Batinátor Raspberry Pi: 8 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:56

Batinator je prenosný Raspberry Pi, ktorý používa kamerový modul PinoIR (bez infračerveného filtra) na nahrávanie videa v tme s rýchlosťou 90 snímok za sekundu v rozlíšení 640 x 480. Je vybavený 48 LED infračerveným iluminátorom na vrchu a napájanie je zaistené novou nabíjateľnou 12 V batériou pre vŕtačky. Nedávno ma začali fascinovať netopiere, ktoré navštevujú večer našu záhradu, a postavil som to tak, aby som sa pokúsil zachytiť malé krásky na filme.

Ukázalo sa, že Batinator je tiež užitočný na zaznamenávanie bleskov, asi by som to mal nazvať videom Storminator: Youtube na:

V prípade, že si vložené video nemôžete pozrieť, je na YouTube na adrese: https://www.youtube.com/embed/Ota2V3bVvAw s ďalšími informáciami na

(Veľmi jednoduchý) Python kód je na GitHub na

Krok 1: Detekcia netopierov

Do tohto domu sme sa presťahovali len minulý rok v auguste, takže bolo skutočne vzrušujúce, keď som si pred niekoľkými týždňami prvýkrát všimol netopiere v záhrade. Sú viditeľné hlavne za súmraku, keď vychádzajú zo svojho úkrytu v lese a hodujú na moloch a inom hmyze. V našej záhrade sú zdanlivo bohaté zbery a zvyčajne ich nemusíte dlho pozerať, často lietajúc v kruhoch zdvíhajúc všetko, čo nájdu. Inšpirovaný dozvedieť sa viac, kúpil som si sadu detektora netopier z miestneho maplínu, čo bolo zábavné spájkovanie a funguje naozaj dobre. Potom ma napadlo, či by bolo možné ich natočiť, aby sa lepšie pozreli a dúfajme, že dokonca určili, aké druhy netopierov navštevujú! Minulý rok som mal k narodeninám náhradný Raspberry Pi 2 a dostal som kamerový modul Pi NoIR (noir = žiadny infračervený filter), takže som si myslel, že to využijem a uvidíme, čo sa stalo.

Krok 2: Kód

Začal som nastavením kamery na Pi podľa pokynov a príkladu kamery z MagPi Magazine, potom som sa obrátil na internet a našiel ďalšie príklady, ktoré by som mohol prispôsobiť nahrávaniu videa.

Našiel som perfektný kód na webovej stránke Average Man Vs Raspberry Pi, ktorý bol dobre zdokumentovaný a skutočne ľahko sledovateľný. Vykonal som niekoľko zmien, ktoré vyhovovali mojim potrebám, konkrétne kvôli rozdeleniu nahratého videa na 5 -minútové kúsky - každých 5 minút trvá 15 minút, kým sa pozriete späť kvôli snímkovej frekvencii!

Kód, ktorý som použil, je k dispozícii na GitHub - je to veľmi jednoduché!

Krok 3: Prvé svetlo

Pôvodne som dúfal, že na osvetlenie netopierov použijem niekoľko infračervených diód LED namontovaných na Pi, a tak som sa začal poobzerať v dielni, aby som zistil, čo môžem nájsť. Narazil som na pokazenú bezpečnostnú kameru a čoskoro som ju rozobral a odrezal diódy LED z dosky plošných spojov, aby zanechalo čo najviac „nôh“. Potom som ich spájkoval na dosku proto-proto, pripojil som ich k Pi a vykonal test.

Pri pohľade cez fotoaparát môjho telefónu určite fungovali, takže v ten večer som nasadil Pi do záhrady, zapojil som elektrickú zásuvku v kôlni a usadil som sa vo vhodnom kvetináči. Po 40 minútach som vzrušene skopíroval zábery do svojho notebooku na prezeranie a - nič, nie klobása!

Bolo zrejmé, že osvetlenie štyroch zachránených LED diód nebolo dostatočne silné, pretože netopiere boli pravdepodobne najmenej meter od Pi. Vypnuté Išiel som na google hľadať riešenia!

Krok 4: Viac energie

Našiel som skvelý článok o raspberrypi -spy, ktorý porovnával rôzne možnosti infračerveného osvetlenia, a rozhodol som sa zaobstarať IR iluminátor - v podstate malý reflektor plný IR LED diód. Ten, ktorý som kúpil na ebay, má 48 LED diód a je napájaný 12 V jednosmerným prúdom - bol tam doslova najlacnejší v Spojenom kráľovstve za približne 5 libier a dorazil o niekoľko dní neskôr.

Toto bolo oveľa viac podobné! Pripojil som to vedľa Pi v zatemnenej dielni a spustil niekoľko testovacích videí, čím som skrátil čas nahrávania v skripte Batinator.py, ale ponechal som ho nastavený tak, aby zachytával rýchlosťou 90 snímok za sekundu.

Pozeranie testovacích videí späť bolo prípadom dobrých správ/zlých správ - osvetlenie bolo fantastické, skutočne dobré na niekoľko metrov. Temnejšou stránkou veci je, že video neustále blikalo, až sa dalo pozerať. Mal som pocit, že viem, čo to bude príčinou, napájania nového iluminátora. Mojou teóriou bolo, že blikanie odráža oscilácie 50 Hz sieťového napájania, a tak som zostavil testovací skript na zaznamenávanie 10 sekúnd videa pri 90, 85, 80, 70, 60, 50 a 40 snímkach za sekundu. Porovnanie videí s istotou ukázalo, že všetky mali efekt blikania okrem videa s frekvenciou 50 snímok za sekundu. To bolo trochu sklamanie, pretože som skutočne chcel posunúť snímkovú frekvenciu na svoju hranicu.

Pre inšpiráciu som sa vrátil k článku so špecifikáciami fotoaparátu a zistil som, že ak je snímková frekvencia znížená na 49 snímok za sekundu, potom je možné rozlíšenie snímania zvýšiť z 640 x 480 na 1 296 × 730 - kompromis!

Krok 5: Ďalšie testovanie

Nasledujúcu noc kamera zmizla, späť do kvetináča na boku kôlne a ukazovala cez záhradu.

Hneď ako som ustúpil späť dovnútra, videl som okolo krúžiť netopiera, a tak som dúfal, že tentokrát zachytím niečo dobré. O 45 minút neskôr som začal sledovať zábery späť a napriek tomu, že som blízko kamery zachytil jednu alebo dve chyby, pohybujúci sa netopier nebol vôbec osvetlený.

Videl som to na filme v siluete, ako sa točilo po stene v dokonalých kruhoch, ale bolo to očividne stále príliš ďaleko od infračerveného svetla.

Nasledujúcu noc som sa rozhodol pokračovať v hre, a tak som namiesto umiestnenia kamery blízko zdroja energie v kôlni spustil predlžovací kábel von k podávaču vtákov, ktorý je takmer v strede záhrady a oveľa bližšie k miestu, kde zvyčajne vidím. netopiere. Nasadil som aj tajnú zbraň - páchnucu ponožku! Pred niekoľkými týždňami som na Springwatch videl, že Martin Hughes -Games priťahoval mory zavesením ponožiek namočených v zmesi piva, vína a hnedého cukru - hovorí sa tomu „Sugaring“. Myslel som, že keby som mohol prilákať mole pred fotoaparát, potom by to zase pritiahlo netopiere. Na moloch to nie je moc fér, ale nech sa páči, nepokúšal by som ich pokúšať každú noc svojim rozkošným pančuchovým tovarom. Nasledujúce noci som nemal úspech (príliš chladné a mokré), ale zásoby piva som mal poruke (samozrejme pre mole), pre každý prípad.

Krok 6: Batériová sila

Problém pri „nasadení batinátora“večera spočíval v tom, že zahŕňal spustenie predlžovacieho kábla z kôlne, zapojenie pí a iluminátora a potom sa ich pokúsil zarovnať smerom k miestu, kde by mohli byť netopiere - to bude trvať 10 - 15 minút a bolo ťažké odložiť neskoro v noci. Rozhodol som sa, že chcem používať batériu, takže spustenie snímania bude jednoduché, ako ho vysunúť a stlačiť tlačidlo „ísť“.

Najprv som premýšľal o použití 12 V batérie pre iluminátor a samostatnej 5 V napájacej banky pre Pi, ale toto sa mi zdalo ako nemotorné riešenie, a tak som sa rozhodol ísť s jednou 12 V batériou na napájanie oboch. Už som skúmal zdroje 12 V pre iný projekt, a tak som sa rozhodol postaviť prenosné napájanie 12 V/5 V, ktoré bolo dostatočne modulárne na použitie na oba účely.

Začal som starou akumulátorovou vŕtačkou na 12 V (veľmi lacnou!) - Pílkou som sa preťal držadlom tesne pod spúšťou a zanechal som rovný povrch, aby som na vrchu bezpečne pripevnil projektovú skrinku káblovými úchytkami. 12 V kábel bol zreteľne viditeľný vo vnútri nasekanej rukoväte, takže som na zjednodušenie vecí pridal iba pripojovací blok.

Vnútri projektovej skrinky som zapojil DC konektor, ktorý sa pripája k 12 V vstupu iluminátora, a paralelne som zapojil štandardnú 12 V elektrickú zásuvku do auta, pričom som do nich vyvŕtal otvory, ktorými sa vzadu prepichnú. To mi umožní pripojiť USB adaptér na premenu napájania 12 V z vŕtacej batérie na výstup 5 V 2,1 a 1a usb. Potom som do krabice pridal hlavný vypínač a pred zapojením drahocenného Pi vyskúšal výstup USB pomocou Adafruit USB Charger Doctor, všetko vyzeralo dobre!

Krok 7: Hľa, Batinátor

Pri všetkom výkone som potreboval namontovať Pi a iluminátor na základňu, aby boli pekné a prenosné.

Iluminátor bol dodávaný s praktickým otočným držiakom, takže ho bolo možné ľahko priskrutkovať k veku puzdra Pi a ľahko som nalepil modul kamery na vrch, aby boli vždy správne zarovnané. Musel som použiť dlhší plochý kábel fotoaparátu, aby som sa ubezpečil, že nie je príliš natiahnutý.

Vedel som, že budem chcieť základňu 12v/5v používať aj na iné projekty, a preto som potreboval, aby bolo puzdro Pi odnímateľné - Lego sa ukázalo ako pohodlné a dokonalé semipermanentné riešenie! Na hornú časť napájacej skrinky som za tepla prilepil plochú základňu Lego a ďalšiu na základňu puzdra Pi, pričom som tieto dva pevne spojil.

So všetkými kúskami pripnutými na hotovom výrobku mi to skutočne pripomínalo „-inátorov“vytvorených nešťastným zlým vedcom Heinzom Doofenshmirtzom v karikatúre Phineas & Ferb, a tak bol pomenovaný Batinator! Keďže som sa poučil z osudu ostatných -inátorov, rozhodol som sa vynechať prominentné tlačidlo „Self Destruct“.

Neplánovanou výhodou použitia 12 V batérie bolo, že bolo eliminované blikanie 50 Hz zo siete, takže som mohol opäť zachytiť video pri celých 90 snímkach za sekundu. Teraz už len čakalo na zlepšenie počasia!

Krok 8: Dokončenie a zábery

Počasie sa zvyčajne zhoršovalo, hneď ako bol Batinator pripravený, a iba počas posledných teplých večerov som ho mohol poriadne otestovať. Úvodné zábery si môžete pozrieť vo videu na YouTube - aj keď tam môže byť jeden alebo dva mory! Pri zaznamenávaní v tme je ťažké získať predstavu o mierke, takže niekedy je ťažké určiť, či je niečo malé alebo len ďaleko. Netopier je však dosť výrazný!

Skúsil som použiť rôzne rozlíšenia snímania, ale 90fps 640x480 je moje obľúbené - všetko rýchlejšie a veci sa stávajú len rozmazaním na obrazovke, aj keď rozmazaním 720p! IR iluminátor je účinný až do vzdialenosti 2 až 3 metre, takže na prácu s ním a rozlíšenie VGA je v pláne experimentovať s umiestnením kamery na rôzne miesta, aby ste sa dostali čo najbližšie k miestam, kde netopiere lietajú. Alebo sovy, UFO, blesky, nie som vyberavý. Dúfam, že sa v nasledujúcich týždňoch dostanem ďalej, možno dole lesom alebo na prechádzku netopiermi do miestnej prírodnej rezervácie.

Aktualizácia 20. 7. 2016: Nasnímali ste niekoľko krátkych bleskových záberov na Batinátora!

Aktualizácia 24. 7. 2016: Niekoľko ďalších netopierov a niekoľko molí!

Prerobená batéria pre vŕtačku funguje naozaj dobre, snažím sa ju mať úplne nabitú pred večerným „vypustením pálky“, ale všetko beží šťastne viac ako dve hodiny. Keď som pripojený k Pi, nenechal som batériu vybiť úplne na nulu, pretože si myslím, že to pre ňu nie je dobré.

Používal som VLC na prezeranie zachytených súborov.mp4 a považujem to za solídnu možnosť na prenosnom počítači aj na mobile. Úprava videí je v programe Windows Movie Maker priamočiara, teraz mám vo zvyku sledovať súbory vo VLC rýchlo dopredu a zaznamenávať časy akýchkoľvek „preklepov“na obrazovke, aby bolo orezávanie neskôr jednoduchšie.

Batinator bolo zábavné stavať a používanie je ešte zábavnejšie, milujem jeho jednoduchú spoľahlivosť a nepredvídateľný vzhľad. Je to tiež prvý prenosný projekt Pi, o ktorý som sa pokúsil a ktorý otvára veľa nových možností. Keď budú zajatí (palce), prepojím s týmto návodom ďalšie videá. Teraz ma ospravedlňte, keď sledujem oblohu …