Picothermal：基于 RP2040 与 Flir Lepton 的 WebUSB 热成像相机

介绍

在设计完我的第一个热成像相机项目，并随后将其传感器升级为 MLX90640 之后，我意识到自己仍然缺少一些功能。我想要更大的屏幕、更好的电池以及更多的热像素。因此，picothermal 诞生了。

为了获得更好的图像质量，（代价高昂的）决定是使用 Flir 的一款传感器，具体来说是我从 Mouser 购买的 Flir Lepton 3.5，这相比 MLX90640 的 24x32 像素到 160x120 像素是一个巨大的飞跃。

然后我意识到，获得更大屏幕和更好电池，同时让设备更便携的最简单方法是使用 USB-C，然后使用 PC 或手机。这就是 Aliexpress 上所有平价热成像相机（以及 Flir One）的做法。但有一点我不喜欢，我喜欢设计寿命极长的项目，而绑定到某个应用意味着如果我不想让设备过时，就需要维护它。有些相机使用 UVC 来绕过这个问题，这本质上允许热成像相机作为网络摄像头运行，然后使用各种技巧在颜色之外发送辐射数据（像素的绝对温度）。我决定使用 WebUSB，没有什么特别的原因，只是我觉得这样更容易控制相机（UVC 有一些扩展可以实现这一点，所以也许我错了），以及 Embassy 支持它。主要缺点是 Firefox 不支持 WebUSB，但在我的 Android 手机上，我觉得我甚至无法卸载 Chrome，所以这是我愿意接受的妥协。我以后随时可以添加 UVC 支持。

硬件

硬件本身其实极其简单。首先，我选择了一款 RP2040 微控制器（我是在 RP2350 发布之前构建的），尽管我可能应该使用支持 USB2.0 的 STM32，而不是卡在 USB1.1 上。然后是一个 USB-C 连接器、一个用于 5V -> 3V3 转换的降压转换器，以及几个用于微控制器和传感器所需其他电压轨的 LDO，还有一些其他杂项组件。没有电池，没有充电控制器，没有 microSD，所需的一切都已经在手机上。你可以在下面看到原理图，由 Kicanvas 提供。

我从 Aisler（1.6mm 厚度）和 JLCPCB（0.8mm 厚度）订购了电路板，最终使用了 Aisler 的，因为它们更容易焊接且更坚固，尽管 USB-C 连接器是为 0.8mm 设计的。

固件

我在 2023 年完成了硬件，然后因为生活琐事而放弃了该项目，当时我卡在调试 TinyUSB 协议栈上。那时我实际上想的是使用 UVC 而不是 WebUSB。

然而，既然我已经买了传感器并构建了硬件，我决定现在，也就是 2026 年，再试一次，这次通过使用智能体。尽管我很想邀功，但实际上我没有编写任何固件，Claude 使用 Rust 和 Embassy 很好地构建了固件。我认为同时使用微控制器的两个核心有点过度设计，但最终它运行得毫无问题，所以我没什么可抱怨的。当然，它不可维护，但除了添加 UVC 选项和实际使用备用按钮做点什么之外，并没有太多需要做的。

我确实感到内疚/懒惰，因为我从未亲手完成固件（以及网页应用），但与此同时，我觉得我也没有时间以它目前的形式来完成它。随你怎么理解吧。

结论

现在我可以将相机连接到我的 Android 手机，在 Chrome 中打开 WebUSB 着陆页（叹气……），相机就能直接工作。我对最终结果相当满意，只要 WebUSB 仍受支持，我可能会用很多年。

一切照常在我的 Github 上（见页面开头的链接），如果你在复现时遇到任何问题，请告诉我。

玩得开心！