lepton nécessite quelques rails basse tension, par ex. 2.8 V et 1.2 V) et vous raccordez les lignes SPI à votre microcontrôleur ou processeur pour recevoir le flux vidéo thermique en direct. La liaison I²C sert à envoyer des commandes ou à interroger l’état (par exemple, pour lancer des calibrations ou modifier des réglages). Pour le développement et le prototypage, de nombreux ingénieurs utilisent une Lepton Breakout Board ou un adaptateur similaire, qui renvoie les broches du Lepton vers des connexions plus accessibles (et intègre souvent des régulateurs d’alimentation) – ce qui permet de tester rapidement le module sur des plateformes comme Raspberry Pi, Arduino ou des interfaces PC, avant de l’intégrer dans un PCB personnalisé.

Oui – le Lepton est conçu pour être très économe en énergie, ce qui explique en partie sa popularité dans les applications mobiles et portables. En fonctionnement normal, il consomme généralement environ 150 mW ou moins, ce qui est très faible pour un imageur thermique. En veille ou en mode basse consommation, il peut descendre jusqu’à 4–5 mW (pratiquement négligeable, ce qui permet d’économiser de l’énergie lorsque vous ne capturez pas activement d’images). Lorsque le module réalise un étalonnage interne (qui implique un obturateur mécanique sur les versions radiométriques), on observe un bref pic de consommation pouvant atteindre ~650 mW, mais celui-ci ne dure qu’environ 0,5 seconde et ne se produit qu’occasionnellement (vous pouvez contrôler la fréquence de ces étalonnages). Globalement, la consommation minimale du Lepton lui permet de fonctionner longtemps sur une petite batterie – ce qui le rend idéal pour des capteurs IoT sur batterie, des drones, des caméras thermiques portables et d’autres usages nomades.

Les modules Lepton peuvent détecter une large plage de températures de scène, même si la plage exacte et la précision dépendent du modèle et du fait qu’il soit radiométrique. Pour les Lepton radiométriques (comme 2.5 et 3.1R), la plage de température typique étalonnée en mode High Gain couvre environ -10 °C à +140 °C. Cela signifie que ces caméras mesurent précisément des températures allant d’un peu en dessous de 0 °C jusqu’à environ la température d’ébullition de l’eau, ce qui couvre la plupart des environnements courants ainsi que les plages de température humaines/animales. Elles disposent également d’un mode Low Gain (utilisé automatiquement lors de l’observation de scènes plus chaudes) qui étend la plage mesurable jusqu’à environ 450 °C — utile pour visualiser des objets très chauds comme des incendies ou des machines, mais avec une sensibilité/une précision plus faibles. Les Lepton non radiométriques (3.5, UW) détectent aussi la chaleur bien au-delà dans ces plages (vous verrez des objets très chauds ou très froids dans l’image), mais comme ils ne fournissent pas de valeurs de température absolues, vous n’interprétez que les intensités relatives. Il convient aussi de noter que la température de fonctionnement du module (la température ambiante dans laquelle la caméra elle-même peut opérer) se situe généralement entre environ -10 °C et +80 °C. En résumé, Lepton peut facilement gérer et mesurer des scènes de température du quotidien, et même des chaleurs extrêmes jusqu’à quelques centaines de degrés Celsius de manière limitée — ce qui est impressionnant compte tenu de sa taille minuscule.