The Raspberry Pi Batinator: 8 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Το Batinator είναι ένα φορητό Raspberry Pi που χρησιμοποιεί μονάδα κάμερας PinoIR (No Infrared Filter) για εγγραφή βίντεο στο σκοτάδι με 90 καρέ ανά δευτερόλεπτο, ανάλυση 640x480. Διαθέτει έναν υπέρυθρο φωτισμό 48 LED στην κορυφή και η τροφοδοσία παρέχεται από μια επαναφορτιζόμενη επαναφορτιζόμενη μπαταρία τρυπανιών 12V. Πρόσφατα γοητεύτηκα από τις νυχτερίδες που επισκέπτονται τον κήπο μας μια βραδιά και το έχτισαν για να προσπαθήσουν να πιάσουν τις μικρές ομορφιές στο φιλμ.

Αποδεικνύεται ότι το Batinator είναι επίσης βολικό για την καταγραφή αστραπών, ίσως θα έπρεπε να το είχα ονομάσει Storminator: Youtube βίντεο στη διεύθυνση:

Σε περίπτωση που δεν μπορείτε να δείτε το ενσωματωμένο βίντεο βρίσκεται στο YouTube στη διεύθυνση: https://www.youtube.com/embed/Ota2V3bVvAw με περισσότερα στη διεύθυνση

Ο (πολύ απλός) κώδικας Python βρίσκεται στο GitHub στη διεύθυνση

Βήμα 1: Ανίχνευση νυχτερίδων

Μετακομίσαμε σε αυτό το σπίτι μόνο τον περασμένο Αύγουστο, οπότε ήταν πραγματικά συναρπαστικό όταν παρατήρησα για πρώτη φορά τις νυχτερίδες στον κήπο πριν από μερικές εβδομάδες. Είναι κυρίως ορατά το σούρουπο, όταν βγαίνουν από το καβούκι τους στο δάσος για να γευματίσουν με σκώρους και άλλα έντομα. Υπάρχουν φαινομενικά πλούσιες συλλογές στον κήπο μας και συνήθως δεν χρειάζεται να παρακολουθήσετε πολύ για να τις δείτε, συχνά πετώντας σε κύκλους που αιωρούνται ό, τι μπορούν να βρουν. Εμπνευσμένος για να μάθω περισσότερα αγόρασα ένα κιτ ανιχνευτή νυχτερίδας από την τοπική χαρτοπετσέτα, που ήταν ένα διασκεδαστικό κομμάτι συγκόλλησης και λειτουργεί πολύ καλά. Στη συνέχεια αναρωτήθηκα αν θα ήταν δυνατόν να τα γυρίσω για να τα δούμε από κοντά και ελπίζω να εντοπίσουμε ακόμη και ποια είδη νυχτερίδων επισκέπτονταν! Είχα ένα εφεδρικό Raspberry Pi 2 και μου δόθηκε μια μονάδα κάμερας Pi NoIR (noir = χωρίς φίλτρο υπερύθρων) για τα γενέθλιά μου πέρυσι, οπότε σκέφτηκα να το χρησιμοποιήσω και να δω τι συνέβη.

Βήμα 2: Ο κώδικας

Ξεκίνησα με τη ρύθμιση της κάμερας στο Pi, ακολουθώντας τις οδηγίες και ένα παράδειγμα κάμερας από το περιοδικό MagPi, έπειτα γύρισα στο διαδίκτυο για να βρω άλλα παραδείγματα που θα μπορούσα να προσαρμόσω για την εγγραφή του βίντεο.

Βρήκα τον τέλειο κώδικα στον ιστότοπο Average Man Vs Raspberry Pi, ο οποίος ήταν καλά τεκμηριωμένος και πολύ εύκολος στην παρακολούθηση. Έκανα μερικές αλλαγές που ταιριάζουν στις ανάγκες μου, ειδικά για να χωρίσω το ηχογραφημένο βίντεο σε κομμάτια 5 λεπτών - κάθε 5 λεπτά διαρκεί 15 λεπτά για να το παρακολουθήσετε λόγω του ρυθμού καρέ!

Ο κώδικας που χρησιμοποίησα είναι διαθέσιμος στο GitHub - είναι πολύ απλός!

Βήμα 3: Πρώτο φως

Αρχικά ήλπιζα να χρησιμοποιήσω μια χούφτα υπέρυθρων LED τοποθετημένα στο Pi για να φωτίσουν τις νυχτερίδες, έτσι άρχισα να κυνηγάω στο εργαστήριο για να δω τι θα βρω. Συνάντησα μια σπασμένη κάμερα ασφαλείας και σύντομα το χώρισα, ξεκολλώντας τα LED από την πλακέτα για να αφήσω όσο το δυνατόν περισσότερο "πόδι". Στη συνέχεια τα κόλλησα σε έναν πίνακα perma-proto, τα σύνδεσα στο Pi και του έδωσα μια δοκιμή.

Κοιτάζοντας την κάμερα του τηλεφώνου μου, σίγουρα λειτουργούσαν, έτσι το βράδυ ανέπτυξα το Pi στον κήπο, συνδέθηκα σε μια πρίζα στο υπόστεγο και φώλιασα σε ένα βολικό δοχείο. Αφού τελείωσαν τα 40 λεπτά, αντέγραψα με ενθουσιασμό το υλικό στο φορητό υπολογιστή μου για προβολή και - τίποτα, ούτε λουκάνικο!

Obviousταν προφανές ότι ο φωτισμός των τεσσάρων LED που σώθηκαν δεν ήταν αρκετά ισχυρός, καθώς οι νυχτερίδες ήταν πιθανότατα τουλάχιστον ένα μέτρο μακριά από το Pi. Απενεργοποιήθηκα στο google αναζητώντας λύσεις!

Βήμα 4: Περισσότερη ισχύς

Βρήκα ένα υπέροχο άρθρο σχετικά με το raspberrypi -spy που συγκρίνει τις διάφορες επιλογές για φωτισμό IR και αποφάσισα να πάρω έναν IR Illuminator - ουσιαστικά έναν μικρό προβολέα γεμάτο με IR LED. Αυτό που αγόρασα στο ebay έχει 48 LED και τροφοδοτείται από 12 βολτ DC - ήταν κυριολεκτικά το φθηνότερο εφοδιασμένο με Ηνωμένο Βασίλειο εκεί περίπου 5 £ και έφτασε λίγες μέρες αργότερα.

Αυτό έμοιαζε πολύ περισσότερο! Το συνδέσα μαζί με το Pi στο σκοτεινό εργαστήριο και έβγαλα μερικά δοκιμαστικά βίντεο, συντομεύοντας τον χρόνο εγγραφής στο σενάριο Batinator.py, αλλά το άφησα ρυθμισμένο να καταγράφει στα 90fps.

Η παρακολούθηση των δοκιμαστικών βίντεο ήταν μια καλή είδηση/κακή είδηση - ο φωτισμός ήταν φανταστικός, πολύ καλός για αρκετά μέτρα. Το αρνητικό είναι ότι το βίντεο τρεμόπαιζε συνεχώς, σε σημείο να μην μπορεί να το παρακολουθήσει κανείς. Είχα την αίσθηση ότι ήξερα ποια θα ήταν η αιτία αυτού, η τροφοδοσία του νέου φωτιστικού. Η θεωρία μου ήταν ότι το τρεμόπαιγμα αντανακλούσε τις ταλαντώσεις των 50hz της κύριας ισχύος, οπότε έστησα ένα δοκιμαστικό σενάριο για την εγγραφή 10 δευτερολέπτων βίντεο με 90, 85, 80, 70, 60, 50 και 40 καρέ ανά δευτερόλεπτο. Συγκρίνοντας τα βίντεο αρκετά σίγουρα, όλα είχαν το τρεμόπαιγμα εκτός από το 50fps. Αυτό ήταν λίγο απογοητευτικό καθώς ήθελα πραγματικά να αυξήσω το ρυθμό καρέ στο όριο του.

Γύρισα στο άρθρο με τις προδιαγραφές της κάμερας για έμπνευση και διαπίστωσα ότι αν ο ρυθμός καρέ μειωθεί στα 49fps, τότε η ανάλυση λήψης μπορεί να αυξηθεί από 640x480 σε 1296 × 730 - συμβιβασμός!

Βήμα 5: Περισσότερες δοκιμές

Η κάμερα βγήκε την επόμενη νύχτα, πίσω στο φυτό της στην πλευρά του υπόστεγου και δείχνοντας απέναντι στον κήπο.

Μόλις επέστρεψα σε κλειστούς χώρους, είδα μια νυχτερίδα να γυρίζει γύρω, οπότε ήλπιζα ότι αυτή τη φορά θα έπιανα κάτι καλό. 45 λεπτά αργότερα άρχισα να παρακολουθώ το πλάνο και παρόλο που είχα πιάσει ένα σφάλμα ή δύο κοντά στην κάμερα, η κινούμενη νυχτερίδα δεν είχε φωτιστεί καθόλου.

Θα μπορούσα να το δω στην ταινία σε σιλουέτα καθώς κυλούσε πάνω από τον τοίχο σε τέλειους κύκλους, αλλά προφανώς ήταν ακόμα πολύ μακριά από το φως IR.

Το επόμενο βράδυ αποφάσισα να ανεβάσω το παιχνίδι μου, οπότε αντί να τοποθετήσω την κάμερα κοντά στην πηγή τροφοδοσίας της στο υπόστεγο, έτρεξα ένα καλώδιο επέκτασης προς τον τροφοδότη πουλιών, ο οποίος βρίσκεται σχεδόν στη μέση του κήπου και πολύ πιο κοντά στο σημείο που συνήθως βλέπω οι νυχτερίδες Επίσης, χρησιμοποίησα ένα μυστικό όπλο - τη δύσοσμη κάλτσα! Είχα δει στο Springwatch μερικές εβδομάδες νωρίτερα ότι ο Martin Hughes -Games είχε προσελκύσει σκόρους κρεμώντας κάλτσες μουσκεμένες σε μείγμα μπύρας, κρασιού και μαύρης ζάχαρης - "Sugaring" λέγεται. Σκέφτηκα αν θα μπορούσα να προσελκύσω σκώρους κοντά στην κάμερα, αυτό με τη σειρά του θα προσελκύσει τις νυχτερίδες. Δεν είναι πολύ δίκαιο για τους σκώρους, αλλά ορίστε, δεν θα τους βάζω στον πειρασμό κάθε βράδυ με τα χάλια καλσόν μου. Δεν είχα καμία επιτυχία τις επόμενες νύχτες (πολύ κρύο και υγρό), αλλά κράτησα ένα απόθεμα μπύρας (για τους σκώρους φυσικά) για κάθε ενδεχόμενο.

Βήμα 6: Ισχύς μπαταρίας

Η δυσκολία στην "ανάπτυξη του batinator" μιας βραδιάς ήταν ότι περιλάμβανε να τρέξει ένα καλώδιο επέκτασης από το υπόστεγο, να συνδέσει το Pi και το φωτιστικό και στη συνέχεια να προσπαθήσει να τους ευθυγραμμίσει προς το σημείο που μπορεί να είναι οι νυχτερίδες - αυτό θα διαρκέσει 10-15 λεπτά και ήταν μια ταλαιπωρία για να το αφήσω αργά το βράδυ. Αποφάσισα ότι θέλω να τροφοδοτήσω την μπαταρία, έτσι ώστε η έναρξη της λήψης να είναι απλή, όπως να το βγάζετε έξω και να πατάτε το κουμπί "go".

Πρώτα σκέφτηκα να χρησιμοποιήσω μια μπαταρία 12v για το φωτιστικό και μια ξεχωριστή τράπεζα ισχύος 5v για το Pi, αλλά αυτό έμοιαζε με μια αδέξια λύση, οπότε αποφάσισα να πάω με μία μπαταρία 12v για να τροφοδοτήσω και τα δύο. Iδη εξερευνούσα πηγές ισχύος 12v για ένα άλλο έργο, οπότε αποφάσισα να δημιουργήσω μια φορητή παροχή 12v/5v που ήταν αρκετά αρθρωτή για να χρησιμοποιηθεί και για τους δύο σκοπούς.

Ξεκίνησα με ένα παλιό ασύρματο τρυπάνι 12V (πολύ φθηνό!) - έριξα με λαβή τη λαβή ακριβώς κάτω από τη σκανδάλη, αφήνοντας μια επίπεδη επιφάνεια για να στερεώσει ένα κιβώτιο έργου με ασφάλεια πάνω με δεσμούς καλωδίων. το καλώδιο 12v ήταν σαφώς ορατό μέσα στην κομμένη λαβή, οπότε πρόσθεσα ένα μπλοκ σύνδεσης για να απλοποιήσω τα πράγματα.

Μέσα στο κιβώτιο του έργου έβαλα ένα βύσμα DC που θα συνδέονταν στην είσοδο 12v του φωτιστικού και παράλληλα συνέδεσα μια τυπική πρίζα αυτοκινήτου 12v, ανοίγοντας τρύπες για να περάσουν πίσω. Αυτό θα μου επέτρεπε να συνδέσω έναν προσαρμογέα USB για να μετατρέψω την παροχή 12v από την μπαταρία τρυπανιού σε έξοδο 5v 2.1a και 1a usb. Στη συνέχεια πρόσθεσα έναν κύριο διακόπτη τροφοδοσίας στο κουτί και πριν συνδέσω το πολύτιμο Pi δοκίμασα την έξοδο USB χρησιμοποιώντας έναν Adafruit USB Charger Doctor, όλα φαίνονταν καλά!

Βήμα 7: Δείτε το Batinator

Με τη δύναμη που ταξινομήθηκε, απλώς χρειάστηκε να τοποθετήσω το Pi και το φωτιστικό στη βάση για να το κάνω ωραίο και φορητό.

Ο φωτιστής ήρθε με έναν εύχρηστο περιστρεφόμενο βραχίονα, ώστε να είναι εύκολο να βιδωθεί στο καπάκι της θήκης Pi και κόλλησα ελαφρά τη μονάδα της κάμερας στην κορυφή, έτσι ώστε να είναι πάντα σωστά ευθυγραμμισμένες. Χρειάστηκε να χρησιμοποιήσω ένα μακρύτερο καλώδιο κορδέλας κάμερας για να βεβαιωθώ ότι δεν ήταν υπερβολικά τεντωμένο.

Knewξερα ότι θα ήθελα να χρησιμοποιήσω τη βάση 12v/5v με άλλα έργα, οπότε έπρεπε να κάνω την θήκη Pi αφαιρούμενη - το Lego αποδείχθηκε μια βολική και τέλεια ημιμόνιμη λύση! Έχω κολλήσει μια επίπεδη βάση Lego στην κορυφή του κουτιού τροφοδοσίας και μια άλλη στη βάση της θήκης Pi, προσαρμόζοντας τα δύο σταθερά μεταξύ τους.

Με όλα τα κομμάτια που κόπηκαν στο τελικό προϊόν μου θύμισαν πραγματικά τους "-inators" που δημιούργησε ο ατυχής κακός επιστήμονας Heinz Doofenshmirtz στο κινούμενο σχέδιο Phineas & Ferb και έτσι ονομάστηκε ο Batinator! Μαθαίνοντας από τη μοίρα των άλλων -ενοχλητών, αποφάσισα να παραλείψω ένα εμφανές κουμπί "Self Destruct".

Ένα απρογραμμάτιστο όφελος από τη χρήση της μπαταρίας 12v ήταν ότι τα 50hz που τρεμόπαιζαν από την ηλεκτρική ενέργεια εξαλείφθηκαν, έτσι θα μπορούσα για άλλη μια φορά να τραβήξω βίντεο με πλήρη 90 καρέ ανά δευτερόλεπτο. Τώρα ήταν απλά μια αναμονή για να βελτιωθεί ο καιρός!

Βήμα 8: Φινίρισμα & Βίντεο

Συνήθως ο καιρός επιδεινώθηκε μόλις ο Batinator ήταν έτοιμος και μόνο τα τελευταία ζεστά βράδια κατάφερα να του δώσω μια σωστή δοκιμή. Μπορείτε να δείτε τα πρώτα πλάνα στο βίντεο του YouTube - αν και μπορεί να συμπεριληφθεί ένας ή δύο σκώρος! Η εγγραφή στο σκοτάδι είναι δύσκολο να πάρετε μια ιδέα για την κλίμακα, οπότε μερικές φορές είναι δύσκολο να διακρίνετε αν κάτι είναι μικρό ή πολύ μακριά. Μια νυχτερίδα είναι αρκετά διακριτική όμως!

Προσπάθησα να χρησιμοποιήσω διάφορες αναλύσεις λήψης, αλλά το 90fps 640x480 είναι το αγαπημένο μου - οτιδήποτε γρηγορότερο και τα πράγματα γίνονται απλά μια θολούρα στην οθόνη, αν και θαμπάδα 720p! Ο φωτισμός IR είναι αποτελεσματικός έως περίπου 2-3 μέτρα, οπότε για να δουλέψετε με αυτό και την ανάλυση VGA το σχέδιο είναι να πειραματιστείτε τοποθετώντας την κάμερα σε διαφορετικές τοποθεσίες για να φτάσετε όσο το δυνατόν πιο κοντά στο σημείο όπου πετούν οι νυχτερίδες. Or κουκουβάγιες, UFO, αστραπή, δεν είμαι φασαριόζος. Ελπίζω να το πάω πιο μακριά τις επόμενες εβδομάδες, ίσως στο δάσος ή σε μια βόλτα με νυχτερίδα στο τοπικό φυσικό καταφύγιο.

Ενημέρωση 2016-07-20: Αποτυπώστε μερικά σύντομα πλάνα κεραυνών στο Batinator!

Ενημέρωση 2016-07-24: Λίγες νυχτερίδες ακόμη και μερικοί σκώροι!

Η μετατρεπόμενη μπαταρία τρυπανιού λειτουργεί πολύ καλά, προσπαθώ να την έχω πλήρως φορτισμένη πριν «βγάλω τη νυχτερίδα» από ένα βράδυ, αλλά όλα λειτουργούν πολύ ευχάριστα για πάνω από δύο ώρες. Δεν άφησα τη μπαταρία να μηδενίσει όσο είναι συνδεδεμένη στο Pi, καθώς φαντάζομαι ότι αυτό δεν είναι πολύ καλό για αυτό.

Έχω χρησιμοποιήσει το VLC για να δω πίσω τα ληφθέντα αρχεία.mp4 και να βρω ότι είναι μια σταθερή επιλογή τόσο για φορητό υπολογιστή όσο και για κινητό. Η επεξεργασία των βίντεο είναι απλή στο Windows Movie Maker, έχω τη συνήθεια να παρακολουθώ τα αρχεία σε VLC με γρήγορη προώθηση, σημειώνοντας τους χρόνους οποιωνδήποτε "blips" στην οθόνη για να διευκολύνουμε αργότερα το κόψιμο.

Το Batinator ήταν πολύ διασκεδαστικό στο χτίσιμο και είναι ακόμα πιο διασκεδαστικό στη χρήση, μου αρέσει απλή αξιοπιστία και περίεργη καλή εμφάνιση. Είναι επίσης το πρώτο φορητό έργο Pi που έχω δοκιμάσει, το οποίο ανοίγει πολλές νέες δυνατότητες. Θα συνδέσω περισσότερα βίντεο με αυτό το διδακτικό καθώς (σταυρωμένα τα δάχτυλα) συλλαμβάνονται. Με συγχωρείτε τώρα που βλέπω τον ουρανό…