Инфракрасная игровая камера Raspberry Pi: 6 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:48

Я только начал изучать Raspberry Pi и был заинтригован модулем инфракрасной камеры Pi. Я живу в несколько удаленном районе и видел признаки того, что различные дикие твари исследуют дом по ночам.

У меня была идея создать ночную игровую камеру с использованием платы камеры Raspberry Pi NoIR с датчиком движения PIR и внешним светодиодным прожектором с ИК-подсветкой для освещения области, позволяющей ИК-камере захватывать видео.

Я начал с чего-то простого, но, как и все инженеры, продолжал добавлять все больше и больше. Вот как это работает:

В этом проекте используется Raspberry Pi, настроенный с Wi-Fi в безголовом режиме. Моя удаленная камера может находиться в зоне действия Wi-Fi, поэтому после подключения я могу запустить программу и получить захваченные видеофайлы. Для этого есть много онлайн-инструкций, поэтому я не буду пытаться перефразировать их здесь. Я также установил камеру Raspberry Pi, следуя онлайн-инструкциям. Проверьте безголовый (если это то, что вы хотите) и камеру, чтобы убедиться, что все работает.

В этом проекте используется плата камеры Raspberry Pi NoIR (инфракрасная) для записи видео в ночное время при обнаружении чего-либо. Плату камеры Pi NoIR также можно использовать в дневное время, но поскольку ИК-фильтр удален, цвет несколько размывается. Я построил внешний инфракрасный светодиодный прожектор, который включается при обнаружении движения для освещения области во время записи видео. По окончании выбранной длительности видеосигнала инфракрасный светодиодный прожектор выключается. В конструкции также есть схема LDR, которая определяет, день сейчас или ночь. Если сейчас ночное время и обнаружено движение, то ИК-светодиодный индикатор включен, а в дневное время - отключен. При подключении кабеля внешнего инфракрасного светодиодного прожектора заземляется измерительный контакт, чтобы определить, подключена ли лампа к камере. Если внешний ИК-прожектор не обнаружен, выход лампы отключен. После обнаружения PIR, в ночное время, контакт 22 GPIO активирует реле, которое управляет сильноточными ИК-светодиодами (если они подключены).

Захват видео также может занимать довольно много места на диске и быстро заполняться. Я обнаружил, что как только я полностью заполнил дисковое пространство и не смог удаленно подключиться, Pi не загружался. Чтобы исправить это, я добавил код для измерения дискового пространства и прерывания программы, если дисковое пространство заканчивается.

Наслаждаться!

Шаг 1: Список деталей

Raspberry Pi:

Raspberry Pi

Плата камеры NoIR

Wi-Fi ключ (при желании)

Детали щита:

Прототип платы Humble Pi Shield

SN75468D

Реле DS2E-L-5V

Потенциометр 1 МОм

Резистор 100 кОм

Резистор 1 кОм

ВЕЛ

2Н3904 транзистор

LDR

Резистор 100 кОм

Разные контактные разъемы ввода-вывода по мере необходимости

Соединительный провод, если требуется

Корпус:

Корпус для размещения Пи и щита

Интерфейсные разъемы по мере необходимости

ИК-ЛАМПА:

20 сильноточных ИК-светодиодов

Резисторы 47 Ом, 5Вт (2 шт.)

Кожух лампы (я использовал кожух тормозов прицепа)

Шаг 2: Создайте щит

Я создал щит для установки реле, драйвера реле, интерфейса PIR, цепи LDR, датчика ИК-светодиодной лампы и других устройств ввода-вывода.

Я использовал Humble Pi Shield:

Я покопался в своих разных частях и использовал 75468, высоковольтную, сильноточную матрицу транзисторов Дарлингтона. Все, что вам нужно, это какой-нибудь драйвер с достаточным выходным током для установки / сброса реле. Я также приложил файл Visio, чтобы показать, как я разместил детали и добавил перемычки, а также схему (формат Eagle).

Я использовал запасные штыри и термоусадочную гильзу, чтобы сделать разъемы для ввода-вывода от платы к разъемам корпуса, PIR и LDR.

Шаг 3: Постройте корпус

В ящиках с запчастями я нашел запасной корпус. Что-то простое, но в будущем я могу заменить его водонепроницаемым корпусом и поэкспериментировать с батареей / аккумулятором.

Я вырезал в корпусе отверстие, чтобы датчик PIR выступал наружу, и прикрепил его к корпусу. Я также использовал втулку для монтажа на панели для крепления LDR.

Я вырезал еще одно отверстие для камеры Pi. Я заклеил камеру окошком из оргстекла, чтобы защитить объектив.

Я установил разъем типа DB-9 для внешнего ИК-прожектора.

Я установил разъем питания, чтобы включить все это.

Поскольку я использовал запасной корпус, который был у меня под рукой, этот корпус не обеспечивает легкий доступ к SD-карте и адаптеру Wi-Fi. Но как только вы все заработаете, вам действительно не нужно будет до этого добираться, если только что-то действительно не сломается.

Шаг 4. Сделайте точечный светильник с ИК-подсветкой

Инфракрасный светодиодный прожектор был довольно простым. Я нашел несколько дешевых ИК-светодиодов высокой мощности на спецификации EBAY на пике 700 мА. Я создал 4 ряда из 5 светодиодов, соединенных последовательно (см. Схему). Я подключил две струны параллельно и подключил резистор 47 Ом, 5 Вт к каждой струне. Я нашел в блоке питания внешний штекер, обеспечивающий около 17 В постоянного тока. Я выбрал резисторы, чтобы ограничить ток, чтобы не перегореть светодиоды. Вам нужно будет выяснить характеристики ваших светодиодов, сколько вы хотите, какой источник питания использовать для тока возбуждения светодиодов и рассчитать ограничивающие резисторы. Pi не может управлять ими сам по себе. Camera Shield использует реле, поэтому не имеет значения, что вы используете. Просто убедитесь, что вы не используете больше тока, чем может выдержать реле или проводка, которую вы используете.

Вы также увидите петлю провода между контактами 8 и 9. Я использую это, чтобы определить, прикреплена ли лампа. Щит CAM имеет подтягивающий резистор, прикрепленный к малине. Когда кабель присоединен, сенсорная линия опускается ниже, когда сенсорная линия не присоединена, вытягивается высоко.

Я также обнаружил, что при использовании стоп-сигнала прицепа, в котором находится красная рамка, очень хорошо рассеивается инфракрасный «луч» для освещения большей площади. Светодиоды, которые у меня есть, имеют довольно узкий луч. Без лицевой панели светодиоды обеспечивают довольно плотный свет.

Шаг 5: Загрузите программу

Прилагается созданный мной файл python (я все еще пытаюсь разобраться в GitHub).

Видео файлы сохраняются с расширением.h264. Я использую программу FTP для загрузки видео на свой компьютер. Вы можете использовать медиаплеер VLC для просмотра видео.

Прикрепил несколько отснятых видео. Один был рысью, а другой - кошкой.

Я добавил еще несколько вещей в операционную систему Raspberry, чтобы упростить задачу. У меня нет часов реального времени, поэтому каждый раз, когда я включаю raspberry Pi, мне нужно было установить дату и время. Я сделал это с помощью команды Sudo, чтобы жестко установить дату и время на Raspberry:

sudo date -s "Пн, 12 августа, 20:14:11 PST 2014"

Я также хотел отключить светодиод камеры Raspberry Pi, чтобы он не предупреждал о том, что я записываю. Чтобы отключить светодиод камеры, измените: /boot/config.txt и добавьте следующую строку:

disable_camera_led = 1

Я думал, что все это работает от батареи, поэтому я обнаружил, что могу сэкономить ~ 20 мА, отключив выходы PAL / HDMI, изменив config.txt, добавив:

opt / vc / bin / tvservice -off

Шаг 6: список желаний

У меня есть еще несколько идей по улучшению камеры. Я могу поработать над некоторыми из них и буду обновлять по мере обновления…

1. Сохранить видео в более стандартном формате (mpg и т. Д.)?

2. Отправляйте файлы через WEB-сервер.

3. Используйте программу движения для определения дня недели. Программа движения обнаруживает движение, отслеживая изменения пикселей. Вы также можете сосредоточиться на конкретной целевой области. Это поможет при обнаружении в дневное время. Детектор PIR отлично работает ночью, но может быть несколько чувствительным при полном освещении и может срабатывать при движении деревьев от ветра или других движениях, которые вы, возможно, захотите игнорировать (например, автомобили на дороге и т. Д.). Вы можете настроить чувствительность детектора PIR, но движение было бы довольно круто.

4. Оптимизируйте код - используйте вызовы для повторяющихся задач (запуск / остановка видео, размер диска и т. Д.)

5. Используйте MUX для переключения модулей камеры с дня на ночь ?? Это может сработать?

6. Что нужно для того, чтобы система работала от батареи?

7. Добавьте модуль часов реального времени (если нет возможности подключиться к Интернету)

8. Добавьте программу для автоматического повторного подключения к Wi-Fi при отключении.

9. Сделайте так, чтобы программа запускалась автоматически при загрузке (при подаче питания).