Φορητή κάμερα Instant Pi: 6 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:34

Έργα Fusion 360 »

Είχα κατά νου την ιδέα της δημιουργίας μιας σειράς φωτογραφιών εμπνευσμένων από τη χρυσή εποχή της polaroid και της αναλογικής φωτογραφίας. Ένα μεγάλο μέρος της δημιουργικής μου διαδικασίας καθορίζεται από τη δημιουργία των δικών μου εργαλείων, οπότε δεν με τράβηξε πραγματικά η ιδέα της απλής αγοράς ένα polaroid και ξεκινήστε τα γυρίσματα.

Αυτή η ιδέα δεν είναι ολοκαίνουργια, υπάρχουν ήδη αρκετά έργα φωτογραφικών μηχανών που χρησιμοποιούν Raspberry Pi και έναν θερμικό εκτυπωτή. Αλλά για αυτήν την κάμερα ήθελα να το κάνω με τον δικό μου τρόπο. Πήρα λοιπόν έμπνευση από όλα αυτά τα έργα και έκανα κάποιες αλλαγές.

Όλα τα άλλα παρόμοια έργα που έχω δει στο παρελθόν, χρησιμοποιούν Raspberry Pi 2 και μονάδα κάμερας ευρείου φακού (επιτήρησης) για το Pi.

Για αυτήν την κάμερα πήγα για ένα Raspberry Pi Zero W και έναν φακό εστιακού μήκους μεσαίου μεγάλου μεγέθους.

Το Pi Zero W έχει το ίδιο αποτύπωμα από το αρχικό Pi Zero, το οποίο είναι αρκετά μικρό και αυτό είναι υπέροχο. Αλλά η έκδοση W, περιλαμβάνει τη θύρα της κάμερας και το ενσωματωμένο Wifi μαζί με πολλές άλλες δυνατότητες.

Οι περισσότερες μονάδες κάμερας Pi έρχονται με ευρυγώνιο φακό. Επέλεξα έναν φακό M12, με οπτικό πεδίο 40 ° που θα ήταν παρόμοιο με ένα εστιακό μήκος mm 45 mm σε μια κάμερα πλήρους κάδρου, επειδή η εικόνα θα ήταν πιο φυσική όχι τόσο παραμορφωμένη και παρόμοια με την κλασική φωτογραφία.

BTW, χάρη στη συνδεσιμότητα wifi μπορώ να κάνω απομακρυσμένες λήψεις.

Βήμα 1: Εξαρτήματα και υλικά

Εξαρτήματα και ανταλλακτικά

• 1x Raspberry Pi Zero W raspberrypi.org/raspberry-pi-zero-w
• 1x Mini TTL Thermal Printer dafruit.com/product/597
• 1x Raspberry Pi CameraModule
• 1x Mini Camera (CSI) 15 pin Cable shop.pimoroni.com/cable-raspberry-pi-zero-edition
• 1x φακός κάμερας M12 (όποια εστιακή απόσταση θέλετε)
• 1x Μ12 κάτοχος φακού πινάκων m12lenses.com/M12-Lens-Holder-Plastic-p
• 1x Push botton
• 1x 5v / 3.5A Power bank (min 3A) amazon.de/RAVPower5v3A
• 1x 4700uF Ηλεκτρολυτικός πυκνωτής
• 1x USBAdapter Δεξιά γωνία από αρσενικό σε θηλυκό
• 1x Προσαρμογέας Jack 2.1mm σε USB
• Προσαρμογέας 1x - Υποδοχή 2.1mm για βίδα τερματικού μπλοκ adafruit.com/368

Καλωδίωση

• 1x κεφαλίδα αρσενικής λωρίδας αποκοπής
• 1x Θηλυκή κεφαλίδα λωρίδας αποσύνδεσης
• 3x συνδετήρας 2 ακίδων (χρησιμοποιώ το Dupont Connector)
• Perfboard
• Ηλεκτρικό καλώδιο

Συνέλευση

• 2x βίδα M3 x 6mm (6mm ~ 10mm)
• 2x τετράγωνα καρύδια (M3 1, 8mmx5, 5mm)
• 2x βίδα M2 x 6mm (6mm ~ 10mm)

Εκτύπωση

Θερμικά ρολά χαρτιού (57mm)

Πρόσθετα

• Κάρτα SD 8 GB (για το raspberrypi)
• Μίνι προσαρμογέας HDMI (για σύνδεση του Zero W σε οθόνη)
• Μίνι USB σε USB (για σύνδεση του Zero W σε πληκτρολόγιο)
• Φορτιστής USB 5v

Μεταχειρισμένα Εργαλεία

• Λογισμικό

  • Fusion 360 autodesk.com/fusion-360
  • Raspbian Jessie Lite raspberrypi.org/downloads/raspbian
  • ImageMagick www.imagemagick.org
  • zj-58 CUPS από adafruit github.com/adafruit/zj-58

• Σκεύη, εξαρτήματα

  • Prusa i3 mk3 prusa3d.com/original-prusa-i3-mk3
  • Πιεστής καλωδίων (SN-28B)
  • Εργαλείο Wire Stripper
  • Digitalηφιακή δαγκάνα
  • Πολλαπλά κατσαβίδια

Βήμα 2: Ρύθμιση λογισμικού και κώδικας

Για αυτό το βήμα μπορεί να χρειαστείτε πληκτρολόγιο USB και οθόνη HDMI. Θα ήταν επίσης χρήσιμο να εγκαταστήσετε τη μονάδα κάμερας στο Raspberry Pi, ώστε να μπορείτε να δοκιμάσετε και να ελέγξετε ότι όλα λειτουργούν.

Εγκατάσταση συστήματος

Εκτελέστε το βοηθητικό πρόγραμμα raspi-config:

$ sudo raspi-config

Για αυτό το έργο απαιτούνται οι ακόλουθες επιλογές:

• Επιλογές διασύνδεσης -> Ενεργοποίηση κάμερας
• Επιλογές διασύνδεσης -> Απενεργοποίηση σειράς
• Επιλογές για προχωρημένους -> Ανάπτυξη συστήματος αρχείων

Χρησιμοποιήστε το raspi-config για να ρυθμίσετε τη σύνδεση Wi-Fi. Θα χρειαστείτε σύνδεση δικτύου για την αναβάθμιση του συστήματος και τη λήψη του απαιτούμενου λογισμικού.

Επιλογές δικτύου -> Wi -fi

Μπορείτε επίσης να ενεργοποιήσετε την SSH για απομακρυσμένη πρόσβαση στο σύστημα και να κάνετε γρήγορες αλλαγές.

Επιλογές διασύνδεσης -> Ενεργοποίηση SSH

Εγκατάσταση λογισμικού

Η διαδικασία για αυτά τα βήματα βασίστηκε σε αυτό το σεμινάριο:

learn.adafruit.com/instant-camera-using-spraberry-pi-and-thermal-printer

$ sudo apt ενημέρωση

$ sudo apt install git cup wiringpi build-essential libcups2-dev libcupsimage2-dev

Εγκαταστήστε το φίλτρο ράστερ για το CUPS από το github adafruit

$ git clone

$ cd zj-58

$ make $ sudo./install

Εγκαταστήστε και ορίστε το τυπωμένο ως προεπιλογή στο σύστημα CUPS. Αλλάξτε την τιμή "baud" σε 9600 ή 19200 όπως απαιτείται για τον εκτυπωτή σας. (Το δικό μου ήταν 19200)

$ sudo lpadmin -p ZJ -58 -E -v σειριακό:/dev/ttyAMA0? baud = 19200 -m zjiang/ZJ -58.ppd

$ sudo lpoptions -d ZJ -58

Σενάριο κάμερας

$ sudo apt-get install imagemagick

Χρησιμοποιώντας το imagemagick για τη βελτίωση των αντιθέσεων και τη ρύθμιση της προεπιλεγμένης αντίθεσης και φωτεινότητας της κάμερας, η σειρά λήψης μοιάζει με:

raspistill -t 200 -co 30 -br 75 -w 512 -h 388 -n -o -| convert - -Grayscale Rec709Luminance -contrast jpg: - | lp

Αυτές είναι οι παράμετροι που βρήκα ότι λειτουργούν καλύτερα για την περίπτωσή μου, αλλά μπορεί να θέλετε να τροποποιήσετε αυτές τις τιμές.

Χρησιμοποιώ το ίδιο κουμπί πατήματος για τη λήψη aphot και την κατάρριψη του συστήματος. Τα σενάρια διαχωρίζουν ένα μόνο πάτημα από μια μακρά πίεση (+4 δευτερόλεπτα).

κάμερα.σ

#!/bin/bash

SHUTTER = 20 # Αρχικοποίηση καταστάσεων GPIO gpio -g mode $ SHUTTER επάνω ενώ: κάντε # Έλεγχος για κουμπί κλείστρου εάν [$ (gpio -g διαβάστε $ SHUTTER) -εκ 0]; τότε # Πρέπει να κρατηθεί για 4+ δευτερόλεπτα προτού εκτελεστεί ο τερματισμός λειτουργίας … ώρα έναρξης = $ (ημερομηνία +%s) ενώ [$ (gpio -g διαβάστε $ SHUTTER) -εκ 0]; κάντε εάν [$ (($ (ημερομηνία +%s) -χρόνος έναρξης)) -ge 5]; κατόπιν τερματισμός λειτουργίας -h τώρα ηχώ "απενεργοποίηση" # Περιμένετε να απελευθερωθεί ο χρήστης από το κουμπί πριν συνεχίσετε ενώ [$ (gpio -g διαβάστε $ SHUTTER) -eq 0]? συνεχίστε? done fi done if [$ (($ (ημερομηνία +%s) -χρόνος έναρξης)) -lt 2]; στη συνέχεια ηχώ "Click shut" raspistill -t 1800 -co 30 -br 75 -w 512 -h 388 -n -o -| μετατροπή -κλίμακα του γκρι Rec709Luminance -contrast jpg: -| lp # ημερομηνία +" %d %b %Y %H: %M" | lp fi ύπνος 1 fi ύπνος 0,3 τελειωμένος

Ορίστε αυτόματα το σενάριο για εκκίνηση κατά την εκκίνηση του συστήματος. Τροποποιήστε το αρχείο /etc/rc.local και την ακόλουθη εντολή πριν από την τελική γραμμή "έξοδος 0":

sh /home/pi/camera.sh

Χρησιμοποιήστε τη διαδρομή όπου αποθηκεύσατε το αρχείο δέσμης ενεργειών.

Το Raspberry Pi Zero W ενεργοποιεί σειριακή συμβατότητα

Το pi3-miniuart-bt αλλάζει τη λειτουργία Raspberry Pi 3 και Raspberry Pi Zero W Bluetooth για χρήση του mini UART (ttyS0) και επαναφέρει το UART0/ttyAMA0 σε GPIO 14 και 15.

Για να απενεργοποιήσετε το ενσωματωμένο Bluetooth και να επαναφέρετε το UART0/ttyAMA0 μέσω GPIO 14 & 15, τροποποιήστε:

$ sudo vim /boot/config.txt

Προσθέστε στο τέλος του αρχείου

dtoverlay = pi3-disable-bt

Είναι επίσης απαραίτητο να απενεργοποιήσετε την υπηρεσία συστήματος που προετοιμάζει το μόντεμ, ώστε να μην χρησιμοποιεί το UART:

$ sudo systemctl απενεργοποιήστε το hciuart

Μπορείτε να βρείτε περισσότερες πληροφορίες στη διεύθυνση:

Βήμα 3: Θήκη με 3D εκτύπωση

Η θήκη της κάμερας έχει σχεδιαστεί για να διατηρεί ένα συμπαγές μικρό αποτύπωμα όπου τα εξαρτήματα ταιριάζουν και κουμπώνουν μεταξύ τους, έτσι ώστε να μην υπάρχει πολύ βίδα.

Ο σχεδιασμός χωρίζεται σε 3 μέρη:

• Η βάση, όπου διατίθεται το power bank.
• Το κύριο κουτί, όπου πραγματοποιείται η πλακέτα Pi, ο εκτυπωτής και το μεγαλύτερο μέρος της καλωδίωσης.
• Ο κώνος του φακού, που φιλοξενεί τον φακό της κάμερας.

Το κύριο κουτί και ο κώνος φακού είναι βελτιστοποιημένοι για εκτύπωση και δεν απαιτούν δομή στήριξης. Η βάση, αντίθετα, εκτυπώνεται σε ένα μόνο κομμάτι χρησιμοποιώντας εσωτερικό υλικό στήριξης. Wantedθελα να δημιουργήσω ένα δυνατό κομμάτι για να υποστηρίξω τη δομή της κάμερας.

Έχω συμπεριλάβει τα αρχεία stl, ώστε να μπορείτε να το εκτυπώσετε ή να τροποποιήσετε το σχέδιο.

Βήμα 4: Συνδέστε το

Το πρώτο πράγμα που πρέπει να κάνετε είναι να κολλήσετε τις επικεφαλίδες των αρσενικών καρφιτσών στις θύρες IO του Raspberry Pi.

Μόλις το κάνετε, μπορείτε να προχωρήσετε και να συνδέσετε το pi σε ένα breadboard και θα είστε έτοιμοι να δοκιμάσετε τη ρύθμιση.

Για την καλωδίωση των εξαρτημάτων, χώρισα τις συνδέσεις χρησιμοποιώντας περιβλήματα πτύχωσης 2 ακίδων. Έτσι, κατά τη διαδικασία συναρμολόγησης, τα εξαρτήματα μπορούν να στερεωθούν ξεχωριστά στη θήκη και να συνδεθούν μετά χωρίς επιπλοκές. Βοηθά επίσης στην αντικατάσταση των εξαρτημάτων σε περίπτωση βλάβης ή για αναβάθμιση του υλικού.

Πάρτε την υποδοχή του βαρελιού και συνδέστε τον πυκνωτή 4700uF στους ακροδέκτες + και -. Αυτό θα βοηθήσει στη διατήρηση της τάσης σταθερή όταν λειτουργεί ο θερμικός εκτυπωτής. Βεβαιωθείτε ότι το αρνητικό (κοντύτερο) σκέλος του πυκνωτή είναι προσαρτημένο στον αρνητικό πόλο του ακροδέκτη και όχι το αντίθετο.

Συνδεθείτε με την υποδοχή κάννης και τον πυκνωτή, τα καλώδια για την τροφοδοσία του εκτυπωτή και το Raspberry Pi Zero W.

Για τη σίτιση του Pi, κόλλησα το +5V στο PP1 και τη γείωση από την παροχή ρεύματος στο PP6 στο πίσω μέρος της πλακέτας, ακριβώς κάτω από το USB τροφοδοσίας.

Πήρα ένα κομμάτι από γυαλόχαρτο και πούλησα πάνω του 2 λωρίδες με γυναικείες κεφαλίδες, έτσι πρώτα τις καρφίτσες Pi IO. Σε αυτό το perftboard μπορείτε να συνδέσετε το κουμπί ώθησης και τα καλώδια δεδομένων του εκτυπωτή.

Συνδέστε το κουμπί στη γείωση GND (ακίδα 34) και το BCM 20 (ακίδα 38)

Για τον εκτυπωτή ακολουθήστε αυτήν τη σειρά:

• Εκτυπωτής GND -> Raspberry Pi GND (pin 6)
• Εκτυπωτής RX -> Raspberry Pi TXD (pin 8, BCM 14, UART Transmit)
• Εκτυπωτής TX -> Raspberry Pi RXD (pin 10, BCM 15, UART Receive)

Ελέγξτε το Raspberry Pi IO για περισσότερες πληροφορίες:

Βήμα 5: Συναρμολόγηση

Η διαδικασία συναρμολόγησης είναι απλή.

Το power bank εφαρμόζει στη βάση της θήκης και δεν κινείται. Αλλά μπορεί εύκολα να αφαιρεθεί για να φορτιστεί ή να αντικατασταθεί.

Τύπωσα μερικές καρφίτσες για να στερεώσω την πλακέτα Raspberry Pi στη θήκη και να συνδέσω τον φακό και στην υπόλοιπη θήκη.

Δεν υπάρχει πολύς χώρος για όλα τα καλώδια και τα εξαρτήματα. Πρέπει να οργανώσεις το χώρο, αλλά όλα ταιριάζουν μέσα.

Για το κλείσιμο της θήκης, η βάση και το κύριο κουτί έχουν δύο γλωττίδες στο πίσω μέρος που ταιριάζουν μεταξύ τους. Στο μπροστινό μέρος, υπάρχει μια βιδωτή τσέπη για ασφαλή στερέωση του κουτιού.

Βήμα 6: Τέλος! Πυροβολήστε Πυροβολήστε Πυροβολήστε…